方法 |
要点 |
评价 |
水泥基固化法 |
将有害废物与水泥及其他化学添加剂混合均匀,然后置于模具中,使其凝固成固化体。将经过养护后的固化体脱模,经取样测试浸出结果,其有害成分含量低于规定标准,便达到固化目的 |
方法比较简单,稳定性好,但体积和质量增大。有可能作建筑材料。对固化的无机物,如氧化物可互容;硫化物可能延缓凝固和引起破裂,除非是特种水泥;卤化物易从水泥中浸出,并可能延缓凝固;水泥与重金属互容,与放射性废物互容 |
石灰基固化法 |
将有害废物与石灰及其他硅酸盐类配以适当的添加剂混合均匀,然后置于模具中,使其凝固成固化体。将经过养护后的固化体脱模,经取样测试浸出结果,其有害成分含量低于规定标准,便达到固化目的 |
方法简单,固体较为坚固。对固化的有机物,如有机溶剂和油等多数会抑制凝固,可能蒸发逸出。对固化的无机物如氧化物互容、硫化物互容,卤化物可能延缓凝固并易于浸出,与重金属互容,与放射性废物互容 |
热塑性材料固化法 |
将有害废物同沥青、柏油、石蜡或聚乙烯等热塑性物质混合均匀,经过加热冷却后使其凝固而形成塑胶性物质的固体化 |
该法与前两种方法相比,固化效果更好,但费用较高,只适用于某些处理量少的剧毒废物。对固化的有机物,如有机溶剂和油,在加热条件下,可能蒸发逸出。对无机物如硝酸盐、次氯化物、高氯化物等则不能采用此法,但与重金属、放射性废物互容 |
高分子有机物聚合稳定法 |
将高分子有机物如脲醛等与不稳定的无机化学废物混合均匀,然后将混合物经过聚合作用而生成聚合物 |
该法与其他方法相比,只需少量的添加剂,但原料费用较昂贵,不适于处理酸性以及有机废物和强氧化性废物,多数用于体积小的无机废物 |
玻璃基固化法 |
将有害废物与硅石混合均匀,经高温熔融冷却后而形成玻璃固化体 |
该法与其他方法相比,固化体性质极为稳定,可安全地进行处置,但处理费用昂贵,只适于处理极有害的化学废物和强放射性废物 |
2. 卫生填埋技术
俗称卫生填埋法或土地填埋法。该法属减量化、无害化处理中最经济的方法。处理性质可以是永久性的最终处理,也可以是短期性的暂时处理,是目前处理城市垃圾应用最广的方法。一般均采用厌氧卫生填埋法。该法是在平地上,或在平地上开槽后,或在天然低洼地上,逐层堆积废物,压实,覆盖土层。废渣每压实1.8~3.0m厚覆土15~30cm后,再堆积第二层。最外表面覆土50~70cm作为封皮层。为防废渣浸沥液污染地下水,填埋场底部与侧面采用胶质膜材或渗透系数较小的黏土作防渗层。在防渗层上设置收集管道系统,再用泵将浸沥液抽出去处理。当填埋物可能产生气体时,则需用透气性良好的材料在填埋场不同部位设置排气通道,把气体导出回收利用。
3. 焚烧技术
把可燃固体废物集中在焚烧炉中通空气彻底燃烧是除卫生填埋之外的又一种处理废渣的重要手段。焚烧是高温分解和深度氧化的过程,目的在于使可燃的固体废物氧化分解,借以减容、去毒并回收能量及副产物。固体废物经过焚烧,体积一般可减少80%-90%,一些有害固体废物通过焚烧,可以破坏其组成结构或杀灭病原菌.达到解毒、除害、回收能量等的目的。而且处理废物快速高效,工厂化全天候、处理能力大。焚烧产生的热能用于产生蒸汽或发电。据统计平均5t垃圾顶1t标准煤。故焚烧技术不仅有环保意义,而且有经济价值。但是,焚烧容易造成二次污染,而且投资和运行管理费用也较高。
4. 热解技术
固体废物热解是利用有机物的热不稳定性,在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程。焚烧是放热的,热解是吸热的;焚烧的产物主要是二氧化碳和水,而热解的产物主要是可燃的低分子化合物:气态的氢、甲烷、一氧化碳,液态的甲醇、丙酮醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等,固态的主要是焦炭或炭黑。
5. 微生物分解技术
利用微生物的分解作用处理固体废物的技术,应用最广泛的是堆肥化。堆肥化是指依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物,人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质生化转化的微生物学过程,其产品称为堆肥。其主要作用是能够改善土壤的物理、化学和生物性质,使土壤环境适于农作物生产。
6. 转化利用技术
该技术属资源化范围,利用化工新工艺、新方法把废渣转化为新的有用产品。这是在废渣处理时应优先考虑的方法。
一.2.2 废水
1.物理处理法——在工业废水的处理中,物理处理法占有重要的地位。与其他方法相比,物理处理法具有设备简单、成本低、管理方便、效果稳定等优点。它主要用于去除废水中的漂浮物、悬浮固体、沙和油类等物质。物理处理法一般用作其他处理方法的预处理或补充处理。物理处理方法包括重力分离、离心分离、过滤等。
(1)重力分离(沉淀法)——重力分离法利用污水中呈悬浮状态的污染物与水密度不同的原理,借助重力沉降(或上浮)作用使其从水中分离出来。此法常被用作其他处理方法的预处理或再处理。I.自然沉淀——自然沉淀是依靠废水中固体颗粒的自身重力进行沉降。在沉降过程中颗粒的形状、尺寸、质量基本不变。此种方法对较大颗粒(粒径≥0.1mm)的污染物可以达到去除目的,一般可使悬浮物除去2/3,有机物除去1/3,是典型的重力分离法。II.混凝沉淀——混凝沉淀的基本原理是在废水中投入电解质作为混凝剂,使废水中的微小颗粒(粒径<0.1mm)在外加混凝剂的作用下,颗粒互相黏结,凝聚成较大颗粒。加速在水中的沉降。此法实质为化学处理方法。
(2)离心分离法——含悬浮物的废水在高速旋转时,悬浮颗粒所受到的离心力大小不同,质量大的被甩到外圈,质量小的则留在内圈,通过不同的出口将它们分别引导出来,利用此原理就可分离废水中的悬浮颗粒,使废水得以净化。
(3)过滤法——废水中含有悬浮物和漂浮物时,常采用机械过滤的方法加以去除。过滤法常作为废水处理的预处理方法,用以防止水中的微粒物质及胶状物质破坏水泵,堵塞管道及阀门等。过滤法也常用在废水的最终处理,使滤出的水可以进行循环使用。I.格栅过滤——隔栅一般斜置在废水进口处截留较粗悬浮物和漂浮物。栅条间净距10~25mm,它本身的水流阻力并不大,只有几厘米,阻力主要产生于筛余物堵塞栅条。一般当隔栅的水头损失达到10~15cm时就该清洗。现在一般采用机械,甚至自动清除设备。II.筛网过滤——选择不同尺寸的筛网(网丝净距1~10mm),能去除水中不同类型和大小的悬浮物,如纤维、纸浆、藻类等。相当于一个初沉池的作用。筛网过滤装置很多,有振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、转盘式筛网、微滤机等。III颗粒介质过滤(简称过滤)——颗粒介质过滤适用于去除废水中的微粒物质和胶状物质,常用作离子交换和活性炭处理前的预处理,也能用作废水的三级处理。颗粒介质过滤器可以是圆形池或方形池。过滤器无盖的称为敞开式过滤器,一般废水自上流人,清水由下流出。有盖而且密闭的称为压力过滤器,废水用泵加压送入,以增加过滤速度。
2.化学处理法——化学处理法是废水处理的基本方法之一。它是利用化学作用来处理废水中的溶解物质或胶体物质,可用来去除废水中的金属离子、细小的胶体有机物或无机物、植物营养素(氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、碱等,对于废水的深度处理有着重要作用。化学处理法包括中和法、混凝沉淀法、氧化还原法、化学沉淀法、电化学法等。
(1)中和法——在化工、炼油企业中,对于低浓度的含酸、含碱废水,在无回收及综合利用价值时,往往采用中和的方法进行处理。中和法也常用于废水的预处理,调整废水的PH。I.酸性废水的中和处理方法——对酸性废水进行中和时,可采用以下一些方法:①使酸性废水通过石灰石滤床;②与石灰乳混合;③向酸性废水中投加烧碱或纯碱溶液;④与碱性废水混合,使废水PH近于中性;⑤向酸性废水中投加碱性废渣,如电石渣、碳酸钙、碱渣等。II.碱性废水处理方法——对碱性废水,一般可以采用以下途径进行中和:①向碱性废水中鼓入烟道废气;②向碱性废水注人压缩的二氧化碳气体;③向碱性废水投入酸或酸性废水等。
(2)混凝沉淀法——一般来说.水中100μm以上的颗粒可以直接用沉淀法除去,但更小的颗粒就很难了,特别是胶体颗粒(粒径1μm以下)必须采取别的措施才能除去。常采用的措施是混凝沉淀法。混凝沉淀法原理——混凝沉淀法的基本原理是在废水中投人混凝剂,因混凝剂为电解质,在废水里形成胶团,与废水中的胶体物质发生电中和,形成绒粒沉降。混凝沉淀法不但可以去除废水中的粒径为10-6~10-3mm的细小悬浮颗粒,而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属及有机物等。
(3)氧化还原法——废水经氧化还原处理,可使其中所含有毒害的有机物质或无机物质转变成无毒或毒性较小的物质,从而达到废水治理的目的。各物质的氧化还原能力可从《物理化学手册》等文献资料查得。现在工业上用得比较多的氧化剂是氧气和氯气等。I.空气氧化法——空气氧化法是利用空气中的氧气氧化废水中的有机物和还原性物质的一种处理方法。因空气氧化能力比较弱,主要用于含还原性较强物质的废水处理,如炼油厂的含硫废水。II.氯氧化法——氯气是普遍使用的氧化剂,既用于给水消毒,又用于废水氧化,主要是起消毒杀菌的作用。通常的含氯药剂有液氯、漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯等。各药剂的氧化能力用有效氧含量表示。氧化价大于-1的那部分氯具有氧化能力,称之为有效氣。作为比较基准,取液氧(两个作用氯的氧化价均比-1大1)的有效氯含量为100%(质量分数)。
3.物理化学法——废水经一般的物理和化学方法处理后,仍会含有某些细小的悬浮物和溶解的有机物。为了进一步去除残存在水中的污染物,可以进一步采取物理化学方法进行处理。常用的物理化学方法有吸附、浮选、电渗析、反渗透、超过滤等。
(1)吸附法——在废水处理中,吸附法处理的主要对象是废水中利用生化法难于降解的有机物或用一般氧化法难于氧化的溶解性有机物,包括木质素、氯或硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成染料、除锈剂、DDT等。当用活性炭对这类废水进行处理时,他不但能够吸附这些难以分解的有机物,降低COD,还能使废水脱色、脱臭,把废水处理到可重复利用的程度。所以吸附法在废水的深度处理中得到的广泛的应用。
(2)浮选法——浮选法就是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物,利用其密度小于水而上浮到水面,实现固液或液液分离的过程。在废水处理中,浮选法已广泛用于:①分离地面水中的细小悬浮物、藻类及微絮粒;②回收工业废水中的有用物质,如造纸厂废水中的纸浆纤维及填料等;③代替二次沉淀池,分离和浓缩剩余活性污泥,特别适宜用于那些易于产生污泥膨胀的生化处理工艺中;④分离回收油废水中的悬浮油和乳化油;⑤分离回收以分子或离子状态存在的目的物,如表面活性剂和金属离子等。
4.生化处理法——一般认为只要废水中BOD5/COD比值大于0.3,即可采用生化处理法。当化工废水中含有有机污染物时,单采用物理或化学的方法很难达到治理要求,这时采用生物化学处理法往往十分奏效。本法简称生化处理法或生物处理法。
(1)好氧处理I.活性污泥法——活性污泥法是处理工业废水最常用的生化处理法,它是在称作曝气池的废水处理池中,不断注入空气(即曝气),利用池中悬浮生长的微生物絮体处理有机废水。这种微生物絮体称为活性污泥,它由好氧性微生物(包括细菌、真菌、原生动物及后生动物)及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成,具有降解废水中有机污染物(也有些可部分分解无机物)的能力;II.生物膜法(固着生化法)——通过流动的废水同固体(填料、滤料)上附着的生物膜接触,生物膜吸附和氧化废水中的有机物并同废水进行物质交换,从而使废水得到净化的过程。
(2)厌氧处理。厌氧生化法——废水厌氧生化处理是环境工程与能源工程中的项重要技术。从20世纪70年代开始,由于世界能源的紧缺,能产生能源的废水厌氧技术得到重视,不断开发出新的厌氧处理工艺和构筑物。大幅度地提高了厌氧反应器内活性污泥的持留量,使废水的处理时间大大缩短,处理效率成信提高。特别对高浓度有机废水的处理,能耗小且可回收能源,以及剩余污泥量少等方面逐渐显示出它的优越性。
PS:污泥的处理——
一.2.3 废气
1. 颗粒污染物——除尘
设备 |
分类或评价 |
机械式除尘器 |
(重力沉降室>50μm、惯性除尘器>10~20μm、旋风除尘器>5μm) |
过滤式除尘器 |
(袋式除尘器>99%) |
湿式除尘器 |
(喷淋塔、离心喷淋洗涤除尘器、文丘里式洗涤器) |
电除尘器 |
(管式、板式)>99%,0.1μm尚可 |
2. 气态污染物——吸收、吸附、燃烧、转化、冷凝等
(1)吸收法
吸收法是采用适当的液体作为吸收剂,使含有有害物质的废气与吸收剂接触,废气中的有害物质被吸收于吸收剂中,使气体得到净化的方法。在吸收过程中,依据吸收质与吸收剂是否发生化学反应,可将吸收分为物理吸收与化学吸收。在处理气量大、有害组分浓度低为特点的各种废气时,化学吸收的效果要比单纯物理吸收好得多,因此在用吸收法治理气态污染物时,多采用化学吸收法进行。
(2)吸附法
吸附法处理废气,是使废气与多孔性固体物质相接触,将废气中的有害组分选择性吸附在固体内外表面上,使其与其他组分分离,达到净化目的。吸附法的净化效率高,特别是对低浓度气体具有很强的净化能力。吸附法特别适用于排放标准要求严格或有害物浓度低,用其他方法达不到净化要求的气体净化。因此,常作为深度净化手段或联合应用几种净化方法时的最终控制手段。吸附效率高的吸附剂如活性炭、分子筛等,价格一般都比较高,必须对失效吸附剂进行再生,重复使用吸附剂,以降低吸附的费用。常用的再生方法有升温脱附、减压脱附、吹扫脱附等。再生的操作比较麻烦,这一点限制了吸附方法的应用。另外由于一般吸附剂的吸附容量有限,对高浓度废气的净化,不宜采用吸附法。
(3)催化转化法
催化转化法处理废气是利用催化剂的催化作用,使废气中的有害组分发生化学反应并转化为无害物质或易于去除物质的一种方法。例如把H2S转化为固体硫黄后就很容易从气体中除去;又如把CO转化为CO2,相比于CO,CO2属无毒,且易于脱除。催化转化法净化效率较高,净化效率受废气中污染物浓度影响较小,而且在处理过程中,无需将污染物与主气流分离,可直接将主气流中的有害物质转化为无害物质,避免了二次污染。但所用催化剂价格较贵,操作上要求较高,废气中的有害物质很难作为有用物质进行回收等是该法存在的缺点。
(4)燃烧法
燃烧法是对含有可燃有害物质的混合气体进行氧化燃烧或高温分解,从而使这些有害物质转化为无害物质的方法。燃烧法主要应用于碳氢化合物、一氧化碳、恶臭、沥青烟、黑烟等有害物质的净化处理。实用中的燃烧净化方法有3种,即直接燃烧法、热力燃烧法与催化燃烧法;I.直接燃烧法——是把废气中的可燃有害组分当作燃料直接烧掉,因此只适用于净化含可燃组分浓度高或有害组分燃烧时热值较高的废气。直接燃烧是有火焰的燃烧,燃烧温度高(>1100℃),一般的窑、炉均可作为直接燃烧的设备;II.热力燃烧法——是利用辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到要求的温度,使有害物质进行高温分解变为无害物质。热力燃烧法般用于可燃的有机物含量较低的度气或燃烧热值低的废气处理。热力燃烧为无火焰燃烧,燃烧温度较低(760~820℃),燃烧设备为热力燃烧炉,在一定条件下也可用般锅炉进行。直接燃烧与热力燃烧的最终产物主要为二氧化碳和水;III.催化燃烧法——本法也属催化转化法,即在催化剂存在下,可燃组分进行燃烧反应。其优点是操作温度低,减少燃料预热能耗;缺点是催化剂较贵,燃烧法工艺比较简单,操作方便,可回收燃烧后的热量;但不能回收有用物质,并容易造成二次污染。
(5)冷凝法
冷凝法是采用降低废气温度或提高废气压力的方法,使一此易于凝结的有害气体冷凝成液体井从废气中分离出来的方法。冷凝法只适于处理较高浓度(21%)的有机废气,常用作吸附燃烧等方法净化高浓度废气的前处理,以减轻这些方法的负荷。冷凝法的设备简单,操作方便,并可回收到纯度较高的产物。