化工危险废物处置过程污染控制技术研究论文
2026-02-06 09:39:03 来源: 作者:xuling
摘要:化工危险废物处置时二次污染控制成环保核心技术难题,针对有机溶剂类、重金属类以及混合型危险废物,通过构建多级净化系统开展焚烧处置、物化处理和安全填埋三种典型工艺污染控制技术研究。
摘要:化工危险废物处置时二次污染控制成环保核心技术难题,针对有机溶剂类、重金属类以及混合型危险废物,通过构建多级净化系统开展焚烧处置、物化处理和安全填埋三种典型工艺污染控制技术研究。实验显示改进的旋风分离-湿法脱硫-活性炭吸附组合工艺让二噁英去除率达99.2%,重金属稳定化处理后浸出浓度降低85%以上,多介质过滤-反渗透深度处理系统对废水中COD和重金属离子去除效率分别达94.5%和98.3%。研究成果为化工危险废物安全处置提供技术支撑,对推动危废处置行业技术升级有重要意义。
关键词:化工危险废物;污染控制;焚烧处置;重金属稳定化;废气净化;深度处理
0引言
化工行业快速发展所带来的危险废物处置问题变得日益突出,化工危险废物具备成分复杂、毒性强和处理难度大等特点,其不当处置会对环境和人体健康造成严重威胁。传统处置技术在运行过程中常常会产生二次污染情况,像焚烧过程中二噁英的生成、重金属的挥发以及废水处理过程中污染物的转移等问题,随着环境保护要求变得日趋严格,开发高效的污染控制技术成为危废处置领域的迫切需求。近年来多级净化技术、稳定化/固化技术以及深度处理技术在危废处置中展现出良好的应用前景,不过其工艺参数优化、设备配置方案及污染控制效果仍需要深入研究。
1化工危险废物处置污染源识别与机理分析
化工危险废物处置时污染物产生机制特别复杂,涉及有机溶剂挥发和重金属迁移转化等多种污染途径,有机溶剂类危险废物在高温处置时易产生有毒副产物,像多环芳烃和氯代有机物等。重金属类废物在焚烧过程中形成飞灰并通过气相迁移造成大气污染,混合型危险废物在处置过程中发生复杂物理化学反应产生协同污染效应[1]。废水处理过程中污染物在液相和固相间转移形成二次污染风险,准确识别污染源特征并且深入分析污染物迁移转化机理是制定有效污染控制策略的基础。
2多元化污染控制技术体系构建与优化
2.1废气多级净化技术及工艺参数优化
废气多级净化系统运用旋风分离加急冷塔加湿法脱硫加活性炭吸附组合工艺,以此实现对颗粒物、酸性气体和有机污染物协同去除,如图1所示。
从工艺流程图分析可知,多级净化系统里各个单元功能明确还相互协调配合,旋风分离器负责对颗粒物进行粗净化,其去除效率能够达到95%,急冷塔可以实现温度控制并抑制二噁英再合成,湿法脱硫系统能够高效去除酸性气体,SO2去除率可达到98.5%,活性炭吸附装置会对有机污染物开展深度净化工作。各单元通过串联运行形成递进式的净化效果,系统针对二噁英类污染物的总去除效率达到99.2%,出口质量浓度能控制在0.05 ng TEQ/m3以下。能够满足超低排放的相关要求。

2.2废水深度处理技术集成与污染物去除机制
废水深度处理系统集成了混凝沉淀、生物接触氧化、多介质过滤和反渗透这些工艺,能针对高浓度有机物和重金属离子实现分级去除[2]。多介质过滤器由石英砂、活性炭和锰砂组成三层滤料,滤速控制在每小时8~10 m,对残余有机物和色度的去除效果很显著,反渗透膜组件采用聚酰胺复合膜,操作压力为1.5 MPa,对重金属离子的截留率达到98%以上。整体系统对化学需氧量(COD)和重金属离子的去除效率分别达到94.5%和98.3%,出水水质满足《污水综合排放标准》一级标准要求。
2.3重金属稳定化处理技术及固化效果分析
重金属稳定化处理使用水泥基-硫化物复合固化剂,依靠物理包封和化学钝化双重机制达成重金属离子长期稳定,为对稳定化处理效果进行评估开展系统固化体性能测试,如图2所示。

稳定化处理效果分析的结果显示复合固化剂针对不同重金属离子都呈现出优异稳定化性能,处理之后7 d以内重金属浸出浓度出现急剧下降情况,28 d过后浸出质量浓度逐渐趋于稳定状态。铬、镉、铅、汞的浸出浓度分别降低到0.8、0.05、0.2、0.001 mg/L,和原废物浸出浓度相比降低幅度达到85%~95%。长期浸出试验表明固化体在90 d时间内重金属浸出浓度能够保持稳定,这证实了硫化物沉淀和水泥基包封双重稳定机制具备持久性和可靠性[3]。
3污染控制技术效果验证与应用评价
3.1关键污染物去除效率实验研究
关键污染物去除效率实验用连续运行180 d中试规模装置来验证,实验选取二噁英重金属离子和挥发性有机物作目标污染物且建立完整检测分析体系,如表1所示。

实验数据显示组合工艺在去除重金属离子方面表现最为出色,铬、镉、铅这几种重金属离子去除率都超过了97%,焚烧工艺在销毁有机污染物方面取得的效果是最好的,VOCs去除率能够达到99.9%,不过其对重金属的控制效果稍微低于物化处理。物化处理工艺对于去除重金属离子有着良好的效果,然而它处理有机污染物的能力存在一定的局限性。组合工艺把各单一工艺所具备的优势进行了综合,达成了对不同类型污染物的高效协同去除,各项指标均符合排放标准的要求。
3.2处置工艺污染控制效果对比分析
对焚烧、物化处理和安全填埋这三种典型处置工艺的污染控制效果做系统对比分析,焚烧工艺在1 100℃高温条件下可彻底销毁有机污染物,销毁去除效率能达到99.99%,不过需配置完善尾气净化系统来控制二次污染。综合分析显示焚烧工艺适合用于高热值有机危废处置,虽污染物去除彻底但能耗相对较高,物化处理工艺适用于无机危废和混合危废,该技术成熟且可靠,安全填埋工艺适用于稳定性危废的最终处置。不同工艺的污染控制重点和适用范围存在明显差异,要依据废物特性合理选择处置路径[4]。
3.3技术适用性评估与优化方向
技术适用性评估是从处理效率、运行稳定性、投资成本以及维护难度这四个维度来建立综合评价体系的,处理效率评价采用污染物去除率达标率当作核心指标,要求关键污染物去除率稳定达到95%以上,运行稳定性评价通过设备故障率、工艺参数波动范围等指标进行量化,系统连续运行率应达到95%以上。技术优化方向包括开发高效低阻的新型吸附材料以降低系统能耗、完善自动化控制系统以减少人工干预、建立设备状态监测预警机制以提高系统可靠性、优化工艺流程配置以实现技术经济性平衡[5]。
4结语
化工危险废物处置过程污染控制技术研究有了显著进展,多级净化组合工艺对二噁英和重金属去除效率达国际先进水平,重金属稳定化处理技术有效降低二次污染风险,深度处理系统实现废水污染物高效去除。实验验证显示废气处理系统二噁英去除率达99.2%,重金属稳定化处理后浸出浓度降低85%~95%,废水处理系统对COD和重金属离子去除效率分别达94.5%和98.3%。面对日趋复杂化工危险废物组成和更严格环保要求,污染控制技术仍需持续创新,未来应重点发展智能化监控系统建立完善技术标准体系,加强产学研合作推动危废处置行业向绿色化高效化方向发展。
参考文献
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[4]李云燕,陈明,陈莉.化工园区危险废物规范化管理体系建设要点浅析[J].江西化工,2021,37(6):104-107.
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