危險廢物都應怎么處置？

文/辛巧娟

隨著經濟的快速發展和工業化的迅速推進，固體廢物污染問題日益突出，威脅人類生存的環境安全。固體廢物主要包括生活垃圾(含廚余垃圾等)、一般工業廢物(含市政污泥等)、危險廢物(含醫療廢物)、放射性廢物等，其中危險廢物因對人體和環境具有特殊的危害性而被廣泛關注。根據《國家統計年鑒》，我國的工業危廢產生量逐年上升，至2018年我國工業危廢的年產生量已達6936萬噸，考慮到企業瞞報等因素，隨著環保督查的日趨嚴格，這個數字仍然會繼續上升。因此，危險廢物處理處置成為當前的熱門研究領域。

 

1 危險廢物介紹

1.1 危險廢物的定義

《巴塞爾公約》(1989年)列舉了45類應加以控制的廢物以及具有的14種危險特性(包括爆炸物、易燃體、易燃固體、易于自燃的液體或廢物、同水接觸后產生易燃氣體的物質或廢物、氧化性、有機過氧化物、急性毒性、傳染性物質、腐蝕性、同空氣或水接觸后釋放有毒氣體、延遲或慢性毒性、生態毒性及經處置后能以任何方式產生具有上列任何特性的另一種物質等)。世界衛生組織定義：危險廢物是指除生活垃圾和放射性廢物之外的，由于數量、物理化學性質或傳染性，當未進行適當的處理、存放、運輸或處置時，會對人類健康或環境造成重大危害的廢物。

根據《國家危險廢物名錄》和《危險廢物鑒別標準》(GB5805—2007)，我國對危險廢物的定義：

①具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應性或者感染性等一種或者幾種危險特性的;

②不排除具有危險特性，可能對環境或者人體健康造成有害影響，需要按照危險廢物進行管理的。

1.2 危險廢物的來源和種類

我國目前將危險廢物分為46大類400多種，主要包括工業危廢(占70%以上)、醫療危廢(約占14%)及其他社會源危廢等。

工業危險廢物的來源廣泛，構成復雜，主要有廢酸廢堿(來自化工、石油精煉、電子元器件制造、電解、電鍍等)、含重金屬類(含銅、鋅、鉻、鎘、汞、鉛等，來自化工、電池、電子元器件制造等)、無機類(含氰、氟、砷、石棉等，來自化工、耐火材料、金屬表面處理等)、有機類(廢礦物油、廢有機溶劑、含酚含醚廢物、樹脂等，來自化工、石油精煉、印刷等)和殘渣類(精餾和蒸餾殘渣、焚燒殘渣等。來自化工、煉焦、石油精煉、垃圾焚燒等)。

由此可見，危險廢物的來源廣泛，成分復雜多樣。不同來源不同類型的廢物的特性也不相同。因此相應需要的處理處置手段也復雜多樣。

 

2 我國危險廢物處置技術

固體廢物的處置目的都是達到資源化、減量化、無害化。我國危險廢物處置技術相比國外發達國家起步較晚，發展較慢，正在努力追趕國外的腳步。目前我國危廢處置工程采用的技術主要有綜合利用(資源化)，物理、化學、生物方法、固化法、焚燒、安全填埋，以及新興的水泥窯協同處置、等離子體熔融等等。我國當前危廢處置的格局主要分為國家建設的大規模集中處置中心(以綜合利用、填埋和焚燒為主)，地方建設相對小范圍的集中處置設施(以填埋和焚燒為主)，還有國家支持鼓勵的企業白建自用處置設施(可提供部分社會化服務)。

2.1 綜合利用(資源化)

理論上，綜合利用技術可以分為能源替代技術、物理化學處理技術、物質分離與回收技術、材料回收和土地還原技術等。目前，國內危險廢物的綜合利用主要集中于金屬、廢有機溶劑、廢酸廢堿、廢油、電子廢物等方面的回收利用，主要使用的是物理化學處理技術以及物質分離與回收技術。典型的有清洗、干燥、破碎、分選、中和、絮凝沉淀、氧化還原、結晶、燒結、熱解、蒸餾、吸附、生物處理、磁選/電選等工藝手段。

以廢溶劑和廢礦物油為例，廢溶劑的回收利用主要包括吸附、吸收、冷凝、分離和提純等工藝;廢礦物油的再生則分為3類：凈化(沉降、離心、過濾和絮凝等工藝)，精制(化學精制和吸附精制等工藝)，煉制(以蒸餾工藝為主)。

危險廢物綜合利用的優點在于資源化，實現資源循環利用：缺點是資源化產品價格波動大，利潤率不高，且國內綜合利用技術相對粗糙，再生過程可能帶來二次污染。根據《國家統計年鑒》，2016年度我國工業危廢資源化處置占比約50%。

2.2 預處理

危險廢物具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應性或者感染性等特性，預處理即通過物理、化學、生物、固化等技術對不可綜合利用的危險廢物進行無害化和減量化處置。

(1)物理處理。物理處理是通過濃縮或相變改變危險廢物的結構，使之成為便于運輸、貯存、利用或進一步處置的形態。物理處理方法主要有吸附、壓實、破碎、分選、萃取、固液分離、滲析、冷卻結晶、反滲透、空氣吹脫等等。對危險廢物進行物理處理后，能大幅降低危險廢物的體積，適用于含水率較高的污泥、工業殘渣等廢物的處理。

(2)化學處理。化學處理是采用化學方法破壞危險廢物中的有害成分，其目的在于改變處理物質的化學性質，降低它的危害性，將其轉變為適于進一步處理、處置的形態。化學處理是危險廢物進入最終處置階段前的主要預處理手段，一般用于處理無機廢物。如廢酸廢堿、含重金屬廢液、含氰化物廢液、乳化油等，常見的處理方法有酸堿中和、氧化還原、絮凝沉降等。

(3)生物處理。生物處理是利用微生物、動物和植物的新陳代謝對危險廢物中含有的有機物質進行降解處理，主要局限于處理有機廢液和廢水。相比較于其他預處理方法，生物處理在對危險廢物降鷦處理的同時，還能一定程度上實現資源化回收，主要體現在產沼氣、產肥料等方面。生物處理的缺點在于處理周期長，穩定性差，處理過程中有污染物擴散到環境土壤和水體中的風險，需要做好過程的詳細記錄和控制管理。

(4)固化/穩定化處理。固化/穩定化處理是利用物理、化學方法將危險廢物固定或包封在密實的惰性固體基材中，使其達到穩定化的過程，實現廢物中污染物的遷移速率最小化。危險廢物的固化/穩定化處理一般作為安全填埋處置之前必備的預處理步驟。固化/穩定化處理技術主要用于處理不適宜焚燒或無機處理的廢物。如放射性廢物、濃縮液、含重金屬污泥、焚燒飛灰和爐渣等，常見的處理方法有水泥固化、瀝青固化、玻璃固化、塑料固化、有機聚合物固化等。

2.3 安全填埋

當前國內外普遍認為安全填埋技術是對危險廢物最終處置的方法。對經過預處理工序(如脫水、中和、堆肥、固化和穩定化等)的危險廢物。為控制、減少和消除其危害，安全填埋是危險廢物的最終處置工序。

危險廢物填埋場的核心是防滲系統，最主要的功能是阻斷廢物與外界環境的水力聯系，即防止廢物產生的滲濾液對地下水等周圍水體造成污染而采取的措施。常見的防滲系統采用雙人工襯層，由下到上依次為：基礎層、地下水排水層、壓實的粘土襯層、高密度聚乙烯膜(HDPE)、膜上保護層、滲濾液次級排水層、高密度聚乙烯膜(HDPE)、膜上保護層、滲濾液初級集排水層、土工布、危險廢物。

安全填埋法也存在一些缺點，主要是危險廢物產生的浸出液有泄漏污染土壤和地下水體的風險，此外填埋法占用大量寶貴的土地資源。

2.4 熱處理

危險廢物的熱處理是高溫分解和深度氧化的綜合過程，將可燃性的危險廢物徹底氧化分解，達到大幅減少容積、徹底去除毒性的目的。

2.4.1 焚燒處置

焚燒處置是對可燃性危險廢物在高溫下f850～1200℃)進行的熱氧化處理。在完全燃燒的條件下，有機物的去除率可達99，99%，是一種較完全、徹底的分解破壞廢物的處理方法。此外，焚燒處理可大大減少廢物的體積，焚燒產生的少量灰燼可送往安全填埋場，極大地減少了廢物填埋處景量。廢物焚燒處理的焚燒爐有很多類型，主要有爐排式焚燒爐、液體噴射式焚燒爐、多段焚燒爐、回轉窯焚燒爐、流化床焚燒爐等，其中回轉窯焚燒爐是危險廢物焚燒處置的主流爐型。

焚燒處置技術是當前國內外處置危險廢物應用最廣泛的技術，該技術適應性強，能處理除放射性廢物和爆炸性廢物之外的任何固態、液態、氣態可燃危險廢物;還可以提供熱能和回收重金屬等。焚燒處置技術的缺點是投資和運營成本較高，投資回收期長：焚燒會產生大量的酸性氣體和二惡英，有二次污染風險。

2.4.2 水泥窯協同處置

水泥窯協同處置危險廢物是指將滿足或經預處理后滿足入窯要求的危險廢物投入水泥窯或水泥磨，在進行熟料或水泥生產的同時。實現對危險廢物的無害化處置的過程。歐美、日本等發達國家利用水泥窯協同處置固體廢物的歷史已超過30年，技術成熟。

我國水泥窯協同處置固體廢物起步相對較晚，自2015年起政府開始大力扶持水泥窯協同處置固體廢物，2017年5月發布的《水泥窯協同處置危險廢物經營許可證審查指南》規范了水泥窯協同處置許可證的審批，推動了協同處置的發展，水泥窯協同處置的優勢明顯，從項目落地運營層面：

①項目的選址、審批比新建焚燒項目快，節省大量時間；②具備投入少、建設期短等優勢。水泥窯協同處理危險廢物的投資約為專業焚燒爐投資的1/3～1/5；③運營成本低。且無廢渣需要填埋處置。從技術層面而言：①窯內溫度高，可達1450℃，停留時間長，保證有害組分被徹底摧毀；

②水泥窯協同處置危險廢物的規模大，有明顯容量優勢；

③窯內堿性/還原性環境，抑制酸性氣體和二惡英產生，同時使廢物中的重金屬在高溫下得到固化并穩定留存于熟料礦物中。

水泥窯協同處置方式雖然優勢明顯，但受限制條件也比較突出：

①受國家宏觀規劃和產業政策影響，協同處置項目的選址和審批受到一定限制：

②為確保水泥品質和安全生產，允許入窯的危險廢物中重金屬、氟、氯、硫等元素含量必須嚴格控制，因此一定程度上限制了協同處置的廢物類別：

③我國水泥窯協同處置還沒形成規模體系，缺乏實踐經驗、專業人才，且國家技術規范和法律法規還需進一步完善。

2.4.3 等離子體處置

等離子體處理危險廢物技術是利用高溫熱等離子體(爐內溫度1500-1700℃)將危險廢物快速分解破壞，其中有機物熱解為可燃性的小分子物質，無機物被高溫熔融后生成類玻璃體殘渣。

等離子熔融爐分為等離子弧熔融爐和等離子炬熔融爐，最早是應用于生化武器、劇毒危險廢物的處理。推薦用于處置毒性較高、化學性質穩定，并能長期存在于環境中的危險廢物，特別適宜處置垃圾焚燒后的飛灰、粉碎后的電子垃圾、液態或氣態有毒危險廢物等，對形態復雜不易破碎成小顆粒的廢物適應性較差。

等離子體處置技術的優點在于安全、高效、無二次污染和較廣泛的適用性，實現最大程度的減量化、無害化。缺點在于等離子體熔融爐以電力作為能源，經濟成本高：該技術尚處于起步階段，且過程控制中要求自動化程度很高，大規模推廣需要堅實工程基礎。我國正組織制定《固體廢物玻璃化處理產物技術要求》國家標準，待標準出臺將對等離子體熔融產生的玻璃體物質進行明確界定，進一步推動危險廢物熔融玻璃體的資源化利用。

2.4.4 其他技術

除了上述3種主流熱處理技術，對危險廢物的熱處理技術還包括逐漸被淘汰和替代的熱解焚燒技術、電解氧化技術、濕空氣氧化技術、超臨界水氧化處理技術等等。

 

3 總結

當前危險廢物污染防治形勢嚴峻，自從國家成立環保督查組以來，危廢處理、處置不當引發的環境污染問題頻繁被曝光，對危險廢物的有效管理與處理處置已成為環保管理工作的重點和難點。為提高對危險廢物的處理效果，必須加強危險廢物危害特性的鑒別工作，基于其特點，根據不同危險廢物來源以及種類來選擇最適合的預處理和最終處理技術，保證將危險廢物對環境的危害性降到最低。