《化工环境工程概论》课件第五章.doc

化工环境工程概论教案张欢 第五章 化工废渣 处理及资源化第五章 化工废渣处理及资源化授课方式：讲课教学目标：使学生了解环境、环境科学、环境保护的相关概念，及当前世界环境问题的严峻形势，进而明确环境保护的重大意义。教学重点：1 环境与环境科学的定义、研究目的、对像及任务等； 2 当前世界环境的主要问题及其发展前景。教学难点：环境污染及其对人体的危害。教学时数：2学时授课内容：- 14 -固体废物：是指在社会生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在的物质。固体废物具有两重性。比如高炉渣可作为水泥原料。因此固体废物有“在错误时间放在错误地点的原料”之称。目前，应用更多的是固体废弃物一词。国际上也将容器盛装的易燃、易爆、有毒、腐蚀等具有危险性的废液、废气，从法律角度上定为固体废物。据统计，目前全球每天产生近30Mt的固废。我国是世界上人口最多的国家，随着城市化进程的加快，城市生活固废的数量也在迅速增加。据报道，2000年我国城市固废的年产生量达1.02108t，而且每年还以10%左右的速率增加。十几年来，我国各城市相继建设了一批固废处理厂，固废无害化率也逐步递增，但还远远不能满足需要。这些增长的固废成为困扰环社会经济发展的难题。环境专家对各种类型废弃物的解体时间作出推算并指出：玻璃瓶实际上在任何时候都不会分解，其他如塑料瓶约需450年，盛啤酒或汽水的易拉罐需200250年，普通马口铁罐头盒约需100年，经油漆粉刷的木板约需13年，帆布制品约需1年，绳索需314个月，棉织物需15个月，火车票等纸屑约需半个月，如此等等。这表明，一次不慎所造成的环境污染可能会影响到好几代人。分类：按性质分为有机物和无机物；按形态分为固体的和泥状的；按来源分为矿业的、工业的（冶金工业、能源、化工业、食品工业及其他）、城市生活的（生活垃圾、城建渣土、商业固体废物如废电脑、粪便、医院垃圾）、农业的（主要为粪便及植物秸杆类）和放射性的五类。中国固体废物产生现状：n 生活垃圾：一般来说，城市每人每天的增圾量为12公斤，其多寡及成分与居民物质生活水平、习惯、废旧物资回收利用程度、市政建设情况等有关。如国内的垃圾主要为厨房垃圾。有的城市，炉灰占70%，以厨房垃圾为主的有机物约20%，其余为玻璃、塑料、废纸等。n 工业固体废物：工业固体废物污染是影响环境质量的一个重要因素。工业固体废物的排放和堆存，占用了大量土地，并且对地下水及水源地造成污染。自20世纪90年代以来，中国工业固体废弃物的排放总体上呈上升趋势，由1990年的57797万吨增加到1999年的64905万吨，年均增长1.3 1998年，工业固体废物的产生量为8亿吨，其中县及县以上工业固体废物产生量为6.4亿吨，占总产生量的80%；乡镇工业的产生量为1.6亿吨。工业固体废物排放量为7034万吨，其中乡镇工业排放量5212万吨，占排放总量的74.1%。危险废物的产生量为 974万吨，其中县及县以上工业的产生量为905万吨，占危险废物产生量的92.9%第一节 化工废渣的来源及特点（40分钟）一、化工废渣的来源化工废渣是指化学工业生产过程中产生的固体和泥浆废物，包括化工生产过程中排出的不合格产品、副产品、废催化剂、废溶剂、蒸馏残液以及废水处理产生的污泥等。如硫铁矿渣、硫酸渣、电石渣等。由化工企业排放出的固体形式的废弃物质，凡是具有毒性、易燃性、腐蚀性、放射性等的各种废物都属于有害废渣。二、化工废渣的分类按化学性质可分为：无机废渣和有机废渣；根据废渣对人体和环境的危害性不同可分为一般工业废渣和危险废渣；还可按照来源进行分类。图5-1。三、化工废渣的特点1废物产生和排放量比较大：产生量约占全国固体废物产生量的6.16%；排放量约占7.24%。2化工固体废物中危险废物种类多，有毒物质含量高3废物再资源化可能性大：化工废物中的为反应原料、副产品等可用作循环利用或其他部门的原料。四、固体废物的影响对环境造成的影响主要有以下几点：侵占土地，破坏地貌和植被：化工废渣除少部分回收利用外，大部分采取堆存处理。固体废物的堆积侵占了大量的土地，造成了极大的经济损失，并且严重的破坏了地貌、植被和自然景观。污染土壤和地下水：固体废物长期露天对方，部分有害组分经雨淋随渗沥液浸出，并渗入地下向周围扩散，使土壤和地下水受到污染。工业固体废物还会破坏土壤的生态平衡，使土壤毒化、酸化、碱化，使微生物和动植物不能正常的繁殖和生长。许多沿江河湖海的城市和工矿企业，直接把固体废物相邻近的水域长期大量排放，随天然降水和地表径流进入河流、湖泊，致使地表水受到严重污染，破坏了天然水体的生态平衡，妨碍了水生生物的生存和水资源的利用。污染大气：固体废物中所含的粉尘及其他颗粒物在堆放时会随风飞扬；在运输和装卸过程中也会产生有害气体和粉尘；这些粉尘或颗粒不少都含有对人体有害的成分。有的固体废物在堆放或处理过程中还会向大气散发出有毒气体和臭味，危害面积广。造成巨大的直接经济损失和资源能量的浪费：中国的资源能源利用率很低，大量的资源、能源会随固体废物的排放而流失。我国废旧物资回收利用率只相当于世界先进水平的1/41/3，大量可再生资源尚未得到回收利用，流失严重，造成污染。据统计，我国每年有数百万吨废钢铁、600多万吨废纸、200万吨玻璃未予回收利用，每年扔掉的60多亿废干电池中就含有8万吨锌、10万吨二氧化猛、1200多吨铜等。每年因再生资源流失造成的经济损失达250300亿元。同时，废物的排放和处置也要增加许多额外的经济负担。第二节 化工废物处理技术（5分钟）化工废物的处理处置包括处理和处置两方面。固体废物处理的定义：化工废物的处理是指通过物理、化学、生物、物化及生化法把固体废物转变城适于运输、利用、贮存或最终处置的过程。处理固体废弃物主要有三个途径，即减少废弃物产量、再利用废弃物、循环利用废弃物，把三个英文单词取第一个字母都是R，这样就简称3R原则。减少废弃物产量 节约1吨纸可少产生1吨垃圾，少生产400吨左右造纸黑液，少产生2.4104 m3的废气，少砍伐一片树林，少消耗相应数量的煤、电、碱等。近年来，北方地区大田中推广地膜覆盖技术，聚乙烯、聚氯乙烯薄膜有20%-30残留在土地中。此外，随着塑料工业的发展，日常生活用品中有许多是塑料制品，如塑料袋、一次性餐具、饮料瓶、饮水杯等，这些废弃物到处乱扔不仅影响市容，而且由于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料很难降解，混入土壤中几十年不变，破坏了土壤结构及作物从土壤中吸收水分和营养成分的途径，而影响农业生产。目前我们把由塑料造成的污染称为“白色污染”。为了防止白色污染继续蔓延，禁止使用超薄塑料袋。同时积极推广使用能迅速降解的淀粉塑料、水溶塑料、光解塑料等。再利用废弃物 在日本，垃圾再利用相当普遍，许多商品包装上都有“再生”标志。按照包装上的提示，消费后的垃圾是分类抛弃于垃圾箱的，环卫工人处理城市垃圾，首先回收其中可利用的废旧物资，如废纸、废金属、旧织物、玻璃、塑料等。像果皮、菜叶、泔脚等可加工为饲料，垃圾经过焚烧体积大大缩小，同时消灭各种病原体，能把一些有毒有害物质转化为无害物质。因为燃烧放热，可回收热能用于发电。有的诸如塑料类经过加工为再生塑料制品，实在无法利用的集中填埋，覆土造地，保护环境。近年来，日本采用高压压缩垃圾，制成垃圾块填海造地。循环利用废弃物 生物圈里有食物链，高级生物以低级生物为生存条件。化学上也有反应循环的设计，做到人尽其才，物尽其用。固体废物处理的方法固体废物由于其来源和种类的多样化和复杂性，它的处理处置方法应根据各自的特性和组成进行优化选择。以下介绍几种常用的处理方法：1压实固体废物的压实又称压缩，是利用机械方法增加固体废物的聚集程度，增大容积密度和减小体积，以便于装卸、运输、贮存和填埋。压实是一种普遍采用的固体废弃物预处理方法。如汽车、易拉罐、塑料瓶等通常首先采用压实处理。适于压实减少体积处理的固体废弃物还有垃圾、松散废物、纸带、纸箱及某些纤维制品等。对于那些可能使压实设备损坏的废弃物不宜采用压实处理，某些可能引起操作问题的废弃物，如焦油、污泥或液体物料，一般也不宜作压实处理。根据废物的类型和处置目的的不同，压实的处理流程不同。压实处理技术在部分工业发达国家已经得到应用，在我国还未广泛使用。压实处理的主要机械设备为压实器。几种常用压实器的介绍n 水平式压实器：作为运转站固废定型压实操作使用。n 三项垂直式压实器：主要用于压实金属。n 回转式压实器：适于压实体积小、较轻的固体废物n 袋式压实器：适于组分均匀的固体废物，压实的废物轻便，外形一致，易于填埋。n 水平式 压实器2破碎利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块，使废物转变成适合进一步加工或能经济的再处理、处置的形状和大小的过程。通常作为运输、贮存、焚烧、热分解、熔融、压缩、磁选登过程的预处理过程。经过破碎处理的废物，由于消除了大的空隙，不仅使尺寸大小均匀，而且质地也均匀。固体废弃物的破碎方法很多，主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等，此外还有专用的低温破碎和湿式破碎等。技术已相当成熟，应用非常普遍。n 破碎的目的：1.减容；2.为分选提供要求入选粒度，便于有效回收有用成分；3.增加比表面积，提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率；4.防止粗大锋利的固体废物损坏处理处置设备；进行填埋处置时，破碎的生活垃圾压实密度高而均匀，易于复土。n 破碎方法机械能破碎：如冲击破碎、挤压破碎、磨擦破碎等。非机械能破碎：如低温破碎、湿式破碎等选择机械破碎方法时，需视固体废物的机械强度特别是其硬度而定。对于脆硬性废物，如废石和废渣等多采用挤压、劈裂、冲击、磨剥方法破碎；对于柔硬性废物，如废钢铁、废汽车、废塑料等多采用冲击和剪切破碎。对于含有大量废纸的城市垃圾，一般采用的是湿式和半湿式破碎。对于一般的粗大固体废物，通常是先剪切，压缩成一定形状，再送入破碎机。剪切破碎：靠机械的剪切力将固体废物破碎成为适宜尺寸的过程。当前这种处理技术广泛应用于金属、木质、塑料、橡胶、纸等许多固废的破碎。冲击破碎：是靠打击锤与固定板之间的强力冲击作用将固体废物破碎的过程。主要应用于玻璃、瓦砾、废木质、塑料机废家用电器等固废的处理。低温破碎：对于在常温下难以破碎的固体废物，可利用不同物质脆化温度的差异进行选择性破碎。低温破碎技术适用于常温下难以破碎的复合材质的废物，如钢丝胶管、橡胶包覆电线电缆，废家用电器等橡胶和塑料制品等。先将固体废物投入预冷装置，再进入浸没冷却装置，这样橡胶、塑料等易冷脆物质迅速脆化，然后送入高速冲击破碎机破碎，使易脆物质脱落粉碎。破碎产品再进入各种分选设备进行分选。采用低温破碎，同一种材质破碎的尺寸大体一致，形状好，便于分离。但因通常采用液氮作制冷剂，而制造液氮需耗用大量能源，因此，发展该技术必须考虑在经济效益上能否抵上能源方面的消耗费用。湿式破碎：是为了回收城市垃圾中的大量纸浆而发展起来的一种破碎技术。基于纸类在水力的作用下发生浆化，然后将浆化的纸类用于造纸，从而达到回收纸类的目的。垃圾用传送带投入破碎机，破碎机于圆形槽底上安装多孔筛，筛上设有6个刀片的旋转破碎辊，使投入的垃圾和水一起激烈旋转，废纸则破碎成浆状，透过筛孔由底部排出，难以破碎的筛上物（如金属等）从破碎机侧口排出，再用斗式提升机送至磁选器将铁与非铁物质分离。半湿式选择破碎：基于废物中各种组分的耐剪切、耐压缩、耐冲击性能的差异，采用半湿式（加少量水）在特制的具有冲击、剪切作用的装置中对废物作选择性破碎的一种方式。适用于回收垃圾中的纸类、玻璃及金属材料等。3分选：分选是利用物料的某些性质方面的差异将可回收利用的或不利于后续处理处置工艺要求的物料分离出来的过程。依据：颗粒的粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性、表面润滑性。固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段，通过分选将有用的充分选出来加以利用，将有害的充分分离出来。例如利用废弃物中的磁性和非磁性差别进行分离；利用粒径尺寸差别进行分离；利用比重差别进行分离等。根据不同性质，可以设计制造各种机械对固体废弃物进行分选。分选包括手工捡选、筛选、重力分选、磁力分选、涡电流分选、光学分选等。分选的方法：（1）筛分：筛分是根据废物颗粒大小来对松弛状态的废物进行分选的方法。通过一定孔径的筛网上的振动来实现物料的分离。筛分方法通常与其他设备串联使用。（2）重力分选：是在活动的或流动的介质中按颗粒的比重(或密度)进行颗粒混合物的分选过程。重力分选的介质有空气、水、重液(比重大于水的液体)、重悬浮液等。固体废物重力分选的方法很多，按作用原理可分为风力分选、惯性分选、重液分选、跳汰分选、摇床分选等。风力分选：风力分选的作用是将轻物料从较重的物料中分离出来。风力分选的基本原理是气流将较轻的物料向上带走或在水平方向带向较远的地方，而重物料则由于向上气流不能支承它而沉降或是由于重物料的足够惯性而不被剧烈改变方向穿过气流沉降。被气流带走的轻物料再进一步从气流中分离出来。惯性分选：是基于废物各组分的相对密度和硬度差异而进行分离的一种方式。主要用于回收垃圾中的重金属、玻璃、陶瓷等相对密度较大的组分。重液分选：是将两种密度不同的固体废物放在相对密度介于两者之间的重介质中，使轻的固体颗粒上浮，重的固体颗粒下沉，从而进行分选的一种方法。（3）磁力分选：利用固体废弃物中各物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选。该方法不彻底，是分选的辅助手段。主要用于回收钢铁工业尘泥及废渣中的的铁屑。（4）浮选法：分散在水中的固体废弃物颗粒用气浮法使其浮于水面，形成泡沫层，收集后经消泡处理可以回收的方法。浮选原理与工艺：固体废弃物+水 调制成料浆加浮选药剂 充气，产生气泡，欲选物质粘附在气泡上 气泡带着欲选颗粒上升形成泡沫 刮出回收 不浮选颗粒经适当处理后废弃气泡对固体废弃物各组分有选择性，它由水、气、固三相界面间的理化性质决定，主要是表面润湿性（疏水性、亲水性）。（5）静电分离技：利用各种物质的电导率、热电效应及带电作用不同而分离被分选物料的方法。用于各种塑料、橡胶等。（6）涡电流分离技术：将非磁性而导电的金属置于不断变化的磁场中，金属内部会产生涡电流并产生排斥力。不同物质产生的排斥力不同，从而能起到分离金属的目的。技术上不成熟。（7）光电分离技术：利用物质表面光反射特性的不同而分离物料的方法。4固化处理技术是指用通过物理或化学的方法向废弃物中添加固化基材，使有害固体废弃物固定或包容在惰性固化基材中，使其稳定化的一种过程，是一种无害化处理过程。理想的固化基材应具有良好的抗渗透性，良好的机械特性，以及抗浸出性、抗干湿、抗冻融特性。这样的固化产物可直接在安全土地填埋场处置，也可用做建筑的基础材料或道路的路基材料。固化处理根据固化基材的不同可以分为水泥固化、沥青固化、玻璃固化、自胶质固化等。5增稠和脱水主要针对污泥，含水率高，在进行其他处理之前，必须先经过污泥的增稠和脱水。脱水主要有自然干法和机械脱水法。6焚烧焚烧即以一定的过剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。焚烧的主要目的是尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽量减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。好处是把大量有害的废料分解而变成无害的物质。由于固体废弃物中可燃物的比例逐渐增加，采用焚烧方法处理固体废弃物，利用其热能已成为必然的发展趋势。以此种处理方法固体废弃物，占地少，处理量大，在保护环境、提供能源等方面可取得良好的效果。欧洲国家较早采用焚烧方法处理固体废弃物，焚烧厂多设在10万人口以上的大城市，并设有能量回收系统。日本由于土地紧张，采用焚烧法逐渐增多。焚烧过程获得的热能可以用于发电。利用焚烧炉发生的热量，可以供居民取暖，用于维持温室室温等。目前日本及瑞士每年把超过65%的都市废料进行焚烧而使能源再生。但是焚烧法也有缺点，例如，投资较大，焚烧过程排烟造成二次污染，设备锈蚀现象严重等。7热解技术热解是将有机物在无氧或缺氧条件下高温(500-1000)加热，使之分解为气、液、固三类产物。于焚烧法相比，热解法则是更有前途的处理方法。它的显著优点是基建投资少、二次污染少等8堆肥技术堆肥化（Composting）是在有控制的条件下，使有机废弃物在微生物（主要为细菌）作用下，发生降解，并同时使有机物发生生物稳定作用（向稳定的腐殖质方向转化）的过程。堆肥化后的产物称之为堆肥（种技术可以使有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料，还可以用来从废品和废渣中提取金属，是固体废物资源化的有效的技术方法。原理：好氧堆肥是在有氧条件下，好氧微生物通过自身的分解代谢和合成代谢过程，将一部分有机物分解氧化成简单的无机物，从中获得微生物新陈代谢所需要的能量，同时将一部分的有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体的过程 。堆肥法：将生活固废堆积成堆，保温70，储存、发酵，借助固废中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。经过堆肥处理后，生活固废变成卫生的、无味的腐殖质。既解决固废的出路，又可达到在资源化的目的，但是生活固废堆肥量大，养分含量低，长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏，所以，堆肥的规模不易太大。类型：堆肥化按需氧程度分有氧堆肥和厌氧堆肥；按温度堆肥分有中温和高温堆肥；按技术区分，有露天堆肥和机械封闭堆肥。对于因技术原因或其他原因还无法利用或处理的固态废弃物，是终态固体废弃物。终态固体废弃物的处置，是控制固体废弃物污染的末端环节，是解决固体废弃物的归宿问题。处置的目的和技术要求是，使固体废弃物在环境中最大限度地与生物圈隔离，避免或减少其中的污染组成对环境的污染与危害。终态固体废弃物可分为海洋处置和陆地处置两大类。(1)海洋处置 海洋处置主要分为海洋倾倒与远洋焚烧两种方法。海洋倾倒是将固体废弃物直接投入海洋的一种处置方法。它的根据是海洋是一个庞大的废弃物接受体，对污染物质能有极大地稀释能力。进行海洋倾倒时，首先要根据有关法律规定，选择处置场地，然后再根据处置区的海洋学特性、海洋保护水质标准、处置废弃物的种类及倾倒方式进行技术可行性研究和经济分析，最后按照设计的倾倒方案进行投弃。远洋焚烧，是利用焚烧船将固体废弃物进行船上焚烧的处置方法。废物焚烧后产生的废气通过净化装置与冷凝器，冷凝液排入海中，气体排入大气，残渣倾入海洋。这种技术适于处置易燃性废物，如含氯的有机废弃物。(2)陆地处置 陆地处置的方法有多种，包括土地填埋、土地耕作、深井灌注等。土地填埋是从传统的堆放和填地处置发展起来的一项处置技术，它是目前处置固体废弃物的主要方法。按法律可分为卫生填埋和安全填埋。卫生土地填埋是处置一般固体废弃物使之不会对公众健康及安全造成危害的一种处置方法，主要用来处置城市垃圾。通常把运到土地填埋场的废弃物在限定的区域内铺撒成一定厚度的薄层，然后压实以减少废弃物的体积，每层操作之后用土壤覆盖，并压实。压实的废弃物和土壤覆盖层共同构成一个单元。具有同样高度的一系列相互衔接的单元构成一个升层。完整的卫生土地填埋场是由一个或多个升层组成的。在进行卫生填埋场地选择、设计、建造、操作和封场过程中，应该考虑防止浸出液的渗漏、降解气体的释出控制、臭味和病原菌的消 除、场地的开发利用等问题。安全土地填埋法是卫生土地填埋方法的进一步改进，对场地的建造技术要求更为严格。对土地填埋场必须设置人造成或天然衬里；最下层的土地填埋物要位于地下水位之上；要采取适当的措施控制和引出地表水；要配备浸出液收集、处理及监测系统，采用覆盖材料或衬里控制可能产生的气体，以防止气体释出；要记录所处置的废弃物的来源、性质和数量，把不相容的废弃物分开处置。9填埋法将固废填入已预备好的坑中盖上压实，使其发生生物、物理、化学变化，分解有机物，达到减量化和无害化的目的。但长期以来，中国大部分城市都是采用露天堆放、自然填沟和填坑等方式处理，没有任何防护措施，使大量固废污水由地表渗入地下，对城市环境和地下水源造成严重污染，因此这种固废处理方式已渐渐被淘汰。目前采用较多的土地填埋方式是卫生土地填埋、安全土地填埋。（1）卫生土地填埋：通常是每天把运到土地填埋场的废物在限定的区域内铺散成4075cm的薄层，然后压实以减少废物的体积，并在每天操作之后用一层厚1530cm的土壤覆盖、压实，废物层和土壤覆盖层共同构成一个单元，即填筑单元。具有同样高度的一系列相互衔接的填筑单元构成一个升层。完成的卫生土地填埋场是由一个或多个升层组成的。当土地填埋场达到最终的设计高度之后，再在该填埋层之上覆盖一层90120cm厚的土壤，压实后就得到一个完整的卫生土地填埋场。（2）安全土地填埋：一种改进的卫生土地填埋方法。主要用来处置工业（化学）固体废物，特别是危险（有害）固体废物的一种较好方法。尽管因被处置的废物性质不同而有不同的填埋技术要求，但通常安全土地填埋处置必须设计成：有地下水安全保护系统，通常由天然或人工合成材料构成的防渗衬里结构层、浸出液或排出的收集系统以及地下水监测系统组成；地表径流控制系统，由防止降水进入填埋场的防渗结构层、场地排水和防洪导流渠等组成；气体控制系统，虽然安全土地填埋对所处置的废物应严格加以限制并进行预处理，但仍可能有少俩气体产生。此外，填埋场场地的选择要远离城市和居民较稠密的安全地带。第三节 化工废物的资源化技术（5分钟）一、塑料废渣的处理和利用废弃塑料的回收再利用是保护环境的重要手段，又是充分利用人类现有资源的重要途径。据报道，美国再生塑料量平均年增长率达16%，1988年达215万吨。我国塑料工业起步较晚,废弃塑料的回收再利用刚刚起步，在各大城市中一些个体经营者以廉价设备和廉价劳动力对废弃塑料作初级处理，这些小摊点由于资金不足，技术力量薄弱，往往在处理中带来二次污染,造成对环境更严重的破坏。如1999年6月成都商报报道的郫县秦家庙小学80余名小学生集体中毒事件,经调查即为某经营者采用廉价设备处理废塑料时造成毒气外泄所致。另有报道双流某个体加工摊点采用医院废弃塑料针管制造民间包装食品袋,其流入社会引起的危害是可想而知的。塑料的回收不同于金属、纸和玻璃的回收，因为各种塑料的物理和化学特性的差别和各种塑料的不相容性，它们的混合物不适宜加工，因此，每一种塑料必须分别收集，然后分门别类地加以处理。在收集和分类过程中需防止污垢和外来杂质的混入，否则将影响回收料的再使用。 塑料的种类不同，使用寿命也有较大差异，如低密度聚乙烯以薄膜制品为主，使用寿命12年；PVC管使用寿命较长，可达10年以上。因此，在加工利用废弃塑料时应根据塑料的来源、种类、沾污情况和混合状况，选择合适的回收处理方法，才能将废弃塑料转变为适宜再加工的材料。塑料废渣属于废弃的有机物，主要来源于树脂生产过程、塑料的制造、加工过程以及包装材料。对于塑料的处理利用主要基于塑料的两种性质：一是在低温条件下可以软化成型；二是在有催化剂的作用下，通过适当的温度和压力，高分子可以分解为低分子烃类。1预分选塑料的种类繁多，品质混杂，想要再生利用，进行预分选操作是不可避免的一个环节。若废塑料中的混杂物过多，可先进行水洗，然后对塑料进行低温处理，以有利于粉碎作业的进行。也可在粉碎后进行水洗或水选，还可利用浮选、干燥后风选、甚至是磁选对废塑料进行分选，以便与后续处理。为了减轻分选的困难，往往在回收废塑料时就注意分类收集。2熔融固化法该技术是目前废塑料再利用中最经济和最方便的方法，因为它能够使整个材料及能量得到最充分的利用。其基本原理是废塑料经粉碎送入熔融装置，废塑料在其熔化温度内被熔化，经挤压造粒、冷却、切粒即获得二次母粒。这种技术主要遇到的问题是高能耗及废塑料中填充料的影响。3再生处理法4热分解法塑料是由石油作原料合成的高分子化合物,当将其施加能量切断原子链,可得到类似油分子构造的物质。利用这一原理,采用加热分解,蒸馏,即可获得汽油、柴油等石油燃料,这一过程称为塑料的油化。高温热解是指高温情况下高分子材料的热降解,同时放出大量气体。其处理流程如下:燃烧区有一层沙土,通入气体使沙土如液体一样流动,形成流化床,欲处理的废资料置于流化床上,反应器是一个完全封闭的系统,温度可达600900,处理废塑料时可获得44%的燃料气体,26%的芳香烃及轻质汽油和焦油的混合物,以及30%的固体残渣。 这种方法适合处理那些含金属箔或金属涂层的塑料制品,获得的燃料气体和油类混合物可作为燃料使用,但剩余的30%残渣必须进行再处理。 5焚烧法对于那些沾污的废塑料和多次再生的废塑料制品,焚烧处理是它的最后归宿,这样可获得废塑料的热能。废塑料的生热值与相同各类的燃料油相当(见表2),燃烧获得的热能可用于发电。6湿式氧化和化学处理方法通过缩聚反应生产的塑料树脂,如聚氨脂、聚酰胺、聚脂、聚碳酸酯等都可以进行水解,使这些聚合物重新恢复到原始单体或中间体。塑料在加工和使用中结构是稳定的,聚合物分解需有一定的外界条件,图1是聚氨脂软质泡沫塑料的分解示意图,通过水解的产物能够作为泡沫塑料生产的起始原料。二、硫铁矿渣处理和利用1来源、组成和危害硫铁矿烧渣是采用硫铁矿或含硫尾砂做原料生产硫酸过程中所排出的一种废渣。硫铁矿是我国生产硫酸的主要原料。当前采用硫铁矿或含硫尾砂生产的硫酸，约占我国硫酸总产量的80以上。我国每年有数百万吨烧渣排出。烧渣中一般含铁在30一50左右还含有一定量的铜、铅、锌、银、金及其他稀贵元素和放射性元素。烧渣可作为炼铁原料，回收有色金属和稀贵金属，制作水泥等。因此，它是一种很有价值的原料。2硫铁矿渣的处理和利用(1)硫铁矿烧渣做炼铁原料。硫铁矿烧渣中一般含有30一50的铁，可作为炼铁用的含铁原料。由于含铁量较低，含硫及二氧化硅、有色金属较高，特别是近年来，随着硫酸工业的发展，对硫铁矿的需要量亦有增加，一些含硫较低的硫铁矿也被用来作为硫酸生产的原料，所以烧渣中的含铁品位也在相应下降，若直接用于炼铁，就得不到理想的经济效果。因此，在用于炼铁前采取提高其铁品位，降低有害杂质含量的预先处理的措施是很有必要的。这样才能为高炉炼铁提供合格原料。对烧渣预先处理的主要措施是选矿和造块焙烧。(2)从硫铁矿烧渣中回收有色金属。用高温氯化焙烧法可回收有色金属。其工艺过程是以硫铁矿烧渣为原料，以氯化钙为氯化剂经过均匀混合、造球、干燥后，在竖炉或回转窑1150的高空中进行氯化焙烧，烧渣中的铜、锌、铅等有色金属以氯化物挥发，然后从烟尘中捕集回收有色金属。焙烧的球团矿可用于炼铁。此外还可用中温氯化焙烧、硫酸化焙烧浸出萃取法等工艺回收有色金属。(3)做水泥的配料。硫铁矿烧渣经过磁选和重选后，含铁量在30左右，可以作为水泥的辅助配料；可以利用硫铁矿烧渣代替铁矿石粉作为水泥烧成的矿化剂(助熔剂)。加入助熔剂的目的是为了降低烧成温度，提高水泥的强度和抗浸蚀性能。三、碱渣1来源指用氨碱法制碱过程中所排出的废渣。2生产碱渣水泥主要用来生产碱渣水泥。由于碱渣的含水量较高，一般可达50%左右，故需先经脱水、烘干之后才能使用。另外在碱渣还需配入一定数量的酸性氧化物或者配入一定数量的煤粉灰，在适当的条件下进行脱氯，经过脱氯后的碱渣，可以去生产碱渣水泥，或者生产碱渣煤粉水泥。四、电石渣电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。CaC2+2H2OC2H2+ Ca(OH)2 +127.3 KJ/g分子乙炔（C2H2）是基本有机合成工业的重要原料之一，以电石（CaC2）为原料，加水（湿法）生产乙炔的工艺简单成熟，至今已有60余年工业史，目前在我国仍占较大比重。1t电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成610t含固量约12%的工业废液，俗称电石渣浆。它的处置一直令生产厂头痛。美国肯塔基州路易斯维尔城炼气厂（AirReductionPlant）自1941年起生产商品乙炔，1963年生产水平为60万磅 C2H2/日。该厂电石渣浆场面积达100英亩，堆高达100英尺。在1963年冬季突然坍塌，电石渣浆将毗邻著名的古德里奇厂的聚氯乙烯装置设备掩埋，成为当年轰动美国的一大新闻，赔款100万美元。1电石渣浆的脱水处理电石渣浆为灰褐色浑浊液体。在静置后分成三部分，澄清液、固体沉积层及中间胶体过渡层。三者比例随静置时间及环境条件变化呈可逆变换。固体沉积物即是我们常说的电石废渣。湿电石渣浆排除后，一般先汇集于贮池，除去块状杂志物质，然后用泥浆泵送到沉淀池进行沉淀，排去上面的清水，下层的浓浆送入加工区。这种处理方法的缺点是：分离效率低、占地面积大，电石渣含水率高，呈浆糊状，在运输途中易渗漏污染路面，长期堆积不但占用大量土地，而且对土地有严重的侵蚀作用。要想从根本上解决问题，只有在技术上谋求突破，寻求新的治理工艺，综合利用，化害为利，变废为宝。高效率沉淀是一种普通沉淀法的改进方法。电石渣浆经过两次的固液分离，增稠后的电石渣浆再经压滤机作用，上清液循环利用，滤饼排出。与传统处理方法相比，它提高了电石渣浆的处理效率，消除了装运过程中对厂区及环境的污染，电石渣含水率降低，提高了利用价值。此外，澄清液的回收节约了乙炔发生器的用水，而且回收了澄清液中溶解的乙炔，降低了电石的消耗。电石渣可以代替石灰石（主要成分是碳酸钙）生产水泥，或可从其中回收化工原料。在进行耐火材料的分析时，除主成分氧化物和副成分的含量外，通常还要测定其烧失量（Loss on ignition，缩写为LOI，即将在105110烘干的原料在10001100灼烧后失去的重量百分比。原料烧失量的分析有其特殊意义。它表征原料加热分解的气态产物（如H2O，CO2等）和有机质含量的多少，从而可以判断原料在使用时是否需要预先对其进行煅烧，使原料体积稳定。2生产电石渣水泥电石废渣制水泥在国内已有众多成熟的企业，如：吉林化工厂、天津化工厂、贵州有机化工总厂、山西省化工厂等，有的在70年代就建成工业规模装置，专有一条水泥生产线消化电石废渣。电石渣水泥有干法和湿法两种备料方法。如吉化公司采用干法制水泥，浓缩池将渣浆浓度由5%8%浓缩到35%、砂泵送入料槽，在分去一部分上清液后和砂岩、粘土浆配制成水泥生料，再送回转窑煅烧制水泥。该法的缺点是需要加热，而且所需物料堆放厂占地面积大，生产受到一定限制。据调查，现在全国约有不少生产线在运行，生产工艺普遍采用湿法工艺，与一般采用石灰石为主要原料的湿法工艺比较，由于电石渣含水量高，流动性差，为保证料浆的入窑流动性，其含水量在56%左右。比一般石灰石配料的湿法窑料含水量高50%55%，因此热耗比一般湿法高20%左右。又由于入窑料浆水分含量高,窑的预热部分负荷较重，出窑尾废气温度较一般湿法生产线低5060,因此窑的产量较同规格以石灰石为配料的生产线低20%25%。另外,Ca(OH)2分解时产生水蒸汽,导致出窑尾废气中水蒸气含量增大,影响电除尘器的使用效率及寿命,所以在石灰石丰富的地区,电石废渣生产的水泥在市场中不如石灰石生产的水泥受欢迎。由于水泥项目技术较复杂、能耗高、占地面积大、投资较大、市场饱和、竞争力又弱,在市场经济中,市场决定着企业的生死存亡,一旦市场恶化,将无法生产,所以电石废渣制水泥增加了制约自身的因素,限制了企业的发展。3电石废渣用作化工原料（1）生产环氧丙烷环氧丙烷是一种重要的化工原料，以丙烯、氧气和熟石灰（生石灰是CaO、熟石灰：Ca(OH)2 、石灰石：CaCO3）为原料的氯醇化法生产环氧丙烷工艺过程中需要大量的熟石灰。其化学反应式如下： 丙烯气、氯气和水在管式反应器和塔式反应器中发生反应生成氯丙醇，氯丙醇与经过处理后的电石渣混合后送入环氧丙烷皂化塔，氯丙醇与Ca(OH)2（电石渣）发生皂化反应生成环氧丙烷。由于电石渣中Ca(OH)2的质量分数高达90%以上，而国内熟石灰中Ca(OH)2的平均质量分数仅为65，因此，采用电石渣不仅使环氧丙烷的生产成本下降，而且其中未反应的固体杂质处理量比用熟石要少得多。利用电石渣生产环氧丙烷，不仅充分利用电石渣资源，实现了变废为宝，化害为利，而且生产的环氧丙烷质量稳定，符合标准。（2）生产氯酸钾用电石渣代替石灰生产氯酸钾，其生产过程是：先将电石渣浆中的杂质除去后进入沉淀池，得到浓度为12%的乳液，用泵将电石渣乳液送至氯化塔并通入氯气、氧气。在氯化塔内，Ca(OH)2与Cl2 、O2发生皂化反应生成Ca(ClO3)2 ；去除游离氯后，再用板框压滤机除去固体物，将所得溶液与KCl进行复分解反应（由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应，叫做复分解反应。）生成KClO3溶液，经蒸发、结晶、脱水、干燥、粉碎、包装等工序制得产品氯酸钾（KClO3）。其反应式是：Ca(OH)2+Cl2+ O2Ca(ClO3)2+H2OCa(ClO3)2+ KClKClO3+CaCl2每生产1t氯酸钾，利用电石渣10t，可节省石灰4t，每吨产品可节省原料费420元。用电石渣代替石灰生产氯酸钾（KClO3），技术可行，实现了综合利用电石废渣的目的，不仅减少了电石废渣对环境造成的危害，同时也减少了石灰储运过程中造成的污染，而且改善了劳动条件。4回收化工原料电石渣可以制造出一种生产氯仿用的漂白液（次氯酸钙Ca(ClO)2）。氯仿：三氯甲烷CHCl3：用于有机合成及麻醉剂、溶剂、萃取剂、清洗剂、防腐剂等。氯仿的制取：常用的生产工艺是三氯乙醛法.以漂白粉为氧化剂，将乙醇氧化成乙醛，然后漂白粉继续与乙醛作用生成三氯乙醛，三氯乙醛在氢氧化钙或氢氧化钠存在下，生成三氯甲烷，再经冷凝、水洗、中和、沉淀、蒸馏而得产品。有效氯：有效氯是氯化物所含的CL中可起氧化作用的比例。反应器：用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。5其他用途（1）作建筑材料：此砖以浓缩的废电石废渣（含水39.6%）为主要原料，掺入少量的水泥，与经过破碎的煤渣（粒径20mm）、碎石料按电石废渣水泥碎石煤渣=3.21.13.22.5的比例搅拌均匀,经砌块成型机加压成型，自然养护28天左右，可出厂销售。轻质电石煤渣砖强度达到普通红砖强度，符合小型空心砌块国家标准，投资省、成本低、产品自重轻，可以在常温、常压下进行生产养护，节约能源，其成本是普通粘土砖的60%，是混凝土砌块的50%。使用电石废渣生产的轻质砖应用广，既作到了电石废渣的综合利用，提高了经济效益，变废为宝，也保护了环境，是一举两得的好产品。但是在轻质煤渣砖的生产过程中,电石废渣作为钙质原料加入,其加入量有限,一般不超过15%35,对于排渣量大的企业,是难以消化完全的,而且煤渣砖的市场销路不畅,也制约了该产品的发展。（2）生产生石灰前文提到美国肯塔基州路易斯维尔城炼气厂（AirReductionPlant），很早意识到电石渣浆处理的紧迫性。在1948年建成日产60t生石灰试验装置。电石生产石灰工艺：脱水后得到含固量60%的电石废渣，用螺旋运输机输送，在造粒机长度四分之三处均匀分配至造粒机内，造粒制成520mm大小不等的园球，再经气流干燥炉（350）干燥，回转炉（9001000）煅烧。干燥炉内物料的干燥是利用回转炉内来的热废气干燥的。煅烧成的回收石灰流入缷料斗，装车运送到电石厂作电石原料。此方法技术路线可行，作为探索生产石灰，应是最好的治理方法，这是因为：第一,生产石灰的投资不到生产水泥的十分之一；第二，石灰是电石生产的原料，不存在另寻市场的问题，以钙为载体实现电石废渣石灰电石电石废渣这样的闭路循环：第三，减少制约自身的因素，电石法PVC可将规模进一步扩大,以提高竞争力，同时也保护了石灰石矿源，新的电石废渣制石灰所产生的经济效益和社会效益远非其他治理方法可比。但能耗大，回收石灰重作电石原料也只能掺入电石原料的20%，不宜过多，因为回收石灰中含硫、磷杂质多，将影响电石质量。（3）做酸性渣，中和处理酸性废水和碱性废水把酸性废水通入中和池（塔），在塔内填装电石渣。或把电石渣配成电石渣浆与废水一同打入中和池进行中和反应，达到以废治废的目的。（4）填海、填沟有规则堆放一些建设在滨海或山区的工厂，一直以来将电石渣直接排到海塘或山谷中，填海填沟有规则堆放，几乎没有作防渗处理。此法占地面积大，污染严重。虽然电石废渣的利用方法很多，但各有优缺点，每种方法的处理效果均不尽人意，各地区、各厂在制订处理方案时，应综合考虑各自的条件，诸如各厂的生产能力、废电石渣的排出量，周围自然环境，经济效益等。从目前国内诸多生产厂家的实际情况看，大多采用自然沉降法，将电石渣浆经重力沉降分离、机械脱水，清液循环利用；电石废渣用汽车运送至低凹的山谷或海边，填沟填海。由于电石废渣及渗滤液呈强碱性，含有硫化物、磷化物等有毒有害物质。根据国家标准危险废物鉴别标准（GB50851996），电石废渣应属类一般工业固体废物；根据标准化工废渣填埋场设计规定（HG2050492），对类一般工业固体废（物）渣，应采取防渗措施并作填埋处置。五、铬渣的处理和综合利用1来源及危害2铬渣的处理和综合利用技术铬渣的在被排放或综合利用之前是将六价铬解毒后堆存或填埋。水化：分子或离子与水结合而形成水合物或水合离子的过程。物质在水中的溶解或离解，主要是通过水化而引起的。在有机化学中也指分子中不饱和键在催化剂作用下与水分子化合的反应。如乙烯与水化合成乙醇。又称水合。一种铬渣除毒处理工艺，工艺过程包括：用水将氯化钡溶解稀释成溶液、碳酸钡溶解稀释成悬浮液，与铬渣同时放入球磨机内混磨，混磨时将铬渣粉碎，铬渣中的六价铬在粉碎过程中不断的溶出，与溶液中钡离子反应，生成不溶于水的铬酸钡；本发明具有处理流程短、工艺简单、除毒效果好、工业化规模大、生产流水线自动化程度高、处理后的铬渣中的三价铬不易还原成六价铬、处理完成后的铬渣与水泥、石灰、砂石混合用于路基稳定土的优点。六、化学石膏的处理和综合利用主要成份：硫酸钙分类：废石膏是无机化工行业的重要废物，主要成分为硫酸钙，因来源不同而有不同的品种：用磷酸盐矿石和硫酸反应制造磷酸产生的废渣为磷石膏；用氟化钙和硫酸制取氢氟酸时生成的为氟石膏；用海水制取食盐过程中产生的叫盐石膏；用钛铁矿石制取二氧化钛过程中以废硫酸中和产生的石膏为钛石膏；苏打工业和人造丝工业中用氯化钙和硫酸钠反应生成的称为苏打石膏等。废石膏中磷石膏占大多数，由于它是工业废渣，化学成分的含量有一定波动，除主要含CaSO4外，还含约 12的 P2O5，近 1的 SiO2，以及少量的铝、铁、镁、钠、钾等的氧化物。通常硫酸钙有三种结晶形态：二水石膏CaSO42H2O，半水石膏CaSO41/2H2O，硬石膏CaSO4。废石膏呈粉末状，一般以料浆形式排出，粒径在5150微米范围，硫酸钙含量在80以上。每生产1吨磷酸约排出5吨磷石膏。许多国家磷石膏的排放量超过天然石膏的开采量。例如 1975年前苏联磷石膏排放量即达 1400万吨，远超过天然石膏800万吨的开采量，很有利用价值。萤石：CaF2，萤石的成分是氟化钙，又称氟石、砩石等，因含各种稀有元素而常呈紫红、翠绿、浅蓝色，无色透明的萤石稀少而珍贵。萤石及其加工品的用途已涉足30多个工业部门。炼钢铁加入萤石，能提高熔液的流动性，除去有害杂质硫和磷。古代印度人发现，有个小山岗上的眼镜蛇特别多，它们老是在一块大石头周围转悠。其一的自然现象引起人们探索奥秘的兴趣。原来，每当夜幕降临，这里的大石头会闪烁微蓝色的亮光，许多具有趋光性的昆虫便纷纷到亮石头上空飞舞，青蛙跳出来竞相捕食昆虫，躲在不远处的眼镜蛇也纷纷赶来捕食青蛙。于是，人们把这种石头叫作“蛇眼石”。后来才知道蛇眼石就是萤石。晶体形状：板状、燕尾状、柱状等；颜色：灰白、灰、灰黄、浅黄、浅绿等。与天然石膏的区别：主要成分相同，但含有酸性物质，且含有20%水分，带有色质和杂质，利用前要适当处理。通常每生产1t 磷酸约排放5t 左右的磷石膏。目前全世界磷石膏的年排放量非常可观，在150Mt以上。我国磷石膏的年排放量也达到了20Mt。这不仅占据了大量土地，而且还污染了环境。磷石膏综合利用工艺研究，一直是国内外环保领域的重要课题。化学石膏的利用情况1做水泥掺和料水泥生产中需要大量的石膏作为延长凝固时间的缓凝剂。目前我国水泥行业中所用的缓凝剂大部分为天然石膏，年耗量约20Mt/a。磷石膏一般呈酸性，还含有水溶性五氧化二磷和氟，在利用前需要除杂质和改性处理。水洗法：磷石膏加水调和成5%的固体浆料，再经真空过滤即可除去可溶性磷酸盐，达到去除杂质的目的；中和法：与石灰(CaO)或消石灰（消石灰是氢氧化钙纯净物，消石灰就是熟石灰）混合，既可以中和酸性，又可以将可溶性磷酸盐杂质转变为不溶性的磷酸钙。（1）利用氟石膏作水泥缓凝剂（2）利用磷石膏作水泥缓凝剂（3）改性磷石膏作水泥缓凝剂在水泥生产过程中磷石膏掺入质量分数仅为3%-5%，2制造半水石膏和石膏板带两个分子结晶水的叫做石膏或生石膏（CaSO42H2O）。将石膏加热到150-170时，大部分结晶水失去，变成熟石膏或烧石膏（CaSO41/2H2O），加水又转化为CaSO42H2O。据此可用于石膏绷带、制作石膏模型、粉笔、工艺品、建筑材料。半水石膏有和两种，前者称为高强石膏（二水石膏在1.3大气压下，124C的饱和水蒸气下蒸炼，生成的型半水石膏磨细制得高强石膏。由于在较高压力下分解而形成，高强石膏晶粒较粗，比表面积比较小，整齐、致密，有一定的结晶形状，调成石膏浆体的可塑需水量很小，约为35-45%，因而硬化后孔隙率小，强度高（7天可达40MPa)