化工固体废弃物的处理教案

1、学习情境五 化工生产环境保护与清洁生产任务1：化工三废的处理化工固体废物的处理固体废物是指生产和生活活动中丢弃的固体和泥状物质。“废物”具有相对性，一种过程的废物，往往可以成为另一种过程的原料，所以废物也有“放在错误地点的原料”之称。为了便于环境管理，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，执行固体废物管理法规，划入固体废物管理范畴。 固体废物，按其性质可分为有机物和无机物；按其形态可分为固体的(块状、粒状、粉状的)和泥状的；按其来源可分为矿业的、工业的、城市生活的、农业的和放射性的五类。在固体废物中凡是有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染

2、性、放射性的废物，列为有害废物。 化学原料及化学制品制造业是我国国民经济的重要基础产业。我国化学工业是一个比较老的工业部门，中小型化工企业占绝大多数，长期以来采用高消耗、低效益、粗放型的生产模式，使我国化学工业在不断发展的同时，也对环境造成了严重的污染。同时化工也是一个生产行业多、成品庞杂的主要生产部门，因而其固体废物也种类繁多、成分复杂，治理方法和综合利用的工艺技术更为复杂。一、化工固体废物的来源 我国化学工业排放的固体废物数量大，特别是危险废物的数量大，占全国危险废物排放量的40%左右。大型化工企业还有自备的燃煤电站、贮罐区和污水处理厂等。这些辅助设施还要排放大量的粉煤灰、罐底油泥、污水厂

3、的沉渣、浮渣和剩余活性污泥。 化学工业是对环境的各种资源进行化学处理和转化加工生产的部门。化工生产的特点是四多，即：原料多，生产方法多，产品的品种多，产生的废物也多。根据化工部门的统计，用于化学工业生产的各种原料最终约有2/3变成了废物。而这些废物中固体废物约占1/2以上，所以在所用的各种原料中，最终有1/3变成化工废渣，可见化工废渣产生量十分巨大。 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 不合格的产品、副产物、废催化剂、废溶剂、蒸馏残液以及废水处理产生的污泥等。化工废 渣的性质、数量、毒性与原料路线、生产工艺和操作条件有很大的关系。化工废渣包括硫铁矿渣、

4、硫铁矿煅烧渣、硫酸渣、硫石膏、磷石膏、磷矿煅烧渣、含氧废渣、电石渣、磷肥渣、硫磺渣、碱渣、含钡废渣、络渣、盐泥、总溶剂渣、黄磷渣、拧橡酸渣、制糖废渣、脱 硫石膏、氟石膏、废石膏模等。 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。化工废渣除由生产过程中产生之外，还有非生产性的固体废物，如原料及产品的包装垃圾、工厂的生活垃圾等，这些垃圾中也会有很多有害的物质。 化学工业固体废物的来源及主要污染物见表4-3。表4-3化学工业固体废物来源及主要污染物 生产类型及产品 主要来源 主要污染物 无机盐行业 重铬酸钾 氰化钠 黄磷 氧化焙烧法 氨纳法

5、电炉法 铬渣 氰渣 电炉炉渣、富磷泥 氯碱工业 烧碱 聚氯乙烯 水银法、隔膜法 电石乙炔法 含汞盐泥、盐泥、汞膏、废石棉隔膜、电石渣泥、废汞催化剂、电石渣 磷肥工业 黄磷 磷酸 电炉法 湿法 电炉炉渣、泥磷 磷石膏 氮肥工业 合成氨 煤造气 炉渣、废催化剂、铜泥、氧化炉灰 纯碱工业 纯碱 氨碱法 蒸馏废液、岩泥、苛化泥 硫酸工业 硫酸 有机原料及合成材料 季戊四醇 环氧乙烷 聚甲醛 聚四氟乙烯 聚丁橡胶 铁白粉 硫铁矿制酸 低温缩合法 乙烯氯化(钙法) 聚合法 高温裂解法 电石乙炔法 硫酸法 硫铁矿烧渣、水洗净化污泥、废催化剂 高浓度废母液 皂化废渣 稀醛液 蒸馏高沸残液 电石渣 废硫酸亚铁

6、染料工业 还原艳绿FFB 双倍硫化氰 苯绕蒽酮缩合法 二硝基氯苯法 废硫酸 氧化滤液 化学矿山 硫铁矿 选矿 尾矿 二、化工固体废物的分类 按照化学性质进行分类，一般将化工废渣分为无机废渣和有机废渣。无机废渣有些是有毒的废渣，如铬盐生产排出的铬渣，其特点是废渣排放量大、毒性强，对环境污染严重。有机废渣大多指的是高浓度有机废渣，其特点是组成复杂，有些具有毒性、易燃性和爆炸性，但其排放量一般不大。 根据废渣对人体和环境的危害性不同，通常又将化工废渣分为一般工业废渣和危险废渣。一般工业废渣常指对人体健康或环境危害性较小的废物，如硫酸矿烧渣和合成氨造气炉渣等。危险废渣则指的是具有毒性、腐蚀性、反应性、

7、易燃易爆性等特性之一的废渣；如铬盐生产过程中产生的铬渣、水银法烧碱生产过程中产生的含汞盐泥，各种有机化工生产过程中产生的含氮、硫、磷等有机物。 为了便于管理统计，化学工业固体废物一般按废物产生的行业和生产工艺过程进行分类。例如，硫酸生产过程中产生的硫铁矿烧渣；铬盐生产过程中产生的铬渣；电石乙炔法聚氯乙烯等生产中产生的电石渣；烧碱生产过程中产生的盐泥，以及化工废水处理中产生的污泥等。 图4-3为化工废渣按来源的分类。图4-3 化工废渣按来源的分类三、化工固体废物的特点 化学工业固体废物有如下特点。 1.废物产生和排放量比较大 化学工业固体废物产生量较大，约占全国固体废物产生量的6.16%；排放量

8、约占全国工业固体废物总排放量的7.24%。 2.化工固体废物中危险废物种类多，有毒物质含量高 化学工业固体废物中，有相当一部分具有极毒性、反应性、腐蚀性等特征，对人体健康和环境有危害或潜在危害。其中全国化工危险废物产生量约占化工固体废物产生量的22% (1985年)。常见化工危险废物主要有以下几类。四氯乙烯、二氯甲烧、丙烯腊、环氧氯丙烷、苯酚、硝基苯、苯胶等有机物原料生产中用过的废溶剂(卤化或非卤化)、产生的蒸馏重尾馏分、蒸馏釜残液、废催化剂等； 三氯酚、四氯酚、氯丹、乙拌磷、毒杀芬等农药及其中间体生产中产生的蒸馏釜残液、过滤渣、废水处理剩余的活性污泥等； 铬黄、锌黄、氧化铬绿等元机颜料、氯化

9、法铁白粉生产中产生的废渣和废水处理 污泥；水银法烧碱生产中产生的含汞盐泥，隔膜法烧碱生产中产生的废石棉绒；炼焦生产氨蒸馏塔的石灰渣、沉降槽焦油渣等。 3.废物再资源化可能性大 化工固体废物组成中有相当一部分是未反应的原料和反应副产物，都是很宝贵的资源，如硫铁矿烧渣、合成氨造气炉渣、烧碱盐泥等，可用作制砖、水泥的原料。一部分硫铁矿烧渣、废胶片、废催化剂中还含有金、银、销等贵金属，有回收利用的价值。四、化工固体废物的影响固体废物由于产生量大，处理和处置水平与废气、废水处理水平相比要低得多、综合利用少、占地多、危害严重，是我国的主要环境问题之一。 目前，化工生产过程排出的废渣，除少部分综合利用和回收

10、利用外，大部分排出的废渣采取堆存处理，每万吨废渣占地面积约1.21.4亩。露天堆放废渣，不仅占用了大量的土地，而且废物经过雨淋湿浸出毒物，使土地毒化、酸化、碱化。其污染面积往往超过所占土地的数倍，并导致水体的污染。中国很多城市已被垃圾所包围。此外，废物如堆置不当还会造成很大的灾难。如尾矿或粉煤灰库冲决泛滥，淹没村庄、农田；泥石流冲断公路、铁路、堵塞河道等灾难。一些工矿企业因无场地堆放废渣直接排往江河湖海。固体废物对大气的污染也是极为严重的，如固体废物中的尾矿粉煤灰、干污泥和垃圾中的尘粒将随风飞扬，进而移往远处；有些地区煤研石含硫量高而自燃，像火焰山一样散发出大量的二氧化硫。化工和石油化工中的多

11、种固体废物本身或在焚烧时能散发毒气和臭味，恶化周围的环境。 固体废物对土壤的污染方面也同样严重，废物堆置或垃圾填埋处理，经雨水浸淋，其渗出液及沥滤液中含有的有害成分会改变土壤和土质的结构，影响其中的微生物活动，妨碍植物的根系生长，甚至成为不毛之地，或在植物机体内积蓄，危害食用。 在固体废物的危害中，最为严重的是危险性废物的污染。易燃、易爆和腐蚀性、剧毒性废物，易造成突发性严重灾难，而且有毒性或潜在毒性的废物会造成持续性的危害。如美国纽约州的“拉夫”运河， 20世纪80年代曾埋进80多种化学废物，十余年后陆续发现水井变臭，儿童畸形，成年人患无名奇症，曾迫使200余户搬迁，直至该区成为元人居住的“

12、禁区”。类似的例子，在世界范围内屡见不鲜，惨痛教训应当深深吸取。 化工废渣的种类复杂，成分繁多，性质各异，故目前对废渣的治理还不能像治理废气及废水那样系统。 五、化工固体废物的处理化工废物的处理与处置包括处理、处置两个方面，化工废物处理是指通过物理、物化、化学、生物等不同方法，使化工废物转化成为适于运输、贮存、资源化利用以及最终处置的一种过程，因此化工废物的处理方法主要有物理处理、物化处理、化学处理、生物处理四种。具体如图4-4所示。 1.液体废物的处理 废碱液的处理通常用以下几种方法:用硫酸中和回收环氧酸或粗酚，此技术已得到了广泛的应用；应用二氧化碳代替硫酸做中和剂生产粗酚，安庆、燕山、广州

13、等公司获得了工业应用；在液态烃废碱液中通人硫化氢生产硫化钠或硫氢化钠，抚顺石油一厂已有十几年的经验；将液状的硫化纳直接用于聚硫橡胶的生产，锦西石油五厂得到了成功。 废酸液处理主要用以下几种方法：硫酸烷基化废酸液经热解法分解为二氧化硫，然后再制硫酸，该方法已在齐鲁石化公司炼油厂和抚顺石油二厂得到了应用；精制润滑油的废酸液经过反应生产沥青，玉门炼油厂得到了应用。 石油化工有机废液除焚烧处理外，还采取回收利用的处理方法，例如用精对苯二甲酸残液制取增塑剂，利用磷酸醋酸钻残渣回收醋酸钴等都已用于工业生产。 2.废催化刻的处理 加氢、重整催化剂含有铂、铼、钯、钴、银等稀有金属，对含有稀有金属的废催化剂须全

14、部回收处理。某厂回收废催化剂的方法是：废催化剂经烧炭后，用盐酸溶解，使载体和金属同时进入溶液，再用铝屑还原溶液中的金属离子形成微粒，然后再进一步精制提纯，便可将废催化剂中的金属回收。辽阳石油化纤公司回收白银纯度可达99.96% ，回收率达95%。 3.污水处理场固体废物的处理 另一种数量很大的石油化学固体废弃物是污水处理场的“三泥”，即隔油池池底泥、浮选的浮渣和剩余活性污泥。 池底泥因含油量高，一般渗入煤中作烧砖的燃料。浮选渣一般经过脱水后焚烧处理。剩余活性污泥经过脱水后，用在石化厂内部作植树绿化肥料，效果很好。但使用这种方法处置的剩余活性污泥数量有限，许多厂家则建立了各种型式的焚烧炉加以焚烧

15、处理。 4.页岩渣的处理 油页岩渣是多功能的建材，其主要成分为二氧化硅(58.9%) ，三氧化二铝(26.8%) ，三氧化二铁(11.7%)，利用它可生产水泥，另外页岩灰又是具有良好活性的火山灰石混合材料，是水泥厂良好的活性掺合料，掺入量一般为20% -30%，最高可达50%。5.其他固体废物的处理 对于一些量大、危险性较小的废物，用填埋处理是一种较为经济的方法，燕山石化公司建设的卫生填埋场。填埋的废物有废分子筛、废白土、废干燥剂、废电渣、检修垃圾等。 拓展知识 国外固体废物治理技术及其发展趋势 国外在石油化工固体废物处理方面做了大量的研究工作，与国内相比有较大的优势。 1.改革工艺减少固体废

16、物产生量 国外大量采用加氢精制的方法精制燃料油和润滑油，不采用碱洗电精制方法，可以少排固体废物。结合工艺也研究了许多新的少排废物的生产工艺。如产生剩余活性污泥少的污水处理方法。 2.重视废物资源化 对于硫酸烷基化装置，国外将废硫酸再制硫酸的装置作为硫酸烷基化的一部分同时设计，制好的硫酸返回烷基化重新使用。这样节约运输费用。使其作为工艺生产的一部分加以资源化。 3.研究节能处理新技术 国外采用焚烧法处理废物，一般在废物进焚烧炉以前先进行气流干燥，较多利用余热进行干燥的结果是废物焚烧能耗比较少。剩余活性污泥中微生物体内水分用一般物理方法进行干燥较为困难，国外研制出一种小分子干磨将其粉碎，然后进行脱水，这样