Disposición de residuos químicos

Te lo contaré todo:

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Las emisiones de desechos domésticos e industriales de China son particularmente enormes. Las emisiones diarias de Beijing alcanzan los 6,5438+5 millones de toneladas. El vertedero de basura de Wuhan Wutaimen tiene una capacidad de procesamiento diaria de 2.000 toneladas, y hay de 6 a 7 vertederos de basura similares en Wuhan. La producción anual de basura de mi país es de aproximadamente 65.438+05 millones de toneladas, con una tasa de crecimiento de aproximadamente el 9% [654.38+00]. En la actualidad, el principal método de eliminación de basura y residuos industriales en mi país es el vertedero. Debido a la eliminación de basura, cada año se ocupa una gran cantidad de tierra cultivada. Utilizar espacios abiertos subterráneos para vertederos es una buena manera de paliar la contradicción entre la escasez de tierra cultivada y la gran cantidad de tierra cultivada ocupada por vertederos.

Al enterrar residuos domésticos e industriales cerca de las ciudades o en minas donde hay una grave escasez de materiales de relleno, no sólo se pueden llenar económicamente los golfs, sino también enterrar la basura, lo que se puede decir que mata dos pájaros de un tiro. con una piedra.

Aunque mi país está desarrollando actualmente tecnología de incineración de residuos, la composición de los residuos en mi país es diferente a la de países extranjeros. Los componentes no combustibles como las cenizas y el suelo representan más del 60% de los residuos. contenido. Por lo tanto, los vertederos seguirán siendo el principal método de eliminación de residuos en China en el futuro. Para salvar la tierra, enterrar la basura en fosas abiertas tiene amplias perspectivas. En particular, los pozos con buenas condiciones de enterramiento, juntas y fisuras no desarrolladas o mala conectividad serán uno de los vertederos ideales para desechos industriales radiactivos (desechos nucleares y desechos químicos) después de un cierre y sellado adecuados.

Antes de 1996, Rusia había acumulado 640 millones de m3 de residuos nucleares, parte de los cuales eran sólidos, incluidos aproximadamente 1,5 GCI (1 Ci = 37 G de desintegración/s). El valor de fuga de radiación de la central nuclear de Chernobyl es de sólo 50 ~ 250 MCi). Para construir cuevas subterráneas para enterrar desechos nucleares y evitar fugas de radiación, la Academia de Ciencias de Rusia ha realizado una ardua investigación y ha gastado enormes cantidades de fondos para investigación y construcción. Hoy en día, la tendencia a enterrar residuos nucleares en cuevas subterráneas está aumentando en el mundo. Países como Suecia, Alemania, Estados Unidos, Reino Unido, España y Bélgica han construido una o más cuevas subterráneas [3].

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Tecnología de tratamiento de residuos sólidos [Repost]

El principio general del tratamiento y utilización de residuos sólidos es considerar primero la reducción y la utilización de recursos para reducir los residuos sólidos. Luego se considera la generación y vertido de residuos con un tratamiento adecuado para acelerar el reciclaje de materiales. Por muy perfecto que sea el procesamiento anterior, algunas sustancias aún quedarán, por lo que el procesamiento final es fundamental.

1. Método de reducción

Según estadísticas aproximadas, la tasa de utilización actual de recursos minerales en nuestro país es solo del 50-60% y la tasa de utilización de energía es solo del 30%. Alrededor del 40-50% se convertirá en residuos sin producir eficiencia en la producción, lo que no sólo contamina el medio ambiente, sino que también desperdicia muchos recursos valiosos. Lo mismo ocurre con otras industrias. Por lo tanto, existe un gran potencial para fortalecer la transformación tecnológica, mejorar la utilización de recursos y reducir la generación de residuos sólidos. Generalmente existen tres métodos de reducción:

1) Cambiando el diseño del producto, desarrollando nuevos productos que consuman menos materias primas y materiales de embalaje, transformando el proceso, fortaleciendo la gestión y reduciendo los residuos, reduciendo así el consumo único del producto. .

2) Mejorar la calidad del producto, extender su vida útil y minimizar la probabilidad de desguace del producto y el número de reemplazos.

3) Desarrollar productos que se puedan reutilizar varias veces para que los productos terminados puedan reciclarse para reemplazar los productos terminados que solo se pueden usar una vez, como envases de alimentos, botellas, etc.

2. Método de recursos

El método de recursos es un método de recuperación o preparación de materiales y energía a partir de residuos sólidos mediante diversos métodos y conversión de residuos en recursos, es decir, en una misma industria. departamentos u otros sectores industriales para transformarlos en nuevos factores de producción protegiendo al mismo tiempo el medio ambiente. Sus métodos de utilización específicos son los siguientes:

1) Como materia prima industrial: como la recuperación de elementos metálicos a partir de relaves y escorias de chatarra. La Oficina de Minería de Nanjing y otras unidades utilizan ganga de carbón con alto contenido de aluminio y bajo contenido de hierro para producir aluminio, amonio, vanadio, óxido de aluminio, aluminio polimerizado, sílice y otros productos, y extraer molibdeno, galio, uranio, vanadio, germanio y otros metales raros.

2) Recuperación energética: mi país vierte cada año más de 30 millones de toneladas de ganga de carbón, con un poder calorífico superior a 6276 kJ/kg, que puede utilizarse como combustible para la generación de energía en lecho fluidizado. Hay más de 2.000 lechos fluidizados en todo el país, lo que puede ahorrar una gran cantidad de carbón de alta calidad cada año. Hegang, Benxi y otros lugares también utilizan ganga de carbón para producir gas y recuperar energía.

Además, existen métodos de valorización energética como el vertido de residuos, la incineración y la descomposición de residuos orgánicos para recuperar combustible, gas natural y biogás.

3) Como acondicionador y fertilizante del suelo: la práctica ha demostrado que el uso de cenizas volantes para mejorar el suelo tiene buenos efectos en suelos ácidos, suelos arcillosos y suelos salinos-álcalis débiles, y puede aumentar la producción de granos en un 10 -30%. También tiene el efecto de aumentar el rendimiento de frutas y verduras. En Alemania, el polvo de escoria de cobre se utiliza como fertilizante para plantas en macetas y ensayos de campo. Los resultados muestran que se mejora el rendimiento de polvo de escoria de cobre. Muchos experimentos y prácticas han demostrado que la escoria de pirita contiene una variedad de metales no ferrosos y puede usarse como fertilizante integral de oligoelementos con efectos obvios.

4) Utilización directa: como la utilización directa de diversos materiales de embalaje.

5) Materiales de construcción: la escoria, la escoria y las cenizas volantes se pueden convertir en diversos materiales de construcción, como cemento, ladrillos y materiales aislantes, y también se pueden utilizar como materiales de amortiguación para carreteras y cimientos.

El material tradicional de las paredes en China son los ladrillos de arcilla. Para producir 654,38 mil millones de ladrillos cada año, es necesario excavar 65,438 millones de acres de tierra fértil y utilizar 65,438 millones de toneladas de carbón. La producción anual de ladrillos de China alcanza los cientos de miles de millones. Esta es una gran amenaza para las preciosas tierras cultivadas de mi país, y la mayoría de los diversos desechos sólidos pueden encontrar una salida en la producción de materiales de construcción, lo cual es de gran importancia para proteger los recursos de la tierra y mejorar el medio ambiente.

3. Métodos de tratamiento

Los residuos sólidos son reducidos, inofensivos, estabilizados y seguros mediante métodos físicos, químicos, bioquímicos y otros para acelerar la dispersión de sustancias en el medio ambiente. o eliminar la contaminación ambiental.

Tratamiento físico: El tratamiento físico consiste en cambiar la estructura de los residuos sólidos mediante concentración o cambio de fase, convirtiéndolos en una forma que sea conveniente para su transporte, almacenamiento, utilización y eliminación. Los métodos de tratamiento físico incluyen compactación, trituración, clasificación, concentración, adsorción y extracción. El tratamiento físico se utiliza a menudo como un medio importante para recuperar sustancias útiles de los residuos sólidos.

lTratamiento químico: El tratamiento químico es el uso de métodos químicos para destruir los componentes dañinos de los desechos sólidos, haciéndolos inofensivos o convirtiéndolos en una forma adecuada para su posterior tratamiento y eliminación. Debido a las complejas condiciones de reacción química y a muchos factores que influyen, los métodos de tratamiento químico normalmente solo se utilizan para tratar residuos con un solo componente o varios componentes químicos con propiedades similares. Para los desechos mixtos, el tratamiento químico puede no cumplir el propósito previsto. Los métodos de tratamiento químico incluyen oxidación, reducción, neutralización, precipitación química y disolución química. El tratamiento químico de algunos residuos sólidos peligrosos puede producir residuos ricos en componentes tóxicos que deben desintoxicarse o eliminarse de forma segura.

l Tratamiento biológico: El tratamiento biológico utiliza microorganismos para descomponer la materia orgánica degradable en los residuos sólidos, logrando así inocuidad y aprovechamiento integral. Después de que los residuos sólidos se someten a un tratamiento biológico, su volumen, forma y composición cambian enormemente, lo que facilita su transporte, almacenamiento, utilización y eliminación. Los métodos de tratamiento biológico incluyen tratamiento aeróbico, tratamiento anaeróbico y tratamiento anaeróbico facultativo. En comparación con los métodos de tratamiento químico, el tratamiento biológico es generalmente más económico y se utiliza más ampliamente, pero el proceso de tratamiento requiere mucho tiempo y la eficiencia del tratamiento a veces es inestable.

(1) Compostaje: Es un proceso que promueve artificialmente la transformación biológica de materia orgánica biodegradable en humus estable a base de microorganismos como bacterias, actinomicetos y hongos que se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza. El producto del compost se llama compost. Es un fertilizante barato y de alta calidad para mejorar el suelo. Puede mejorar la estructura del suelo, aumentar la capacidad de retención de agua del suelo, reducir la pérdida de nitrógeno inorgánico, promover la conversión de fósforo insoluble en fósforo soluble y aumentar la amortiguación del suelo. Capacidad y eficiencia de fertilizantes químicos, etc. Función.

Según la relación entre la demanda microbiana de oxígeno durante el proceso de compostaje, se puede dividir en compostaje anaeróbico y compostaje aeróbico. El compostaje aeróbico se utiliza ampliamente debido a sus ventajas de alta temperatura de compostaje, descomposición completa de la matriz, ciclo de compostaje corto y bajo olor. Según los diferentes métodos de compostaje, el compostaje aeróbico se puede dividir en compostaje abierto y compostaje rápido.

La producción de compost moderno suele constar de cinco procesos: pretratamiento, fermentación principal (fermentación primaria), postfermentación (fermentación secundaria), postprocesamiento y almacenamiento. La fermentación principal es la clave de todo el proceso de producción. Las condiciones de fermentación, como la ventilación, la temperatura, la humedad, la relación C/N, la relación C/P y el pH, deben controlarse bien.

(2) Biogás: el biogás también se denomina fermentación anaeróbica. La materia orgánica, como los carbohidratos, las proteínas y las grasas de los desechos sólidos, se fermenta en un ambiente anaeróbico con temperatura, humedad y valor de pH controlados artificialmente. Proceso de generación de gases inflamables bajo la acción de microorganismos. Esta tecnología ha sido ampliamente utilizada en el tratamiento de lodos de depuradora urbana, residuos sólidos agrícolas y heces. No sólo desempeña un papel estable e inofensivo en los residuos sólidos, sino que, lo que es más importante, puede generar una energía que es fácil de almacenar y utilizar de forma eficaz.

Se estima que cada año se producen más de 500 millones de toneladas de paja en las zonas rurales de China. Si la mitad se utiliza para producir biogás, se podrían producir entre 50 y 60 mil millones de metros cúbicos de biogás cada año. Por tanto, la tecnología del biogás es una forma importante de controlar la contaminación y cambiar la estructura energética rural.

(3) Tecnología de sacarificación de celulosa residual: la sacarificación de la celulosa residual consiste en convertirla en monómero de glucosa mediante tecnología de hidrólisis enzimática y luego convertirla en materias primas químicas mediante reacciones químicas o en monómeros mediante reacciones bioquímicas. Proteínas celulares o proteínas microbianas.

Se estima que la producción neta anual mundial de celulosa es de aproximadamente 654,38 mil millones de toneladas. El reciclaje de residuos de celulosa es un tema global muy importante. Japón y Estados Unidos han desarrollado con éxito procesos de sacarificación de fibras de desecho. Actualmente es técnicamente viable, pero aún no se han demostrado los beneficios económicos. Es necesario seguir explorando cómo desarrollar métodos de tratamiento de bajo costo, encontrar mejores especies de enzimas, mejorar la biodegradabilidad unitaria de las enzimas y mejorar los procesos de fermentación.

(4) Celulosa residual de piensos: tecnología para producir proteína unicelular: esta tecnología no requiere el proceso de sacarificación, sino que utiliza la acción microbiana de la fibra residual para producir directamente proteína unicelular o proteína microbiana. En la actualidad, la tecnología de utilizar celulosa residual como alimento para producir proteína unicelular es factible, pero todavía quedan muchos problemas por resolver para ser económicamente competitivo.

(5) Lixiviación bacteriana: las bacterias quimioautótrofas oxidan el hierro ferroso en hierro férrico (hierro férrico), oxidan el azufre y reducen el sulfuro en ácido sulfúrico para obtener energía y extraen energía del aire. Absorben dióxido de carbono, oxígeno y otros oligoelementos (como N, P) para sintetizar el citoplasma. Estas bacterias crecen en medios inorgánicos simples y pueden tolerar concentraciones más altas de iones metálicos e iones de hidrógeno. El proceso de utilizar las características fisiológicas únicas de las bacterias quimioautótrofas para disolver algunos metales de materiales minerales y luego extraer los metales de la solución de lixiviación se denomina generalmente lixiviación bacteriana. Este método se utiliza principalmente para procesar residuos de mineral de cobre y uranio, como sulfuro de cobre y óxidos en general (Cu2O, CuO), y recuperar cobre y uranio. También tienen perspectivas de aplicación el manganeso, el arsénico, el níquel, el zinc, el molibdeno y algunos elementos raros. En la actualidad, la lixiviación bacteriana se ha utilizado ampliamente en la industria nacional y extranjera.

l Tratamiento térmico: El tratamiento térmico consiste en destruir y cambiar la composición y estructura de los sólidos a través de altas temperaturas, logrando al mismo tiempo el propósito de reducción de volumen, inocuidad o utilización integral. Los métodos de tratamiento térmico incluyen incineración, pirólisis, oxidación húmeda, tostación y sinterización.

(1) Tratamiento de incineración: El tratamiento de incineración convierte los componentes combustibles en sólidos en residuos inertes a altas temperaturas (800 ~ 1000°C) mientras recupera energía térmica, lo que sin duda juega un papel importante en un mundo de crisis energética. El estatus es también la razón por la cual esta tecnología se ha utilizado ampliamente en los países desarrollados en los últimos años. Mediante la combustión se puede reducir aún más el volumen de residuos sólidos. Después de la incineración, el volumen de residuos municipales se puede reducir entre un 80 y un 90% y el peso entre un 75 y un 80%. Al mismo tiempo, se pueden eliminar por completo varios patógenos y eliminar la fuente de corrupción. En cambio, el tratamiento por combustión tiene:

La combustión generalmente pasa por procesos como deshidratación, desgasificación, ignición, combustión y extinción. Hay tres factores principales que controlan este proceso, a saber, el tiempo, la temperatura y el grado de mezcla turbulenta del combustible y el aire (comúnmente conocido como las tres T). Generalmente se cree que el tiempo de combustión es aproximadamente proporcional al cuadrado del tamaño de las partículas de residuos sólidos. Cuanto más finas son las partículas, mayor es el área de contacto con el aire, más rápida es la combustión y más corto es el tiempo de residencia de los residuos. Además, cuanto mayor sea la concentración de oxígeno en la combustión, mayor será la velocidad y la calidad de la combustión. Por tanto, es necesario que haya suficiente flujo de aire en el combustible. Cuanto más turbulenta sea la mezcla entre el combustible y el aire, mejor será la combustión.

De forma general, el proceso de combustión incluye 12 sistemas como almacenamiento de residuos sólidos, pretratamiento, sistema de alimentación, cámara de combustión, control de emisiones y contaminación de gases de escape, eliminación de escorias, seguimiento y pruebas, recuperación de energía, etc.

(2) Pirólisis: La pirólisis es el calentamiento de materia orgánica a alta temperatura (500 ~ 1000 °C) en condiciones anaeróbicas o anóxicas para descomponerla en gases, líquidos y productos sólidos, incluido el hidrógeno y el metano. , mezclas de hidrocarburos, monóxido de carbono y otros gases combustibles líquidos que contienen metanol, acetona, ácido acético, acetaldehído y otros componentes; el sólido es principalmente carbono sólido; La principal ventaja de este método es que puede convertir la materia orgánica de los residuos en combustible útil que es fácil de almacenar y transportar. Tiene menos emisiones de gases de cola y residuos. Es una tecnología de tratamiento y utilización de recursos poco contaminante.

(3) Oxidación húmeda: La oxidación húmeda también se denomina método de combustión húmeda. Se refiere al rápido proceso de oxidación de sustancias orgánicas en presencia de un medio acuoso a temperatura y presión adecuadas.

Los materiales orgánicos deben estar en estado fluido y pueden agregarse al sistema de oxidación húmeda mediante una bomba. Debido a que el proceso de oxidación de la materia orgánica es exotérmico, una vez que comienza la reacción, se realizará automáticamente bajo la acción del calor liberado por la oxidación de la materia orgánica y no es necesario agregar combustible auxiliar. Los gases de escape contienen principalmente dióxido de carbono, nitrógeno, exceso de oxígeno y otros gases, y la fase líquida contiene sales metálicas residuales y materia orgánica sin reaccionar. El grado de oxidación de la materia orgánica depende de la temperatura de reacción, la presión y el tiempo de residencia de los residuos en el reactor. Aumentar la temperatura y la presión puede acelerar la velocidad de reacción y aumentar la tasa de conversión de DQO, pero la temperatura máxima no puede exceder la temperatura crítica del agua.

Tratamiento por microondas: Los últimos resultados de las investigaciones muestran que la tecnología de microondas se puede utilizar con éxito en el tratamiento de residuos radiactivos, la purificación de suelos, el petróleo crudo industrial y el tratamiento de lodos. Aunque todavía se encuentra en la etapa de investigación de laboratorio, los expertos señalan que la tecnología de microondas definitivamente tendrá potencial en el tratamiento de residuos en el futuro.

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