焚燒法是高溫分解和深度氧化的綜合過程。通過焚燒可以使可燃性固體廢物氧化分解,達到減少容積、去除毒性、回收能量及副產品的目的。固體廢物的焚燒過程要比普通燃料的燃燒過程複雜。由於固體廢物的物理性質和化學性質複雜多樣,對於同一批固體廢物,其組成、熱值、形狀和燃燒狀態都會隨著時間與燃燒區域的不同而有較大的變化,同時燃燒後所產生的廢氣組成和廢渣性質也會隨之改變。因此,固體廢物的焚燒設備必須適應性強、操作彈性大,並有在一定程度上自動調節操作參數的能力,才能滿足需要。一般地說,差不多所有的有機性固體廢物都可用焚燒法處理。對於無機和有機混合性固體廢物,若有機物是有毒、有害物質,一般也最好用焚燒法處理,這樣處理後還可以回收其中的無機物。而某些特殊的有機性固體廢物隻適合於用焚燒法處理,例如醫院的帶菌性固體廢物,石化工業生產中某些含毒性中間副產物等。焚燒法的優點在於能迅速而大幅度地減少可燃性固體廢物的容積。如在一些新設計的焚燒裝置中,焚燒後的廢物容積隻是原容積的5%或更少。一些有害固體廢物通過焚燒處理,可以破壞其組成結構或殺滅病原菌,達到解毒、除害的目的。固體廢物通過焚燒處理還能提供熱能,其焚燒熱可用來供熱和發電。這在當前世界能源緊缺而固體廢物產量有增無減的情況下,不失為一種新的能源途徑。焚燒法的缺點:一是危險廢物的焚燒會產生大量的酸性氣體和未完全燃燒的有機組分及爐渣,如將其直接排入環境,必然會導致二次汙染;二是此法的投資及運行管理費高,為了減少二次汙染,要求焚燒過程必須設有控製汙染設施和複雜的測試儀表,這又進一步提高了處理費用。
固體廢物熱解是利用有機物的熱不穩定性,在無氧或缺氧條件下受熱分解的過程。熱解法與焚燒法相比是完全不同的兩個過程。焚燒是放熱的,熱解是吸熱的;焚燒的產物主要是二氧化碳和水,而熱解的產物主要是可燃的低分子化合物。如氣態的氫、甲烷、一氧化碳,液態的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機物及焦油、溶劑油等,固態的主要是焦炭或炭黑。
固化法
固化法是采用物理的或化學的固化劑使有害廢物形成基本不溶解或溶解度較低的物質,或將它們包封在惰性固化體中的處理技術。通過這種處理,有害廢物的滲透性和浸出性都可大大降低,利於進一步處置和運輸,達到無害化或低害化的目的。最常用的方法是用水泥、塑料、水玻璃、瀝青等凝結劑和危險廢物加以混合進行固化,使得汙泥中所含的有害物質封閉在固化體內不被浸出,從而達到穩定化、無害化、減量化的目的。固化法在日本、歐洲及美國已應用多年,我國主要用此法處理放射性廢物。根據用於固化的凝結劑的不同,此法又分為以下幾種。
水泥固化法水泥固化法是以水泥為固化劑將危險廢物進行固化的一種處理方法。水泥中加入適當比例的水混合會發生水化反應,凝結後失去流動性而逐漸硬化。水泥固化法是用汙泥(危險固體廢物和水的混合物)代替水加入水泥中,使其凝結固化的方法。對有害汙泥進行固化時,水泥與汙泥中的水分發生水化反應生成凝膠,將有害汙泥微粒包容,並逐步硬化形成水泥固化體。可以認為,這種固化體的結構主要是水泥的水化反應物。這種方法使得汙泥中的有害物質被封閉在固化體內,達到穩定化、無害化的目的。水泥固化法由於水泥比較便宜,並且操作設備簡單,固化體強度高、長期穩定性好,對受熱和風化有一定的抵抗力,因而其利用價值較高。對於含有有害物質的汙泥的固化方法來說,水泥固化法是最經濟的。水泥固化法的缺點有:水泥固化體的浸出率較高,通常為10-5~10-4g/(cm2·d),主要由於它的孔隙率較高所致。因此,需作塗覆處理。由於汙泥中含有一些妨礙水泥水化反應的物質,如油類、有機酸類、金屬氧化物等,為保證固化質量,必須加大水泥的配比量,結果固化體的增容比較高;有的廢物需進行預處理和投加添加劑,使處理費用增高。
塑料固化法將塑料作為凝結劑,使含有重金屬的汙泥固化而將重金屬封閉起來,同時又可將固化體作為農業或建築材料加以利用。塑料固化技術按所用塑料(樹脂)不同可分為熱塑性塑料固化和熱固性塑料固化兩類。熱塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯樹脂等,在常溫下呈固態,高溫時可變為熔融膠黏液體,將有害廢物摻和包容其中,冷卻後形成塑料固化體。熱固性塑料有脲醛樹脂和不飽和聚酯等。脲醛樹脂具有使用方便、固化速度快、常溫或加熱固化均佳的特點,與有害廢物所形成的固化體具有較好的耐水性、耐熱性及耐腐蝕性。不飽和聚酯樹脂在常溫下有適宜的黏度,可在常溫、常壓下固化成型,容易保證質量,適用於對有害廢物和放射性廢物的固化處理。塑料固化法的特點是:一般均可在常溫下操作;為使混合物聚合凝結僅加入少量的催化劑即可;增容比和固化體的密度較小。此法既能處理幹廢渣,也能處理汙泥漿,並且塑性固化體不可燃。其主要缺點是塑料固化體耐老化性能差,固化體一旦破裂,汙染物浸出會汙染環境。因此,處置前都應有容器包裝,因而增加了處理費用。此外,在混合過程中釋放的有害煙霧汙染周圍環境。