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固體廢物的處理與利用
固體廢物有其易造成環境污染有害的一面，但又有其可利用的一面。所謂固體“廢”物，只是相對於某一工藝生產而言。實際上，固體廢物中仍然不同程度地含有可利用的物質，如可燃物質、有用的金屬等。因此，研究開發固體廢物的處理與綜合利用途徑，一方面可以變“廢”為寶，開發出新產品；另一方面又可消除其中的有害物質，減輕對環境的污染。
根據固體廢物的來源可以把固體廢物的處理與利用分為以下幾個部分：
城市垃圾的處理與利用
煤係固體廢物的處理與利用
冶金廢渣的處理與利用
化工固體廢物的處理和利用
石油工業固體廢物處理與利用
（一）城市垃圾的處理與利用
世界上的垃圾處理方法很多，且因各國的具體情況不同而差異很大。目前，已有不少的技術方法在世界各國研究成功並已應用，如填埋法、堆肥法、焚燒法、蚯蚓床法、熱解法等。其中填埋法、焚燒法、堆肥法是最基本的方法。焚燒法具有顯著的減量化、處理快速、消滅病原菌等特點。從目前世界上發展的趨勢來看，大多數人認為垃圾的焚燒法具有廣闊的發展前景，是垃圾處理的必然發展趨勢。然而該方法存在著較嚴重的大氣污染問題，它排出的硫氧化物、氮氧化物、二口惡英等對大氣有著一定的威脅，尤其是對二口惡英的爭議很大。堆肥製作及利用技術在國內外發展已比較成熟，對影響堆肥效果的若干因素如微生物、溫度、濕度、pH等都取得了一定研究成果。對此項技術的推廣與應用需要與之相應的垃圾分類管理體系以及對有機農業所應有的重視。填埋法具有投資少、；不需對廢物進行特別的分選收集、可回收沼氣的特點，這是一種比較經濟的最終處理方法，所以在世界上應用較普遍。在今後一段時期內，很多國家尤其是環保資金不足、能源短缺的發展中國家將仍以填埋為主。
1973年的石油危機，使人們認識到能源的重要性，垃圾作為“放錯了地方的資源”應該以技術的方法謀求資源化而加以有效利用。
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（二）煤係固體廢物的處理與利用
1、粉煤灰：粉煤灰來自工廠的鍋爐和煤氣站，產生量很大。各廠所採取的利用方式及處置方法與鍋爐渣相似，即生產建材、作燃料、外賣等。某工廠通過兩年多時間的試製，利用粉煤灰擠成煤棒後供本廠煤氣站和鍋爐房使用。有的廠則利用部分粉煤灰和酸性廢水與土混合製磚。但是，也有一些工廠將粉煤灰露天堆放，已造成了風吹楊塵，雨淋流失的局面，嚴重污染了周圍的空氣和水體。因此，為避免粉煤灰對環境的污染，應儘量將其全部綜合利用。
國內一些行業有許多粉煤灰的成熟技術可以借鑒。將粉煤灰分類，可以提高綜合利用的成效。表4-3-1介紹的是國內幾種較成熟先進並行之有效的粉煤灰綜合利用技術。
表4-3-1
粉煤灰綜合利用技術與成效
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利
用 技 術 |
成
效 |
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粉煤灰作混凝土和砂漿的摻合料 |
可節省砂、石灰及20－30％的水泥 |
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粉煤灰用於公路或道路的墊層、基層、承重、面層及路堤等 |
路的板體結構性好，使用壽命長，且技術簡單易行，工程造價低 |
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粉煤灰用於酸性土、粘性土等地區的土壤改良 |
有肥效，可提高10－30％的作物產量 |
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從粉煤灰中回收空心微珠漂珠 |
具有高強、耐磨、絕緣等特性，是一種質優價廉用途廣泛的高效能材料，可用作塑膠、塗料、油漆等的填料，也可用作保溫、防火、滅火及耐熱、磨材料等 |
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從粉煤灰中回收炭粉 |
做活性原料或代替精煤使用 |
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從粉煤灰中回收鐵粉 |
可回爐煉鐵或代替水泥配料 |
2、煤矸石：煤矸石是採煤過程中產生的廢渣，包括巷道掘進過程中的掘進矸石、採煤過程中從頂板、底板及夾層裏採出的矸石以及洗煤過程中的洗矸石，它是成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量低、比較堅硬的黑色岩石，是由碳質頁巖、碳質砂岩、頁巖、粘土等組成的混合物。
煤矸石也是一種可用的資源。含碳量較高的煤矸石可直接供沸騰爐作燃料；含碳量較低的可以用於磚瓦、水泥等建材的生產；含碳量極低的可填坑造地或用作路基材料。
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（三）冶金廢渣的處理與利用
1、高爐渣：高爐渣的產量隨冶煉技術及礦石的品位不同而變化。高爐渣屬於硅酸鹽材料。它化學性質穩定，並具有抗磨、吸水等特點，可供廣泛應有，國內對高爐渣的應用都很重視，美、英、法、日本等國高爐渣的利用率已達100%，甚至出現了很多專營高爐渣商品的公司和工廠。我國高爐渣的利用率已達85%以上。為了適應不同的用途，高爐渣可分別被加工成水渣、礦渣碎石和膨脹礦渣等幾類主要產品。
水渣就是將熔融狀態的高爐渣用水或水與空氣的混合物給予水淬；使其成為砂粒狀的玻璃質物質。這也是我國處理高爐渣的主要方法。具體水淬方式很多，常用的有過濾池法水淬工藝和攪拌槽泵送法水淬工藝等。
礦渣碎石是高爐渣在指定的渣坑或渣場自然冷卻或淋水冷卻形成較緻密的礦渣後，再經過破碎、篩分等工序所得到的一種碎石材料。為此常用熱潑法。近年來，德、法、英、美等國多采用薄層多層熱潑法。該法具有操作容易、渣密度高等優點。
膨脹礦渣是用水急冷高爐渣而形成的多孔輕質礦渣。為此可用噴射法、噴霧器塹溝法、流槽法等生產。較新的工藝是加拿大礦渣有限公司發明的用流筒法生產膨脹礦渣珠，簡稱“膨珠”。
2、鋼渣：鋼渣是煉鋼過程中排出的固體廢物，包括轉爐渣、電爐渣等。煉鋼過程中的排渣工藝，不僅影響到煉鋼技術的發展，也與鋼渣的綜合利用密切相關。目前，煉鋼過程的排渣處理工藝大體可分為如下四種：
冷棄法：鋼渣倒入渣罐，待其緩冷後直接運往渣場堆成渣山，以往我國也多用此法。
熱潑碎石工藝：用吊車將渣罐中的液態鋼渣分層潑倒在渣床上（或渣坑內），並同時噴水使其急冷碎裂，而後再運往渣場。
鋼渣水淬工藝
：排出的高溫液態爐渣，被壓力水切割擊碎，加之遇水急冷收縮而破裂，在水幕中粒化。具體作法又有盤潑水冷法，爐前水衝法及傾翻罐－水池法等多種方法。
風淬法：其主要優點是可回收高溫熔渣所含的熱量（約2100－2200MJ/t）的41%，避免了熔渣遇水爆炸的問題，並改善了操作環境。鋼渣可風淬成3mm以下的堅硬球體，可直接用作灰漿的細骨料。迄今，人們已開發了多種有關鋼渣綜合利用的途徑，主要包括冶金、建築材料、農業利用、回填幾個領域。
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（四）化工固體廢物的處理和利用
化工固體廢物種類繁多，成分複雜，治理的方法和綜合利用的工藝多種多樣，應重點抓好量大面廣的治理和綜合利用。
1、對硫鐵礦燒渣，應根據其含鐵量的不同確定其用途，鐵含量高的應回爐煉鐵；低鐵、高硅酸鹽的硫鐵礦燒渣宜做水泥配料。
2、鉻渣可代替石灰石作煉鐵熔劑。在冶煉過程中鉻成為金屬進入鐵組分中，可徹底消除六價鉻浸出的危害；根據鉻渣在高溫下能還原成低價態無毒鉻的原理，可將鉻渣摻入煤中用於發電、用鉻渣作玻璃著色劑或鈣鎂磷肥和鑄石。還可利用碳對鉻渣進行幹法還原除毒；用電解法處理鉻酸、生產鉻鹽精、回收原理含鉻硫酸氫鈉等。
電鍍含鉻廢液應採用一步處理，除鉻後的水達標排放，其泥污可用化學方法製成鉻黃、檸檬黃等化工產品。
3、燒鹼鹽泥可採用抽濾、沉澱過濾法進行處理，或用於制氧化鎂等；含汞鹽泥可用次氯酸鈉氧化法、氯化－硫化－熔燒法進行處理，並回收金屬汞。
4、電石渣可制水泥或代替石灰作各種建築材料、築路材料等，還可用來生產氯酸鉀等化工產品。
5、其他化工廢物，如，磷渣可燒制磷酸；甲醇廢觸媒可生產鋅－銅複合微肥；溶劑廠母液可生產二甲基甲酰胺等；染料廢渣制硫酸銅等產品；膠片廠的廢膠片和廢液可回收銀。
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（五）石油工業固體廢物處理與利用
石油工業固體廢物種類繁多，成分複雜，治理的方法和綜合利用工藝多種多樣。十幾年來，國內外在這方面做了大量的研究工作，開發出一批技術成熟、經濟效益高的處理和綜合利用技術，目前主要採取的技術措施有：化學反應、物理分離、焚燒、填埋等
1、化學反應法：該方法主要利用廢物的某些化學特性，使用相應的化學藥劑進行廢物性質的改善或回收某些有用成分。如：可以用硫酸或二氧化碳中和法處理石油煉製業中的廢鹼液，並從中回收環烷酸及其鹽類或粗酚、碳酸鈉等，用硫酸中和法化纖工業廢液中的對苯二甲酸，可以用燒鹼或純鹼中和廢酸液，用氨吸收法處理廢酸液生產硫酸銨，利用硝酸溶解法從廢催化劑中回收銀等。
2、物理分離法：這個方法主要是利用廢物中某些成分之間的物理特性的差異，從而達到分離目的。如用活性碳吸附法治理甲乙酮生產廢酸，用熱分解法從廢酸液中回收硫酸、用蒸餾法從有機合成廠的有機氯化物廢液中回收有機氯，從雜醇廢液中回收甲醇等。
3、填埋法：土地填埋是最終處理固體廢物的一種較經濟的方法，其實質是將固體廢物鋪成一定厚度的薄層，加以壓實，並覆蓋土壤。填埋仍是一個石油化工企業不可缺少的廢棄物處理方法。
4、焚燒法：石油化學固體廢物大部分含有有機物，因此焚燒可使廢物的重量和體積減少80%以上，同時可使各種有害成分轉化為無害物質，還可回收熱能。目前我國石油化工企業已建立了數十個固體廢物焚燒爐。如長嶺煉油化工廠選用順流式回轉焚燒爐處理“三泥”，總投資90萬元，總費用42.6萬元/a（處理250kg濾餅/h）；燕山石化公司煉油廠用流化床焚燒爐處理“三泥”20.5萬t/a，總投資約1000萬元，處理成本53.67元/m3，佔地面積4200m2；荊門煉油廠用回轉窯式焚燒爐處理污水場“三泥”700kg/h，每焚燒1t濾餅的
運行成本為16.4元，煙氣出口溫度達700℃，正在考慮餘熱利用。
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