典型固体废物的处理与利用

3典型固体废物的处理与利用3其它固体废物的处理与利用赤泥(redmud)高分子固体废物（polymericsolidwaste）电子废物（Electronicwaste）3.1赤泥(redmud)赤泥的来源与性质赤泥的利用赤泥的防治（1）来源与性质来源赤泥是从铝土矿(一种含水铝石A12O3·nH2O的矿石，一般氧化铝的含量要求大于40％)提炼氧化铝后排弃的泥浆，因其呈红色，故称为赤泥。每生产1t氧化铝约排出1—2t赤泥(取决于铝土矿的品位)。利用率较低，属有害固体废物。性质主要有两个特点a.含水率高，一般固液比为1：3～4;b.强碱性：pH=lO—12物质组成粒度细：0.08～0.25mm。主要矿物组分为硅酸二钙和硅酸三钙，其中，硅酸二钙的含量一般达50％以上，故有综合利用价值。(2)赤泥的利用生产水泥回收有价金属生产水泥代替粘土生产普通硅酸盐水泥赤泥+石灰石+砂岩+铁粉，烧制水泥熟料，再+15％的高炉矿渣+15%石膏混磨，可生产高标号水泥，最高可达500号，赤泥的用量可达350～400kg／t水泥。代替粘土烧制油井水泥油井水泥用于油井井壁和套管间的环隙固定工程，要求水泥凝结缓慢，流动性好。石灰石+赤泥十砂岩＝78：15：7，配料后入窑烧制。硫酸盐水泥赤泥烘干(500～600℃)，配料，烧制，强度可达400～550号。回收有价金属赤泥中的氧化铁、氧化钛以及钒、铬、锰等可以综合回收。赤泥→还原焙烧(700～800℃)→Fe3O4→磁选→铁精矿→炼铁↓非磁性→加纯碱或石灰烧结→浸出铝酸盐→(pH＝10)→酸浸(50％硫酸)→硫酸钛溶液→水解→氧化钛↓酸处理→煅烧→水解→钒、铬、锰等氧化物（3）赤泥污染的防治脱碱：将赤泥的碱降至1.5％以下，赤泥在水泥中的掺量可从25-30％提高到50％。放射性元素评价：放射性元素超标不能用于建材。赤泥堆场的防渗处理：可以采用有机薄膜防渗层或固化赤泥防渗层将赤泥与环境隔离。固化赤泥防渗层是采用石灰或石灰石膏作固化剂，经济适用。3.2高分子固体废物（polymericsolidwaste）废塑料（wasteplastics）废橡胶（wasterubber）3.2.1废塑料（wasteplastics）概述国外废塑料的再生利用我国废塑料的再生利用问题（1）概述当今石油工业突飞猛进的发展促进了塑料产品的生产,由于塑料具有质轻、防水、强度高、耐腐蚀等优良性能,其用途已渗透到国民经济各部门及人们生活的各个方面；我国每年塑料树脂产量已超过1000万吨,塑料制品更是超过1100万吨。中国已是世界第三位塑料大国。在塑料制品与日俱增的今天，塑料废弃物的量也越来越多,每年总量已超过6000万吨。据环保部门统计,我国一般城市垃圾中废塑料占1.7%左右,依此推算,仅北京市每年可回收3万吨左右的废塑料。由于塑料在生产、生活上的利用面广而废塑料的再生利用跟不上,以致形成严重污染:作填埋处理时长期不分解,如农用膜残留土中使土壤结构变坏;焚烧时含氯废塑料又造成氯化氢和二噁英污染;特别是一次性包装材料,包括快餐盒、垃圾袋、食品包装袋等废弃物,给环境带来严重污染,被称之为“白色污染”,废塑料的处理与再生已成为当前一大棘手的环境问题。（2）国外废塑料的再生利用作为塑料原料和代木材料经化工处理后作为能源利用作为燃料利用a.作为塑料原料和代木材料分类回收直接标注：德国宝马公司已作到每台车有50余种共15ｋｇ废塑料部件进行了标注，直接回收再生利用分类收集：德国依法由100家有关包装容器的工商业户合资组成德国回收系统有限公司(简称ＤＳＤ公司),负责废塑料和各种包装容器的单独收集,并由360个分选点将废塑料分为聚苯乙烯泡沫塑料、瓶子、杯子、薄膜和混合废塑料5大类,如1998年回收的总量达60万吨,前4类占38%，分别作原料利用。代木材料德国曾建成4000吨/年用废洗净液瓶制高速公路隔音板等仿木制品；加拿大协德技术公司开发成功的仿木技术,可用废塑料袋、瓶、膜等垃圾,经粉碎、搅拌、加工后直接生产出比木板强度高,不怕风吹日晒,不怕腐蚀虫蛀的板材,适于作露天桌凳、吊板、屋顶、高速公路隔音板、路边立柱、下水道井盖和铁路枕木；日本爱因工程有限公司则开发成功利用废塑料和木屑各约1/2制成的超级复合木材,性能比前者更好,用途更广。b.经化工处理后作为能源利用德国伯若特普公司用废料加氢液化为合成油,年处理约10万吨；德国的巴斯夫化工公司用废塑料热分解成石油化工中间产品；德国用废塑料经气化后制再经合成生产甲醇燃料；主要是将这种甲醇燃料喷入高炉替代油、焦炭、煤粉作为燃料及矿石的还原剂；日本的钢铁联盟（ＮＫＫ）于1998年发展了农用薄膜的喷吹并新建年产3万吨造粒装置,1999年又在福山厂新建含氯废塑料的脱氯和造粒装置,既可保证高炉烟气二噁英达标(不莱梅钢厂控制含氯废塑料2%则达标,日本含氯废塑料多需单独处理),又可将氯以盐酸回收作冷加工厂酸洗用。c.作为燃料利用发达国家一般禁止将废塑料直接作为燃料利用。美国和日本开发的燃用废塑料的新技术：制成垃圾固形燃料(ＲＤＦ)后燃用。由美国开发。以混合废塑料为主,掺入果壳、木屑、纤维和下水污泥等可燃垃圾,并加入少量石灰后混合压制为平均发热量为4500—5000ｋｃａｌ/ｋｇ和粒度整齐的ＲＤＦ,这样既稀释了燃料中的含氯量,又便于保存、运输和燃烧,有助于焚烧发电站的规模化,美国垃圾焚烧发电站171处中烧ＲＤＦ的即达37处,发电效率在30%以上,比直烧垃圾的高50%左右。日本学习美国经验,1995年后大力发展ＲＤＦ,现用于制ＲＤＦ的废塑料约8万吨,制品多用于烧锅炉,亦有用于烧水泥的,不仅代替了煤,而且灰分亦变成水泥的有用组分。直接燃用不含氯的废塑料粒替代煤。日本德山公司水泥厂在水泥回转窑烧废轮胎的基础上,于1996年从窑头喷煤孔上方开孔喷废塑料粒,在高温下很快燃烧,由于6种塑料不含氯,环保和产品质量达标,操作正常,每ｋｇ废塑料可代煤1.3ｋｇ,同种塑料以粒度小者效果较好。（3）我国废塑料的再生利用单种废塑料作为塑料原料利用利用混合废塑料制造代制品废塑料油化a.单种塑料作为塑料原料利用通过科技攻关，不仅塑料加工厂的边角余料基本得到利用,从市场上回收的废塑料,利用工资低的优势,亦通过人工分拣后得到合理利用。据日刊“废弃物”报道,我国从美国进口废聚酯塑料瓶供制聚酯纤维原料。另据“塑料时代”报道，1995年我国从德国进口24万吨混合废塑料经分捡后作原料利用。我国的废塑料市场亦很活跃。如北京市南200公里处的顺平县废塑料市场,年经营数量达10万吨,共100余个品种,从业人员约万人。1998年北京市为消除白色污染,按2元/ｋｇ回收一次性泡沫塑料餐盒供原生产厂作原料再用,亦收到较好效果。我国除分捡技术落后外,原料用废塑料的再生利用已达产业化水平。b.利用混合塑料制造代制品海南科技实业公司开发成功的混塑板材项目,可利用混合废塑料和破布烂麻等纤维垃圾,不分选、不清洗,利用特有的技术装备,形成“泥石流效应”（加热流化）,经初级混炼、混熔造粒、混合配方、混熔挤出、压延、冷却加工为各种厚度和宽度的改性混塑板材,代替木材用于机床、设备等用包装箱板,并符合包装通用的技术条件,现已达年产1000吨规模；天津中欣再生资源开发有限公司引进日本爱因工程有限公司开发的利用废塑料和废木材各半制造的超级复合木材,具有超过一般木材的优点:比胶合板强度大,具有和铝板般的尺寸稳定性;120℃下不软化,耐热性好,对螺钉保持力为胶合板的47倍;耐水性好,吸水少,可自由涂装和连接;通过表面研磨可露出木纹,可供家具和汽车内装饰用。c.废塑料油化北京宏基有机化工厂,已形成年产3000吨和6000吨各1套生产装置,如果在低价和无偿收集废塑料条件下略有盈利,但受废塑料不能稳定供应的影响,生产还不够正常。江西丰城日青石油制品有限公司采用国内领先专利技术,年处理废塑料8000吨,产液化气和各种无铅油品5600吨,总投资500万元,油品产值1120万元,按0.7元/kg收购废塑料,利润(按免税计)为307万元,投资利润率高达60%,不仅环保效益好,经济效益亦是国内外先进水平。（4）存在的问题化学工艺过程不易控制在塑料裂解过程中,由于各种原因如塑料受热产生高粘度熔化物难以输送;塑料的导热性差,达到热分解温度的时间较长等,造成能耗高、易发生炭化堵塞管道、工艺不易控制、处理时间长。因此研究开发效果良好的化学工艺过程是非常必要的。塑料焚烧的二次污染严重随着塑料品种、焚烧条件的变化,会产生多环芳香烃化合物、酸性化合物、一氧化碳和重金属化合物等有害物质。Hawley-Fedder等用色谱法分析了PE、PS和PVC在模拟焚烧炉条件下(燃烧温度800～950℃)的燃烧产物,检测出多种芳香烃和脂肪烃化合物,并发现燃烧产物对燃烧温度有很大的依赖性。分析结果表明:PE燃烧产物中多环芳香烃类化合物的含量随燃烧温度升高而增加,而PS则与之相反,但PS燃烧产物中多环芳香烃类化合物的含量一般高于PE,PVC在900℃燃烧时多环芳香烃类化合物的含量最少。3.2.2废橡胶（wasterubber）概述直接利用再生利用再生技术问题（1）概述橡胶是产量仅次于塑料的高分子化合物，广泛应用于各个行业中，尤其是交通行业，其中汽车、飞机等轮胎的橡胶用量已经达到全部橡胶产量的一半以上。成为继塑料“白色污染”之后的另一个高分子污染——“黑色污染”，特别是废旧轮胎。橡胶合成过程所加入的配料如稳定剂、阻燃剂、染色剂和增塑剂等小分子添加剂，会从轮胎内部渗滤到表面并转移到环境中，会杀灭土壤中的有益细菌并对土壤造成生态破坏；目前，全世界废旧橡胶年产生量约2000万吨，我国废旧橡胶的年产生量估计已达到200万吨。其中轮胎全世界报废量在10亿条以上，1998年已经达到900万t，而中国报废的轮胎数量也已经达到5000~6000万条。（2）直接利用废旧橡胶以原有形状或近似原形使用。以轮胎为例，废轮胎可直接用作护弦材料、渔礁材料、保土材料、浮灯浮架、游戏用具，或用作公路的防护栏或水土保护栏，也可用于制作地表保护膜、隔音消音材料等。翻新利用旧轮胎也可通过翻新（经过局部修补、加工、重新贴覆胎面胶以后，进行硫化，恢复其使用价值）而重新使用。轮胎翻新不仅节约资源、延长轮胎使用寿命，而且减少了对环境的污染。在轮胎生产成本中，胎体约占75%，在使用保养良好的情况下，一条轮胎可多次翻修，总的翻胎寿命为新胎的1~2倍，而所耗原材料进为新胎的15%~30%。（3）再生利用（recycleandreuse）再生胶（regenerativerubber）再生胶是指将硫化过程中形成的硫交联键切断，但仍保留其原有成分的橡胶。在橡胶制品中掺入少量再生胶有利于橡胶的混炼加工；胶粉（powderrubber）胶粉是指将废旧橡胶通过粉碎的方法而得到的橡胶粉末。按照粒度划分，工业生产的胶粉可分为粗胶粉、细胶粉、精细胶粉和超细胶粉。胶粉可广泛应用于橡胶工业、塑料工业、建筑材料工业、铺装材料工业和新型材料工业中。不同种类的胶粉适应不同的工业用途，如：铺地材料主要使用粗胶粉，沥青改性主要使用细胶粉，塑料、橡胶主要使用精细胶粉，涂料则使用超细胶粉。热解主要是废旧轮胎的热分解。气体的热值与天然气相当，衍生油可做燃料，也可做催化裂化原料，生产高质量的汽油。碳黑可用于制备橡胶/沥青混合物，用于铺路时较一般沥青铺路效果好。从碳黑中还可制备活性炭，用于水净化处理。燃料轮胎中的有机物超过90%，它的热值大约是32.6mJ/kg，而大多数煤的热值一般为18.6-27.9mJ/kg[3]，因而废轮胎被认为是一种有吸引力的潜在能源。（4）再生技术脱硫技术粉碎技术a.脱硫技术微波脱硫超声波脱硫生物脱硫微波脱硫微波技术利用一定频率范围和一定剂量的微波能量打开橡胶高分子中使碳—碳键。这种方法不用使橡胶分子发生降解作用，就能将