固體廢棄物調研報告

1、火電廠、皮革制造廠和污水處理廠的固體廢棄物調研報告單位:重慶大學城環(huán)學院作者：張帥 江雨竹潘章磊楊云星祁一鳴陳思瑞關于固體廢棄物污染的調研報告城環(huán)學院給排水專業(yè)-1 -關于固體廢棄物污染的調研報告城環(huán)學院給排水專業(yè)摘要調研目的目錄3-# -關于固體廢棄物污染的調研報告城環(huán)學院給排水專業(yè)、八 、,刖言1. 皮革制造廠中的固體廢棄物 1.1皮革固體廢棄物的來源 1.2皮革固體廢棄物的污染41.3皮革固體廢棄物的綠色化途徑 41.3.1皮革固體物生產甲烷 41.3.2皮革固體廢棄物用作皮肥生產的原料 51.3.3皮革固體廢棄物提取膠原蛋白 51.3.4皮革固體廢棄物用于制備膠原纖維及造紙 52. 火

2、電廠的固體廢棄物污染調查 52.1火電廠固體廢棄物的來源 52.2生產性粉塵的污染 62.3火電廠固體廢棄物的防治 62.3.1提高煤的利用效率62.3.2加強對防塵設備的維護管理 62.3.3合理安排工作程序 72.3.4搞好粉煤灰出干灰系統(tǒng)的技術改造 72.3.5做好煤場、灰場的管理工作 72.3.6加強脫硫系統(tǒng)的防塵工作 73. 污水處理廠中的固體廢棄物 73.1污水處理廠固體廢棄物的來源 73.2污泥的危害83.3污泥的治理83.3.1衛(wèi)生填埋83.3.2污泥農用 83.3.3污泥焚燒 83.3.4污泥干化和熱處理 93.3.5污泥堆肥93.3.6海洋傾倒9參考文獻.100-3 -關于

3、固體廢棄物污染的調研報告城環(huán)學院給排水專業(yè)摘要生皮在加工成革的過程中產生大量的污染物和副產品，目前我國制革工業(yè)主要采用剖藍濕革的技術路線，生產過程會產生大量的含鉻固體廢棄物，不但會污染環(huán)境，而且還造成資源的浪費。生產性粉塵是指在生產中形成的，能較長時間飄浮在作業(yè)場所空氣中的固體微粒。對于火電廠，主要有輸煤系統(tǒng)作業(yè)場所漂浮的煤塵，粉塵粒徑越小， 其在空氣中的穩(wěn)定性越高，在空氣中懸浮越持久，工人吸入的機會越多，對人體危害越 大。這個問題目前已引起國內外研究者的普遍關注，并成為近年研究的熱點。我國城市污水處理廠每年排放污泥量約為900萬噸大都采取簡單填埋、直接作為肥料或轉化為有機肥，當作肥料可使農作

4、物減產；食物鏈可帶來二次污染，應制訂合理污泥處置收費體 系，完善污泥處置排放標準。調研目的實現(xiàn)固體廢棄物的減排和回收再利用，實現(xiàn)人與自然和諧法發(fā)展，為加強生態(tài)文明建設貢獻力量，使得人類生存環(huán)境更優(yōu)美、更協(xié)調，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。刖言固體廢棄物是指人類在生產、消費、生活和其他活動中產生的固態(tài)、半固態(tài)廢棄 物質。隨著我國經濟社會的高速發(fā)展、城市化進程的加快以及人民生活水平的提高，固 體廢棄物的產生量逐年增加。固體廢棄物的循環(huán)利用對于我國實現(xiàn)循環(huán)經濟發(fā)展模式， 實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的作用。在此簡要介紹皮革廠、火電廠及污水處理廠 的固體廢棄物的綠色化。1. 皮革制造廠中的固體廢棄物1.1皮革

5、固體廢棄物的來源生皮在加工成革的過程中產生大量的污染物和副產品。一般認為，1t原料皮產生600kg以上的固體廢棄物和副產品（超過原料皮的60%）,只能得到200kg左右的成品革 （約為原料皮的20%）。1.2皮革固體廢棄物的污染目前我國制革工業(yè)主要采用剖藍濕革的技術路線,（工序：挑選-擠水、剖層、削勻-回軟、酶處理-復鞣-中和-染色-加脂-防霉-伸展-干燥-回潮-拉軟、鏟軟-摔軟-磨革-熨 平、壓花-其它工序）。生產過程會產生大量的含鉻固體廢棄物。如果不回收利用，其中的部分鉻離子會進入水中。三價鉻離子是蛋白凝固劑，對人體消化道、呼吸道和皮膚有刺激作用。高濃度的三價鉻還會影響植物生長。有資料表明

6、，當三價鉻離子濃度達到50mg/L以上時，水稻的生根和發(fā)芽會受到抑制；當濃度大于200 mg/L就會無法生長。另 外，肉渣、油脂、毛渣、碎皮邊角料等以及由化工材料帶入的有機物，使水中懸浮物的含量大大增加，這些懸浮物經過微生物的作用變質腐爛，使廢水中COD（化學耗氧量） 和BOD（生物耗氧量）增大，造成水體富營養(yǎng)化，使水中的微生物，包括傳染病菌獲得 足夠的營養(yǎng)而迅速繁殖，引起水源污染，危害人體健康。同時，水生植物大量繁殖，消 耗水中的氧氣會導致水生動物死亡。1.3皮革固體廢棄物的綠色化途徑制革生產中產生的固體廢棄物若不加以利用，不但會污染環(huán)境，而且還造成資源的浪費。這個問題目前已引起國內外研究者

7、的普遍關注，并成為近年研究的熱點。1.3.1皮革固體物生產甲烷制成10 mm左右的塊，加溫使微生物大量繁殖，肉渣中的有機物分解放出 CH4氣 體。油脂含量越多，產生的氣體就越多。1 kg肉渣在35 C下消解20天，估計可產生CH4 氣體（凈含量為75%） 615 L。如果用不含鉻的固體廢棄物消解 ,其殘渣還可用作混合肥 料，也可以直接施于農田作土壤改良劑。 CH4氣體可用作清潔燃料，提供人們生產和生 活所需的能源。1.3.2皮革固體廢棄物用作皮肥生產的原料皮肥是指制革下腳料、制鞋、制衣、或皮件下腳料、著色或未著色的含鉻天然皮革為 原料，經化工物理等工藝制造的有機質肥料，此工藝也是治理制革固體廢

8、物的最佳措施之一。發(fā)達國家和地區(qū)，如日本、韓國、歐洲共同體國家以及臺灣等地區(qū)的農業(yè)生產都 積極采用制革固體廢棄物生產有機肥料。皮革固體廢棄物中含有N、P、S K、Ca MgAl、Fe、Cr等重要的化學元素,由此制備的肥料肥效較好,能為植物提供足夠的養(yǎng)分。 據(jù)資料介紹，含鉻皮革下腳料，加工制得的肥料，用于農業(yè)生產，可使水稻增產18%, 小麥增產36%左右。制革含鉻固體廢棄物生產肥料能否在農業(yè)上應用，關鍵是要減少鉻含量，使其對人體和環(huán)境無害。1.3. 3皮革固體廢棄物提取膠原蛋白工業(yè)廢棄物中，蛋白質含量在30測上,而其中膠原蛋白占蛋白質量的 90%以上 19。膠原蛋白作為天然的生物資源，在食品、醫(yī)

9、藥、化妝品、生物肥料、生物農藥等 高附加值工業(yè)中的應用越來越廣泛，越來越受到人們的重視。常用的從革屑中脫鉻和提 膠的方法有堿法、酶法、酸法、氧化法、焚燒法以及聯(lián)合處理法。1.3.4皮革固體廢棄物用于制備膠原纖維及造紙動物皮是膠原纖維最集中分布的組織,動物皮的95%上為膠原,它是寶貴的生物 質資源和良好的功能性材料。利用皮革固體廢棄物研制紡織膠原蛋白纖維，不但可開發(fā)一種新型的綠色纖維,滿足市場對高檔纖維面料的需求，還可將我國每年產生的大量 皮革廢棄物轉化為有用的資源，為皮革工業(yè)廢棄物的高值利用提供一條新的途徑。膠原纖維除具有與一般纖維相同的機械強度外，還有獨特的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性以及生物穩(wěn)定性

10、。鉻革屑通過物化處理得到鉻革纖維，將鉻革纖維同草漿、木漿混合用于造紙，既減少了制革行業(yè)固體廢棄物的污染，又為造紙工業(yè)提供了新的原料。在紙漿中加入膠原可以提高紙張的強度性質，其中對針葉木漿的抗張強度、耐折度提高最為明顯，對耐 破指數(shù)也有提高。加入量較大時會造成撕裂指數(shù)下降，但在合適的加入量下基本可以與 空白值持平。有研究表明，皮革固體廢棄物處理后和植物纖維混合 ，可以明顯改善紙頁 的性能，也為新型紙張研究。2. 火電廠的固體廢棄物污染調查火電廠按燃料的類別可分為燃煤火電廠、燃油火電廠和燃氣火電廠等。 火電廠發(fā)電量的87%!煤電，其余13%!燒油或其他燃料發(fā)出的。中國燃用煤一半以上是煙煤，貧煤次之

11、，無煙煤在10%下2.1火電廠固體廢棄物的來源生產性粉塵是指在生產中形成的，能較長時間飄浮在作業(yè)場所空氣中的固體微粒。 對于火電廠，主要有輸煤系統(tǒng)作業(yè)場所漂浮的煤塵，鍋爐運行中產生的、鍋爐檢修中接 觸的鍋爐塵，干式除塵器運行、干灰輸送系統(tǒng)及粉煤灰綜合利用作業(yè)場所的粉塵，電焊 操作產生的電焊塵，采用濕法、干法脫硫工藝的制粉制漿系統(tǒng)產生的石灰、石灰石粉塵 及石膏干燥系統(tǒng)、脫硫廢渣利用拋棄系統(tǒng)產生的粉塵。2.2生產性粉塵的污染火電廠的煤塵一般是含有10%以下游離二氧化硅的粉塵（國家規(guī)定最高容許排放質量濃度為10 mg/m3 ）塵粒分散度高，直徑小于5 口 m的占73%。鍋爐塵一般是含有 10%40%

12、游離SiO2的粉塵（國家規(guī)定最高容許排放質量濃度為2 mg/m3 ）,塵粒分散度高，直徑小于5 口m的占73%。除塵器、干灰輸送系統(tǒng)及粉煤灰等綜合利用作業(yè)場所 的粉塵，也是含有10%40%游離SiO2的粉塵，粒徑一般在 15 口 m以下，5 口 m以下的 占有相當份額。脫硫裝置制粉系統(tǒng)的粉塵一般是含10%以下游離SiO2的粉塵。粉塵的分散度越高，即粉塵粒徑越小，其在空氣中的穩(wěn)定性越高， 在空氣中懸浮越持久， 工人吸入的機會越多，對人體危害越大。呼吸性粉塵可沉淀在呼吸性的支氣管壁和肺泡 壁上。長期吸入生產性粉塵易引起以肺組織纖維化為主的全身性疾病，即塵肺病，屬國 家法定職業(yè)病。其中硅肺、煤塵肺、

13、電焊工塵肺、石棉肺和水泥塵肺等均屬于以膠原纖 維增生為主的塵肺。職工長期高濃度吸入含量大于10%的游離SiO2粉塵（即硅塵），會引起硅肺病。肺組織膠原纖維性變是一種不可逆轉的破壞性病理組織學改變。目前尚無 使其消除的辦法。對于這一種塵肺，尤其是硅肺的治理，主要是對癥治療和積極防治并 發(fā)病，以減輕患者痛苦，延緩病情發(fā)展，努力延長其壽命。火電廠生產性粉塵73%以上是粒徑小于5 口m的呼吸性粉塵。因此一定要重視粉塵危害后果的嚴重性，做好粉塵防 治工作，防止塵肺病的發(fā)生，保護職工健康。2.3火電廠固體廢棄物的防治2.3.1提高煤的利用效率火力發(fā)電廠中存在著三種型式的能量轉換過程：在鍋爐中煤的化學能轉變

14、為熱能； 在汽輪機中熱能轉變?yōu)闄C械能；在發(fā)電機中機械能轉換成電能。進行能量轉換的主要設備鍋爐、汽輪機和發(fā)電機，被稱為火力發(fā)電廠的三大主機，而鍋爐則是三大主機中最基本的能量轉換設備。鍋爐燃燒用的煤粉是由磨煤機將煤炭磨成的不規(guī)則的細小煤炭顆粒，其顆粒平均在 0.050.01mm，其中2050 口 m （微米）以下的顆粒占絕大多數(shù)。由于煤粉顆粒很小，表 面很大，故能吸附大量的空氣，且具有一般固體所未有的性質一一流動性。從制粉系統(tǒng) 方面希望煤粉磨得粗些，從而降低磨煤電耗和金屬消耗。所以在選擇煤粉細度時，應使上述各項損失之和最小?？倱p失蟬聯(lián)小的煤粉細度稱為經濟細度”。由此可見，對揮發(fā)分較高且易燃的煤種，

15、 或對于磨制煤粉顆粒比較均勻的制粉設備，以及某些強化燃燒的 鍋爐，煤粉細度可適當大些，以節(jié)省磨煤能耗，提高燃煤利用率。2.3.2加強對防塵設備的維護管理提高除灰系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)的檢修質量，防止漏灰、漏粉。定期檢測粉塵質量濃度，發(fā)現(xiàn)超標，要采取措施。投入資金，進行技術改造，提高防塵設備的投入率和防塵效率。 對現(xiàn)有防塵設備做好維護管理，保證設備的正常投入，發(fā)揮防塵作用。2.3.3合理安排工作程序如在鍋爐檢修時，要在充分做好防塵措施后，才能進入爐膛、管道工作。2.3.4搞好粉煤灰出干灰系統(tǒng)的技術改造靜電除塵器取干灰系統(tǒng)若有泄漏，均是硅塵，對人體危害很大。要采取措施，將簡 易取灰逐步改造為機械化自動化操

16、作。新廠在設計時就應考慮粉煤灰綜合利用項目，在投資、設備購置、場地使用等方面為供灰、用灰創(chuàng)造必要的條件，如粗細分裝，配備密 封性能好的輸送貯運系統(tǒng)、運輸車輛，筑好灰外運的道路等。2.3.5做好煤場、灰場的管理工作搞好干灰堆放場所的噴淋和碾壓，已滿灰場要及時復土綠化，搞好廠區(qū)（包括煤 場周圍）的綠化，文明生產，減少揚塵。2.3.6加強脫硫系統(tǒng)的防塵工作隨著脫硫工程的上馬，應考慮脫硫工程的制粉系統(tǒng)、石膏或廢渣處理系統(tǒng)的防塵問 題。石灰石粉倉要有除塵器，輸送管道閥門要嚴密無泄漏。如采用濕法球磨磨制石灰石 漿液的工藝，可將小于 200 mm的大塊石灰石料直接經過濕磨磨制成石灰石漿液，降低 粉塵污染。3

17、. 污水處理廠中的固體廢棄物按照中華人民共和國固體廢棄物污染防治法的規(guī)定，工業(yè)固體廢棄物是指在工 業(yè)生產活動中產生的固體廢棄物。 城市污水處理設施產生的污泥屬于環(huán)保設施運營產生 的固體廢棄物，屬于工業(yè)固體廢棄物范疇，應按照工業(yè)故土廢棄物進行管理。污水處理廠處理污水清潔了環(huán)境，但產生的大量污泥卻又成為新污染源，邊治理污 染，一邊卻制造污染，產生這種矛盾現(xiàn)象，不僅有城市污泥處理裝置不配套或因運行費 過高而被閑置等原因，也與污水處理界重水輕泥”的傾向，以及管理和法律規(guī)范的缺失有密切的關系。3.1污水處理廠固體廢棄物的來源污泥是污水處理后的附屬品、是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其

18、復雜的非均質體。污泥量通常占污水量的 0.3%0.5% （體積）或者約為污水處 理量的1%2% （質量），如果屬于深度處理，污泥量會增加 0.51倍。污水處理效率 的提高，必然導致污泥數(shù)量的增加。目前我國污水處理量和處理率雖然不高（4.5%）,但城市污水處理廠每年排放干污泥大約 30萬噸3，而且還以每年大約10%的速度增長3.2污泥的危害目前生產污水和生活污水并沒有完全分開處理，因此污水處理廠所產生的污泥中 除了含有各種有機質外，還含有大量病原菌、寄生蟲卵以及鉻、汞等重金屬和多氯聯(lián)苯、 二惡英等難以降解的有毒有害以及致癌物質。所以未經無害化、穩(wěn)定化等專業(yè)工藝處理的污泥會對農田、農作物及周圍環(huán)境

19、造成嚴重的污染。更嚴重的是，如果里面的重金屬 被吸食，像鉛、鎘等過量，還可能通過魚、蝦等食物鏈，重新回到餐桌”上，影響市民健康，還有可能造成兒童多動癥。3.3污泥的治理3.3.1衛(wèi)生填埋衛(wèi)生填埋操作相對簡單，投資費用較小，處理費用較低，適應性強。但是其侵占土 地嚴重，如果防滲技術不夠，將導致潛在的土壤和地下水污染。污泥衛(wèi)生填埋始于20世紀60年代，到目前為止已經發(fā)展成為一項比較成熟的污泥處置技術。污泥填埋是歐 洲特別是希臘、德國、法國在前幾年應用最廣的處置工藝。由于滲濾液對地下水的潛在 污染和城市用地的減少等，對處理技術標準要求越來越高（例如德國從2000年起，要求填埋污泥的有機物含量小于5%

20、）,許多國家和地區(qū)甚至堅決反對新建填埋場。1992年歐盟大約40%的污泥采用填埋處置，近年來污泥填埋處置所占比例越來越小，例如 英國污泥填埋比例由1980年的27%下降到1995年的10%,預計到2005年將繼續(xù)下降 到6%3.3.2污泥農用污泥農用投資少，能耗低，運行費用低，其中有機部分可轉化成土壤改良劑成分， 因此污泥土地利用被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式。這種處置方式是把污泥應用于農田、菜地、果園、林地、草地、市政綠化、育苗基質及嚴重擾動的土地修復與重建9關于固體廢棄物污染的調研報告城環(huán)學院給排水專業(yè)等?？茖W合理地土地利用，可減少污泥帶來的負面效應。林地和市政綠化的利用是一條 很有發(fā)

21、展前途的利用方式，因為它不易造成食物鏈的污染。污泥還可以用于嚴重擾動的 土地如礦場土地、建筑排廢深坑、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區(qū)等需要復 墾的土地。這些污泥利用方式減少了污泥對人類生活的潛在威脅，既處置了污泥、又恢 復了生態(tài)環(huán)境3.3.3污泥焚燒以焚燒為核心的處理方法是最徹底的處理方法，它能使有機物全部碳化，殺死病原 體，可最大限度地減少污泥體積，但是其缺點在于處理設施投資大，處理費用高，有機 物焚燒會產生二噁英等劇毒物質。自1962年德國率先建議并開始運行了歐洲第一座污泥焚燒廠以來的20年中，焚燒的污泥量大幅度增加14。在國外，特別是西歐和日本已 得到了廣泛的應用，在日本，污泥焚燒處理已經占污泥處理總量的60%以上，歐盟也在10%以上。3.3.4污泥干化和熱處理污泥干化能使污泥顯著減容，體積可以減少45倍，產品穩(wěn)定、無臭且無病原生物，干化處理后的污泥產品用途多，可以用作肥料、土壤改良劑、替代能源等。早在20世紀40年代，日本和歐美就已經用直接加熱鼓式干燥器來干燥污泥，經過幾十年的發(fā) 展，污泥干化技術的優(yōu)點正逐步顯現(xiàn)出來18。由于污泥熱干燥技術要求和處理成本較高，管理較復雜，所以這項技術直到20世紀80年代末期瑞典等國家的成功應用之后才在西方發(fā)達國家推廣。污泥低溫熱處理技 術無害化和減量化徹底