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臭氧在固体废物处理中的应用

TIME:2018-04-23   click: 186 次
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   “固废”(solid wastes)是固体废物的简称。“固废”处理(treatment of solid wastes)是通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。
   在经济发达国家,将固体废物分为工业废物、矿业废物、农业废物与城市垃圾四大类。我国制定的《固休废物管理法》中,将固体废物分为,厂业固体废物(废渣)与城市垃圾两类。含有毒有害成分的工业固体废物,由于其对环境与人类具有特别的危害性,单独分列出一个“危险废物”小类。
中型NC臭氧发生器

一、“固废”的主要成分

      人类一切活动(包括生产与生活)过程产生的、对原过程丧失原有使用价值而被抛弃或者放弃的固态或半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律规定纳入固体废物管理的物品、物质,通称为固体废物。各类生产活动中产生的固体废物俗称废渣(residue);生活过程中产生的固体废物则称为垃圾(refuse)。“固体废物”实际上只是针对原过程而言。在任何生产或生活过程中,对原料、商品或消费品,往往仅利用了其中某些有效成分,而产生的大多数固体废物中,仍含有对其他生产或生活过程有用的成分,经过一定的技术环节,可以转变为有关行业的生产原料,或可以直接再利用。可见,固体废物的概念随时空的变迁而变化,具有一定的相对性。提倡资源的社会再循环,目的是充分利用资源,增加社会与经济效益,减少废物的排放与处置数量,以利社会发展。
    固体废物有多种分类方法,可以根据其性质、状态和来源进行分类,如按其化学性质可分为有机废物和无机废物;按其危害状况可分为有害废物和一般废物。欧美等许多国家按来源将其分为工业固体废物、矿业固体废物、城市固体废物、农业固体废物和放射性固体废物等五类。

二、“固废”的危害及净化处理

      显然,绝大多数固体废物直接丢弃会对环境造成很大危害。比如,有机废物会腐败产生臭味,污染空气,污染水源,影响植物生长等;无机废物被水溶解后,同样会产生较大的危害,比如废旧电池随意丢弃,1粒纽扣电池的重金属(汞、镉、银)含量可以污染60万升水,等于一个人一生的饮水量。一节5号电池可以污染1平方米的土壤。中国每年消耗纽扣电池40万粒,1999年我国生产150万节电池。电池中的有毒重金属会随着雨水进入土壤,随着土壤中水分的移动,进一步污染河流、湖泊、海洋。
   现代社会已经达成广泛共识,“固废”处理对环境保护很重要。“固废”处理是根据废物的不同特点,通过粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等或生物化学作用,如氧化、消化分解、吸收等加速其自然净化的过程。废物处理低标准就是达到对环境无害化,理想标准是废物循环利用,即资源化、无害化和减量化。
   
为了保护环境和发展生产,许多国家不断采取新措施和新技术来处理和利用固体废物。矿业废物从在低洼地堆存,发展为矿山土地复原、安全筑坝等。工业废物从消极堆存,发展到综合利用。城市垃圾从人工收集、输送发展到机械化、自动化和管道化收集输送;从无控制的填埋,发展到卫生填埋、滤沥循环填埋;从露天焚化和利用焚化炉,发展到回收能源的焚化,中温和高温分解等,从压缩成型发展为高压压缩成型。城市有机垃圾和农业有机废物还用于制取沼气回收能源。工业有害渣从隔离堆存发展到化学固定、化学转化以防止污染。总的趋势是从消极处置转向积极利用,实现废物的再资源化。对城市垃圾进行分选回收。根据垃圾的化学、物理性质,如比重、 电磁性、 颜色、回弹性、可燃性等进行分选,再用干法、水浆机法、高温或中温分解等方法处理,从中回收金属、玻璃、造纸原料、塑料等物资,同时回收热能和可燃气体。

三、臭氧在“固废”处理领域的应用

       “固废”处理过程中,需要考虑到的因素很多,既要考虑设备的处理效果,也需要考虑设备的投入成本,还需要考虑设备的运行成本及可靠性、稳定性等多种因素。臭氧常温、常压下气体特性,使臭氧在废气净化中有独特的扩散优势,臭氧的氧原子很大的缩短反应时间,加快了反应过程,从而很大的降低设备成本。“固废”处理过程中和“固废”处理尾气净化两个领域都得到广泛应用。

  ⑴ 臭氧在“固废”处理过程中应用

① 对有机废物的快速分解
       臭氧对有机废物的分解速度较生物分解方法速度快十万倍,因此臭氧氧化可以大大加速有机废物的分解过程,提高经济效益和实用性。
②对非重金属类物质的无害化处理
       臭氧对非重金属类物质的无害化处理效益显著,比如,臭氧可以将因此臭氧氧化可以大大加速有机废物的分解过程,提高经济效益和实用性。
③ 对染色剂、溶剂类、橡胶类等加速分解
       臭氧对染色剂、溶剂类、橡胶类等物质无害化分解较为严重,且速度较快。因此臭氧氧化可以大大加速对染色剂、溶剂类、橡胶类等分解过程,提高经济效益和实用性。

⑵ 臭氧在 “固废”处理尾气净化中应用

① 臭氧对氮氧化物(NOx)独特作用
     对氮氧化物(NOx)净化尤其是NO的氧化,臭氧的作用非常明显。根据我们对燃煤锅炉废气处理过程的处理检测,NO的浓度可以从300ppm迅速降低到20ppm以下。
② 臭氧对恶臭类物质(H₂S)独特作用
     对恶臭类物质(H₂S)净化,臭氧的作用非常明显。根据我们对恶臭类物质(H₂S)处理过程的检测,H₂S的浓度可以从200ppm迅速降低到20ppm以下。从而大大降低了生物净化的难度和时间。
③ 臭氧对不易溶于水的有机物的独特作用
    臭氧很强的氧化能力和容易打断烯烃、炔烃和苯环类有机物的碳链结合键,使其快速氧化,合成为新的化合物。臭氧参与氧化的高速、效率好、低能耗特点受到工业企业和科研部门的青睐。根据我们对化工废气处理过程的处理检测,甲醛的浓度可以从100ppm迅速降低到20ppm以下。