实验室废液安全焚烧处置实例

姚鹏程顾利星四苏柳燕#
(1无锡市固废环保处置有限公司江苏无锡2140622无锡市工业废物安全处置有限公司江苏无锡214062)
摘要:来自科研单位的实验室废液,虽然排放量不大,但是其水质比较恶劣,若不妥善处理会造成较大的环境污染"从上世纪60年代起,欧美发达国家就开始出现工业炉处置废液的实例,而国内的相关报道较少°文章结合无锡某地危险废物焚烧中心实际处置实验室废液的丰富经验,从判别进场后的实验室废液、分类、预处理、配伍、焚烧处置等环节详细介绍回转窑焚烧系统处置实验室废液的方案,为实验室废液的安全、高效、科学、环保、稳定的处理提供一条省事省心的途径,以期为同类型废液的处置提供参考和借鉴,为我国环境保护事业做出一份贡献"
关键词:实验室废液;回转窑;焚烧;安全处置
引言
实验室废液,即在实验过程中产生的具有毒性或其他危险性,其浓度或数量足以对人体健康造成影响或者会污染环境的液态废弃物叫这些废液主要来自科研单位、高等院校的教学实验室等,虽然排放量不大,但是其水质恶劣"如果直接排放到城市管网,会造成瞬时排放的污染物浓度过高,一旦泄露至外界受
纳水体,还会通过食物链富集对人类或动物造成严重危害"因此,早在2005年7月26日,我国教育部和原国家环境保护总局就已经将高校实验室排污纳入环境监督管理范围,联合下发了《关于加强高等学校实验室排污管理的通知沢
随着人们的环保意识提高,绝大部分产生的实验室废液得到了妥善处理"国外日本高校对化学废液的管理起步较早,已经形成了一套卓有成效的管理机制"大部分日本高校秉持“排出者原则”和“原位处理”原则,所以各高校一般都拥有专人负责的废液处理中心,产生的实验室原废液按要求分类收集后经过设在校内的设施进行层层检测和处理,符合排放标准后才能排入公共下水道,实在不能处理的再统一进行委托处理叫国内高校如南开大学、扬州大学、延边大学、北京某研究针对自身废水性质自行研制了一套适合的实验室废液处理装置问典长远来看,自建设施的总成本低于直接委外处理,但是其建设周期、技术参数变化、人员培训管理、设施运行稳定性等方面仍然限制了其适应性0然而委托有资质的废液危废处理机构,只需简单的投入资金即可获得委外机构提供完美解决方案,省心省力0
有文献同表明,从20世纪60年代开始欧美国家的化工巨头开始尝试焚烧工业危险废弃物,如陶氏化学、杜邦等公司新建了回转窑焚烧炉0但是国内相关废液焚烧的实例报道较少0无锡某工业危废处置中心拥有稳定运行的处置量为60t/d的回转窑焚烧系统问,能够处理的废物种类主要有医疗废物(HW01)、医药废
物(HW02)、废药物药品(HW03)、农药废物(HW04)、木材防腐剂废物(HW05)#有机溶剂废物(HW06)#废矿物油(HW02)、油/水、怪/水混合物或乳化液(HW09)、精(蒸)憎残渣(HW11)、染料涂料废物(HW12)#有机树脂类废物(HW13)#废胶片相纸(HW16)含金属”基化合物废物(HW19)#有机磷化合物废物(HW37)#含酚废物(HW39)#含瞇废物(HW40)#废卤化有机溶剂(HW41)、有机溶剂废物(HW42)#含有机卤化物废物(HW45)、其他无机化工行业生产过程中产生的废活性炭(HW49)#清洗杂物(HW49)等0因此,本文结合本厂丰富的实操经验,从实验室废液的判别、分类、预处理、配伍、焚烧处置等环节详细介绍回转窑焚烧系统处置方案,以期为危险废物处置行业急需解决的技术难题—
—实验室废液的安全、高效、科学#环保的处理提供一条可选方案"
1进场后的判别及分类
为了保证废液的无害化、安全处理,所有进场的废液都必须经过分类、检测和记录"由于实验室废液成分复杂,为了便于后续处理,需要对其判别和分类暂存"由于实验室废液的具有的特殊危险性(腐蚀性,反应性,易燃性,毒性,感染性)"因此,所有的操作人员必须经过基本的危化品识别培训后方能上岗操作,在操作过程中还必须正确穿戴防护眼罩、生化防护服、耐酸碱手套、防毒面罩等劳保用品0
实验室废液转运到场后,应先由经验丰富的操作工根据公司处理资质和回转窑焚烧工况的要求,将所
有废液根据标签等可知信息进行分类,将其分为剧毒类、有机类和无机类,废液判别及分类流程如图1"其中,有机类可以分为含卤素有机废液和
图1判别及分类流程图
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非含卤素有机废液;无机类主要分为含汞废液、含重金属废液和酸碱性废液#由于缺少相应的处理资质,一些实验室废液如混入的含汞废液应联系市场部作退货处理#而对剧毒类或者其他需要特殊管理的实验室废液则无需进行预处理,应在保证包装完整性的前提下,尽快处理#这是因为该类废液与人接触时间越短、贮存时间越短、处理工序越少越好&
废液的管理必须实现合理分类、分区存放的暂存标准&否则,容易发生消防安全和环境污染事故&所以,分类完成的实验室废液必须暂存在防渗、防泄漏、防火防爆、负压环境中,同时操作区域和暂存放车间多角度安装高清监控摄像头,实现24h无死角监控&同时,在此过程中必须坚持以下五项原则叫以免出现意外事故:
(1)物质不相容原则;
(2)包装不容器原则;
(3)高危险性原则;
(4)10cm原则;
(5)警示原则#
2预处理
为了提高焚烧效率和保障回转窑使用寿命,应对分类完成的废液进行混配、中和、过滤沉淀、蒸发浓缩等工序预处理,以便废液无害化焚烧处理#
2.1混配
为满足废液处理处置时连续性输送,需将废液暂存到更大的容器(如吨桶)中,并将使用过的包装容器回收,清洗后重复使用#为了保证安全,全过程在负压环境中进行,同时,还配备有毒气体检测仪器预警#混配工序只能混合不反应的废液,而不相容的不得混配#混配前,必须由公司专业技术人员通过
标签内容%废液外观等确定废液是否相容,若无法判断,必须取少量废样进行小试,通过实验结果来判断是否存在危险性#在此过程中,需要有专业%经验丰富的技术人员时刻关注检测装置和混合容器内的状态#若混合液出现严重的冒烟、发热、沸腾现象或检测仪器读数变化大等异常情况,立刻停止#
2.2中和
进场的实验室废液种类复杂,其酸碱性差异性极大,如果大量的酸性有机废液喷入炉内,会对炉体造成腐蚀,而过量的碱性有机废液喷入炉后,也会造成回转窑结焦结渣,从而影响回转窑的运行效率和稳定性#因此,在小试试验确定安全后,可以将酸性废液和碱性废液中和处理,减少外加中和药剂成本,降低运行成本#
2.3过滤沉淀
混配后的废液中有时会存在较多的固态物质,如试纸、一次性手套、移液头、滤纸等实验室用品、大体积的凝固胶体、沉淀物等#废液处置过程中采用雾化喷嘴将废液喷入炉内焚烧,而当废液中含有大量悬浮物时,会堵塞喷嘴,降低喷嘴的雾化效果,进而影响焚烧炉的正常运行#为了防止杂物堵塞,混配后的废液再通过静置沉淀、筛网过滤等物理处理方式将固态、半固态物质分离掉#
2.4蒸发浓缩
回转窑焚烧垃圾一般控制配伍物料的水分在12%〜20%之间#而从市场上收集的废液中存在相当数量的低浓度废液,含水率较高,直接喷入回转窑内会吸收大量的热能,进而提高了运行成本#由于本厂内具有富余的蒸汽资源,在废液过滤后采用高效、低成本的蒸发工艺降低含水率,控制配伍物料的水分在适宜的范围内,提高焚烧效率#
3配伍
回转窑焚烧过程中,含S、N等元素的物料量需严格控制,其在焚烧后会产生大量的酸性气体,因此,瞬时进料量过大容易造成设备、耐火材料、保温材料腐蚀,还会导致烟气超标排放#所以,通过配伍时一般控制易引起烟气中酸性物质超标的硫、氮等元素含量应不高过2%%
废液中卤素含量越高,其热值越低,可燃性下降%过高的话还可能引起二噁英排放超标。生态环境部颁布的《危险废物集中焚烧处置工程建设技术要求》也要求采用余热锅炉降温的焚烧设备,进料一般控制氯、氟元素含量不超过5%&
一般情况下,灰渣的熔点在1100!以上,但若物料中含较多的钠(Na)、钾(K)等碱金属,回转窑内的耐火砖会与其发生化学反应,形成低熔点的化合物,最终形成白榴石、钾霞石等,其体积会大幅度膨胀30%〜50%,进而导致耐火砖开裂、剥落【10&&同时卤素过多,还会与低熔点碱金属盐类形成结焦物&另外,碱金属盐的蒸汽在冷却过程中凝固成亚微米级颗粒,分离难度高,有时甚至会引起烟尘排放
超标&因此,在进料时将含有大量碱金属的废物与卤素含量高的废物安排在不同的时间段进行焚烧,可以减少低熔点物质的生成,保护回转窑设施安全稳定运行卩™&同时,一般控制进料碱金属含量低于3%,最高不超过5%,以提高灰渣的熔点,减少结焦&
因此,为了烟气排放达标和保护耐火砖、减少结焦提高回转运行时,应当通实验室验种废液和固
料的基本数据(元素种类、含量"热值"含水率、灰分等),再科学配伍&
4焚烧处置
实验室废液分为高热值废液和低热值废液&低热值废液从窑头喷入,延长其停留时间,保证了废液的处置效果&高热值废液直接喷入二燃室,保证停留时间25以上,另外,高热值废液还能作为燃料减少天然气用量&废液均采用隔膜泵和空气雾化喷嘴&废液的雾化效果可以通过调节高压空气喷嘴的压缩空气和废液的实,为保内,经试验确
制雾化角度60#〜90$,废液喷射距离3〜4m&
回转窑焚烧系统主要参数:长径比4.1,倾斜角2$,转速0.1〜1r/min,以顺流式工作&一般控制回转窑内焚烧温度750〜150!,
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二燃室内焚烧温度在1100!以上,烟气停留时间在2s以上,烟气中氧体积分数6%〜10%)经过高温焚烧后,再通过“烟气急冷+干法单元+布袋除尘+湿法脱酸减湿+烟气加热脱白”等尾气净化工艺处理,烟气指标均远低于《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)表3标准限值要求0
结语
实验室废液虽然排放量不大,但是其水质恶劣,不妥善处理的话会严重影响自然环境和人体健康0自建处理设施原位处理能较大程度减少污染,而委托具备资质的专业处理机构处理则更加省心省力o通过对实验室废液的判别及分类、预处理和配伍后,再进入回转窑焚烧系统进行无害化处置o不仅安全环保地处理掉常规方式难以有效处置的废液,而且还能作为燃料减少天然气用量,达到“以废治废”的目的0
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(上接第53页)
结语
通过两年多的实践探索,项目取得了初步的成果:一是探索建立了“在线监测+实验室分析+互联网平台”的新模式,搭建了水气土协同监测分析、在线自动监测与实验室仪器检测相补充%现场踏勘与大数据分析相集合的土壤环境监测与污染风险预警系统;二是将互联网信息传输技术应用于土壤环境监测,提高土壤监测的快速分析和应急处置能力,实现土壤污染预报预警,用科技手段降低工业园区土壤污染风险;三是研发先进的土壤环境自动检测与传输设备,对XRF(土壤重金属快速分析仪)和PID(土壤有机物快速分析仪)等进行技术改进和二次开发,实现数据采集和自动传输功能;四是研发专用软件,通过对监测网点
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作者简介
姚鹏程(1993-),研究生,危废安全处置方向o
通讯作者
顾利星,从事固废环保处置和危废安全处置工作0
各类监测数据的收集、分析,比对,测定园区土壤污染的性质、特征、成因,特别是土壤污染与大气、地下水、地表水污染的关联关系,对各种污染指标进行风险评估和自动预警)
参考文献
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作者简介
潘强(1963-(,男,四川德阳,高级工程师,从事环保技术研发和环保产业工作)
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