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用“航天技术”处理危废技高一筹

发布时间:2018-06-22 11:14:09   来源:    浏览次数:306

◎本刊主笔 刘国伟

【今年5月底,北京市人大常委会一审《北京市危险废物污染环境防治条例(草案)》,该条例草案明令禁止居民将日常生活中产生的废旧电池、废弃化学药品等危险废物混入生活垃圾。6月初,中央第三环保督察组突击检查哈尔滨市某垃圾堆存场,发现该堆存场存在非法倾倒的大量危废等问题⋯⋯在我国不断健全危废立法和加强管理的过程中,有必要对世界范围内各种创新的危废处理技术和管理手段做一番了解。】

从填埋、焚烧到等离子体气化,用“航天技术”处理危废技高一筹

两名德国工作人员在清理屋顶的危废(石棉板)

德国:创新危废包装桶清洗券

在德国危废贮存场所,危废被分类贮存在不同设备中。少量的危废收集到中转站并归类集中存放,待数量较多时,再运输至特种垃圾处理厂。

从治理细节上看,德国的“上下游联动”治理原则很突出,其具体表现是危废包装桶的生产者要参与回收清洁:桶的使用者即原料生产厂要向下游客户提供桶的清洗券,以及相关的清洗方法;最后下游客户需要将使用后的桶送到指定清洗点清洗回收。通过产业链上下游的协同合作与监督管理,德国危废包装桶的清洗问题得以妥善解决。

需要指出的是,即便在危废管理严格有序的欧盟地区,也还是存在垃圾填埋场的,但这些填埋场按照欧盟2009年颁布的填埋场指令进行了规范管理,未达到统一要求的填埋场在2009年7月16日之前就被关闭了。剩下的符合环境友好要求的填埋场,无论是密封系统,还是渗滤液和逸出气体收集等方面,都必须符合欧盟的指令要求。

美国:将危废生产者分为三类

美国危废管理的两大系列制度是跟踪制度和许可制度,通过统一格式的转移联单实施“从摇篮到坟墓”的系统管理。美国联邦环保署在1985年完成的一项危废管理工作是“国家小量危废生产者调查”,根据调查结果正式实施了危废的分级管理,将危废生产者分为三类:大数量生产者(危废月产量大于1吨);小数量生产者(危废月产量介于0.1吨和1吨之间);有条件豁免小量生产者(危废月产量少于0.1吨)。所谓豁免,是指有条件豁免小量生产者不必遵循前两者的严苛规定(如必须获得环保署所分配的危废鉴别号,每两年向环保署提交报告等),但是也必须对自身产生的危废负责和管理,包括提交所在州批准等。豁免法规的出台和实施为各方带来巨大的经济与社会效益,有数据称每年可节约的处理费用约为4400万到6000万美元。

综合主要发达国家的危废管理法规和经验来看,首先是各国均采取了全过程管理的原则,将固废管理的主要环节(源头减量、再生循环和处置)作为无害化管理重点,而不仅仅是处置过程的无害化;其次是源头控制的原则,在法律设计上均将源头减量(抑制产生)作为优先手段,更以资源保护或者资源循环为基本目标贯穿生产生活全过程。

尼泊尔:用蠕虫分解医院污染纱布

在危废管理手段和处理技术上,发展中国家也能因地制宜地采用可持续方法处理各种危险废物。尼泊尔的医院在处理危废方面颇有章法,位于该国首都加德满都的比尔医院就是一个典范。

医疗废弃物给很多国家的危废处理带来挑战,世界卫生组织多次警告各国医疗危废管理不善可能带来严重后果。在尼泊尔的众多医院里,管理和处理医疗废弃物是最复杂、最危险的任务之一。尽管尼泊尔2011年通过的“固废管理法”规定,每家医院在将其危废交给市政府之前,应根据世界卫生组织的“污染者付费”准则进行杀菌,但在具体操作上合规性仍然较低。尼泊尔卫生保健基金会医疗废物管理计划主任马赫什·纳卡米说,他第一次到比尔医院时,发现“医院里乱得一塌糊涂,医疗垃圾放在病床下的桶里,包括注射器在内的被感染物没有按照适当的程序进行安全处理”。

从2012年起,尼泊尔卫生保健基金会开始与比尔医院合作,旨在改善该医院的医疗废物管理现状。如今这座有着120多年悠久历史的医院已实现将有害废物与普通垃圾分离常态化,几乎将倾倒到市政系统的废物量减半。该医院还尝试一些新的固废处理程序,如在部分废弃物中倒入蚯蚓,利用蚯蚓分解废弃物。

从填埋、焚烧到等离子体气化,用“航天技术”处理危废技高一筹

尼泊尔比尔医院的医疗垃圾在处理前需经过初步分类

对使用过的注射器进行有效处置是一个重要举措。起初,马赫什·纳卡米去医院附近的药店购物,发现有几种注射器是比尔医院使用过的二手注射器。于是,比尔医院就在所有病房里装备了电子和手动切割设备,便于医务人员注射之后就地销毁注射器针头,然后塑料部件被放入高压灭菌器中以备回收。医院为了确保高压灭菌器随时可用,一次引进了两套,以防其中一套发生故障影响使用。

尼泊尔卫生保健基金会还尝试其他有机处理方法。印度的一项研究表明,蠕虫可以分解医疗废物,使具有传染性的废物变得无毒,但印度并未对此搞过大规模的试验。纳卡米称比尔医院正在开展试验,用蠕虫分解未经高压灭菌的带污染物的纱布,具体结果还有待观察。比尔医院还建了一个沼气生成系统,尝试着把切割下来的肿瘤、断肢与食物垃圾一起放进去进行生物降解。这种带有几分惊悚色彩的做法颇受其他医院的欣赏,同处于加德满都的帕帕卡尔妇产医院也开始试验用胎盘进行堆肥。纳卡米对自己的工作满怀希望,他说:“如果能在最糟糕的地方改变危废管理面貌,那么其他人也可以跟进。”

危废填埋路线容易招抵制

美国危废管理政策的基本出发点为减少废物产生、提高资源化回用比率,从而最终减少进入环境、需要处理处置的废物量。这一管理政策也是在现实中经过了一段时间的演进才稳定下来。

上世纪七八十年代是美国危废处置和排放监管较为粗放的一个阶段,由于国土面积大、人口密度小,填埋场(不是简单地埋入地下,也有相关要求)是危废处理的主流。随着80年代后期、90年代初的规范整顿,大批不合格的填埋场和危废焚烧设施关停。在危废中,废液的产生量最大,深井灌注是美国主要的废液处理方式。

环境人权运动也是导致危废填埋在美国日趋式微的一大要素。例如,亚拉巴马州埃米尔填埋场曾是美国最大的危废填埋场,也是危废巨头“化学品废物管理”公司(CWM)最大的危废填埋储存设施,上世纪80年代该填埋场吞下美国许多州的大量危废。由于填埋场周边生活的居民绝大多数为黑人,对填埋行为的顾虑诱发了敏感的种族问题和环境争议,居民们遂联合起来发起大规模抗议活动,并受到很多环保组织的声援。埃米尔填埋场后来虽然没被关停,但经此一役后,其危废填埋量大为缩水。

从填埋、焚烧到等离子体气化,用“航天技术”处理危废技高一筹

美国亚拉巴马州西部萨姆特县的埃米尔填埋场是美国最大的填埋场之一,号称“危废填埋场中的凯迪拉克”。

在危废填埋之前,必须无害化处理和减量处理,这方面美国的主流技术包括将危险废物经过预处理后送入回转窑焚烧,以及主要用来处理医疗废物的高温蒸汽灭菌处理技术和微波处理技术。除了这些主流技术,其他用于商业运营的危废处理技术还有等离子体气化技术、湿空气氧化技术、熔融焚烧技术、水泥固化与填埋技术、离心分离技术、电解氧化技术等。号称“第三代”固废处理技术的等离子体气化技术,目前正在发达国家逐渐普及。

等离子体气化技术前景光明

国内外大多危废处置企业使用的回转窑焚烧技术,只能达到50%~70%的减量效果,而且并不能彻底解决危废的无害化处置难题:挥发性金属随着烟尘排除形成新的污染物,非挥发性金属则沉积在炉渣中增加了处理成本。种种现实难题促使人们将原本应用于航天领域的等离子体气化技术,应用到危废和城市垃圾处理领域。该技术“小试牛刀”,结果在处理城市固体垃圾、危废、电子废弃物和含重金属有毒化工浓缩液等方面都大获成功。近年来,美国、日本、瑞士、法国、加拿大、瑞典、英国和澳大利亚等国,均建成了用等离子体气化技术处置危废的项目。mqcg 

从填埋、焚烧到等离子体气化,用“航天技术”处理危废技高一筹

Alter NRG公司的等离子体气化熔融炉示意图,该公司2015年被我国湖北省阳光凯迪新能源公司收购

从技术细节上看,等离子体气化技术的核心部件“熔融气化炉”,是一种能产生高强度热源的专业超高温热处理设备,该设备的大功率火炬产生的等离子体温度可达2000℃~5000℃,不但能将各种危废(甚至芥子气等化学武器)瞬间气化裂解和分解,生成的合成气还可以再次利用(发电),数量很少的废渣凝固成玻璃体后能用来制造建筑材料,可谓一举多得。等离子体气化技术在减容、减重方面效果非常好,从而减少了填埋用地,再加上残渣资源可回收,可谓环保与经济效益“双丰收”,受到越来越多国家的欢迎。

从填埋、焚烧到等离子体气化,用“航天技术”处理危废技高一筹

利用等离子体气化技术处理后生成的玻璃体残渣,还能用作建筑原材料。

今年4月,我国在等离子体气化技术方面也取得新突破,国内首套等离子体炉渣气化熔融技术在西安市研制成功。这项技术由中国航天科技集团六院11所源动力公司自主研发,填补了国内危废领域炉渣无害化处理的空白,标志着该项技术在国内正式进入工程应用阶段。此外,我国湖北的阳光凯迪公司在2015年收购了在国际等离子体气化领域具有领先优势的加拿大Alter NRG公司。这都预示着,等离子体气化技术在我国危废处理领域很可能将大展身手。

(本文写作中参考了美国环保署和联合国人道事务协调办公室地区综合信息网等网站的信息,在此一并致谢。)

【环境百科】

危废

危废,全称“危险废物”,指在操作、储存、运输、处理或处置不当时,会对人体健康或环境带来危害的废物。根据《国家危险废物名录》的定义,具有下列情形之一的固体废物或液态废物,均可列入危险废物:

具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或者感染性等一种或几种危险特性的;不排除具有危险特性的,可能对人体健康或环境造成有害影响,需要按照危险废物进行管理的。

根据2016年由当时环境保护部、发改委、公安部联合发布的《国家危险废物名录》规定,有46大类479中危险废物。很多人都觉得,危险废物大多来自化工厂、冶炼厂等,然而,根据《国家危险废物名录》规定,医疗废物、家庭过期药品,以及处理不当的生活垃圾,都是危废。处置时稍有不慎,就承担法律责任,涉及危废犯罪,最高可判处死刑。(江凌云/整理)

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责编:郑挺颖

网编:吴燕芳