持久性有機污染物廢物要怎么處置?

本文內容主要來自國際消除持久性有機污染物聯盟(IPEN) 的技術顧問  Lee Bell  ,于4月28日在 BRS COPs(化學品管理三大公約締約方大會)會前的 NGO代表大會上所做的關于 《處理持久性有機污染物廢物的非焚燒技術》的分享。

在了解持久性有機污染物(POPs)廢物的處理技術之前,我們先通過下面這個視頻學習下何為 POPs,POPs 有什么危害吧。

 

目前,對于已經產生的含有 POPs 成分的廢物,有兩種處理方法,一種是焚燒,一種是非焚燒。

《斯德哥爾摩公約》明確指出“以銷毀其持久性有機污染物成分或使之發生永久質變的方式予以處置,從而使之不再顯示出持久性有機污染物的特性”是衡量含有 POPs 成分的廢物被處理的指標。

而焚燒方法,明顯不符合公約對處理含有 POPs 成分的廢物的初衷,因為在焚燒的過程中也會產生無意產生的持久性有機污染物(UPOPs),例如氯化二噁英和呋喃,它們會被排放到空氣中,并從燃燒設備的煙道氣清潔殘余物中釋放出來。焚化爐還會通過灰渣釋放出二噁英,這正導致食物鏈污染的原因之一。水泥窯也屬于焚燒的方式,最近,奧地利的一座燃燒六氯苯(HCB)廢棄物的現代水泥窯污染了克恩頓州的哥許尼茨山谷,導致飼料、牛、牛奶和人體內發現六氯苯,數百頭奶牛被殺死以防止牛奶污染,800 噸乳制品被銷毀。

非焚燒的方式包括氣相化學還原法、超臨界水氧化法、Hydrodec、堿催化脫氯法、球磨法、鈉還原法……由于其設備是通過化學或機械方式運行,不會產生更多的持久性有機污染物。由此,經過聯合國專家評估認為它們適合用于發展中國家。

 

 

 

氣相化學還原法通過在高溫(約 875℃)和低壓下使用氫氣來實現有機化合物的熱化學還原。將受污染的散裝固體材料置于名為熱還原間歇式處理器(TRBP)的密閉室中,持久性有機污染物在此被熱解吸并通過加熱的氫氣運送到反應器中。液態持久性有機污染物被預熱并直接注入熱還原間歇式處理器。工藝殘留物包括適于工業排放的洗滌液和洗滌水,以及被凈化并適于填埋的固體材料如金屬桶等。排放物主要是氯化氫、甲烷和苯等碳氫化合物。在線質譜儀可以分析反應器排出的所有氣體以確保完全脫氯,然后在經過氯化氫洗滌之后,氣體可以完全再循環,或在反應器和鍋爐燃料進料之間分配。該系統以模塊式、移動式和固定式運行,包括移動式熱還原間歇式處理器,以完成持久性有機污染物影響地點的現場凈化。成本約為現代化垃圾焚化廠的 10%。

超臨界水氧化法超臨界系統通常將廢棄物與水和氧氣一起注入塔中,把它們混合加熱并壓縮到超臨界點。系統完全封閉。該相的水的屬性是分子動能升高,具有高反應性,并且與氧結合,能氧化破壞有機廢棄物。反應產物是氮氣、水和二氧化碳。氯化持久性有機污染物的破壞導致產生更多鹽酸。超臨界水氧化法的主要優勢包括:排放量極低;成本低;破壞效率高;在偏遠地區使用時,所需的相關資源(催化劑)少。

 

HydrodecHydrodec 工藝基于填充床催化反應器(分散在石蠟油中的氫氣和鈀碳(Pd/C)催化劑)中的廢油的溫和氫化,在中等溫度和壓力下工作。在工藝條件下,氫與油本身所含的雜原子反應,并且還與存在的任何有機氯反應。貴金屬催化劑雖然有效,但我們已經知道油中的硫等污染物容易使其中毒。Hydrodec 公司的開發人員通過使用一種清除氯化氫的專有添加劑克服了這個問題,并確保產生的鹽酸不會導致催化劑降解,并可減少催化劑表面的烴裂化反應。

堿催化脫氯法:堿催化脫氯技術分為兩步。第一步是使用間接熱解吸(直接熱解吸導致過量污染的廢氣,其處理成本昂貴),利用連續工藝從持久性有機污染物污染的基質(例如建筑碎屑、土壤或沉積物)中提取此類物質。第二步是對第一步解吸出的濃縮或純持久性有機污染物實施間歇式處理,在加熱攪拌式液體反應容器中破壞持久性有機污染物。該步驟涉及氫轉移反應。載體油充當氫供體和氫氧化鈉的懸浮介質。將油加熱至326℃(氫氧化鈉熔點)并加入氫氧化鈉、某種試劑和解吸出的濃縮持久性有機污染物。在放熱條件下,氫從供體油中脫離并氫化持久性有機污染物的結合氯(假設是氯化持久性有機污染物)。在專有試劑的配合下,反應產生水蒸氣和氯化鈉。在對反應予以評估后,將油和污泥從反應器中傾倒出來,并將油再循環進入下一次間歇式處理。污泥可被中和以便填埋或用于處理酸性廢水。

球磨法該技術是一種機械化學應用,它將機械沖擊與化學試劑結合起來,對氯化底物(如多氯聯苯或殺蟲劑)產生還原反應。目標是實現持久性有機污染物垃圾的還原脫鹵。把持久性有機污染物污染的廢棄物與堿金屬化合物一起放入球磨機裝置中,堿金屬化合物充當氫供體并被劇烈振動以攪拌鋼球、試劑和廢棄物組成的混合物。該工藝在室溫和密閉容器中進行,無需加熱。沒有任何工藝氣體需要管理,從而避免釋放有害的有機化合物。持久性有機污染物垃圾中的氯被轉化為無機化合物——氯化鈣或羥基氧化鈣。

鈉還原法該工藝涉及使用礦物油載體中的分散金屬鈉來還原多氯聯苯。其主要用途是從有源變壓器中原位移除多氯聯苯,使變壓器能夠在凈化狀態下繼續運行而不損失礦物油的介電能力。該工藝的產物包括氯化鈉、油、堿性水和不再鹵化的聚聯苯。

 

無毒先鋒認為,對于已經產生的 POPs 廢物,不論是焚燒還是非焚燒技術,都有不少的技術風險,也要付出昂貴的經濟代價。最好的解決方案是,不再繼續生產和排放 POPs 物質。

注:國際消除持久性有機污染物聯盟(IPEN,International POPs Elimination Network)是一個關注公共健康、環境保護及其他領域的全球性非政府組織聯盟。1998年,該組織成立之初,是為了給國際 NGO 提供一個通力合作的平臺,以推動斯德哥爾摩公約的形成。2001年5月,當斯德哥爾摩公約被采用時,IPEN 適時調整其使命,“通過有效推動成員組織開展的地方、國內及國際行動,以促進消除持久性有機污染物和其它有毒物質的行動”。目前,IPEN 已經與 65 個國家的近 400 個非政府組織攜手工作。

《持久性有機污染物垃圾銷毀之非焚燒方法: IPEN持久性有機污染物無害管理簡報》下載鏈接:

http://www.toxicsfree.org.cn/images/file/20190428101233633363.pdf

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