水泥窯協同處置危險廢物的煙氣污染物排放特性探究

　　危險廢物具有易燃易爆性以及反應性等，會對環境和人體造成極大危害影響。在出現危害性之后將造成嚴重后果。水泥窯協同處置危險廢棄物已經被廣泛應用到發達國家中。盡管我國意識到危險廢棄物對生態環境與人類發展的影響，但是現有的危險廢物焚燒廠無法滿足凈化要求。當前，我國在研究與處理水泥窯協同處置污染物排放特性中還存在較多問題，且關于該固廢處理技術的認知存在差錯，因此必須密切監測水泥窯協同處置污染物排放情況，評價不同種類廢棄物的可靠性與安全性。

　　1、材料與方法

　　1.1處理工藝

　　此次所選取的水泥生產線為干法水泥窯，均配置分解爐與預熱器。在經過生料磨投加之后，能夠流經懸浮預熱器、分解爐、回轉窯以及熱鍋爐，之后從煙囪徘出。水泥生產線中的液體危險廢棄物由主燃燒器進入水泥窯焚燒系統，非揮發性廢物由分解爐進入到焚燒系統中。為了將煙塵徹底排出，需要將布袋除塵器安裝在生產線窯尾，且煙氣溫度在80攝氏度和150攝氏度之間。在密封廠房內接收和存儲危險廢棄物，通過負壓操作將煙氣送回至水泥窯進行焚燒處理。處理期間不會排出異味氣體。

　　1.2設計實驗

　　在本次實驗中，水泥生產線生產負荷均在100%。工況一：水泥生產線為熟料，采樣時采用有機類廢液處理與非揮發性廢物處理機制。包含焚燒飛灰、表面處理廢物以及有色金屬冶煉廢物等非揮發性廢物。窯尾除塵器的煙氣出口溫度在80攝氏度，流通速度為每秒14m。工況二：水泥生產線為熟料，采樣過程中水泥窯處置存在含鎳廢物、有機溶劑以及醫療廢物等。窯尾除塵器的煙氣出口溫度在125攝氏度，流通速度為每秒13.2m。工況三：水泥生產線為熟料，窯尾除塵器的煙氣出口溫度與流通速度與工況二一致。

　　采樣位置為窯尾除塵器，主要是對汞、煙塵、氟化物以及二氧化硫和二噁英等物質進行監測。不同工況采樣次數為2次，樣品采集時間間隔為1h，監測結果選取平均值。二噁英采集次數為2次，樣品采集時間間隔為2h，在對濃度測定之后需要對二噁英毒性量濃度進行計算。通過對不同污染物排放因子的計算，能夠對不同生產線危險廢棄物排放水平進行處置。

　　1.3分析方法

　　在采集二噁英之后實施索氏提取，在進行過濾處理之后需要合并抽濾液與沖洗液，以此實現液液萃取。樣品萃取液進行活性炭凈化處理、多層硅膠柱凈化以及濃硫酸酸洗，之后應用氣象色譜柱與質譜儀進行定量分析。其他監測物監測方法應當按照標準方法進行。針對二氧化硫與氮氧化合物采用定電位電解法，對于氟化物采用離子選擇電極法。汞采用冷原子熒光光度法。

　　2、 結果與討論

　　2.1窯尾煙氣污染物排放特性

　　按照此次研究結果顯示，工況一和工況二排放煙塵為10.28mg/Nm3，4.48mg/ Nm3，低于標準限值。水泥窯為堿性環境，所以氟化物與二氧化硫等酸性氣體的濃度比較低。通過比較現有研究可以看出，此次二氧化硫監測結果比較低。氯和氟含量會對水泥品質造成極大影響。所以此種協同處理方法必須對氯和氟含量進行嚴格控制。水泥窯的堿性環境會降低物料氯和氟含量對二噁英排放濃度的影響。水泥窯中最常見的污染物就是氮氧化合物，在此研究中，A水泥廠的氮氧化合物質量濃度為395mg/ Nm3，低于標準限制。由于在水泥廠內配置非催化還原脫硝裝置，因此B水泥廠的氮氧化合物質量濃度為176mg/ Nm3。其次，不同水泥廠生產線重金屬排放低于標準限制。水泥窯生產系統比較特殊，多數重金屬能夠固定在熟料中，所以物料中重金屬含量比較小，能夠直接分散到大氣中。

　　兩個水泥廠的二噁英排放值均低于國家排放限值。通過對我國某水泥廠水泥窯處理煙氣中的二噁英排放情況，發現二噁英的排放值低于國家標準值。從上述分析能夠看出，在標準工況下，水泥協同處置危險廢棄物不會增加二噁英排放濃度。由于固廢處理需要遵循減量化與資源化要求，所以在處理危險廢物堆積問題時還是采用焚燒方法。危廢焚燒所排放的二噁英濃度比水泥窯協同處理排放的濃度高。按照國內學者對醫療廢物二噁英排放情況進行監測，結果顯示，焚燒爐煙氣中的二噁英濃度明顯高于標準限值。按照當前研究報道可知，水泥窯協同處置固廢前后不會對環境造成較大影響，還會使部分污染物排放量降低。所以相比于焚燒爐處理方法來說，水泥窯協同處置技術所排放的二噁英濃度明顯較低。同時，窯尾煙氣凈化系統的運行效果也會對污染物排放水平造成影響，所以必須確保凈化系統運行穩定，以此降低污染物排放濃度。

　　從上述分析可知，兩個水泥生產廠協同處置危險廢物時，煙氣污染物排放濃度低于標準限值，并且通過協同處置技術不會增加污染物排放。現階段，我國水泥廠主要是按照國際標準優化改造水泥窯技術工藝，配置雙系列分解爐和預熱器。當危險廢棄物進入到水泥窯之后，固體和氣體燃燒溫度高，停留時間長，實現徹底燃燒和分解廢物，以此降低污染物排放濃度。此外，由于水泥窯為堿性環境，能夠降低二噁英與二氧化硫物質排放。水泥廢氣處理系統和工業燒成系統的吸附性比較高，且存在收塵與沉降處理功能，能夠有效收集殘渣和飛灰，將其集中到水泥生產系統中，此時二噁英與重金屬將不會造成再次擴散。其次，危險廢棄物處理量占比比較小，質量分數在4%以下，因此在應用水泥窯協同處理危險廢棄物時，不會影響水泥品質，也不會干擾水泥廠正常運行。在生產期間，殘渣與飛灰屬于熟料中的關鍵部分，能夠替代燃煤所產生的能量，以此實現節能環保效果。

　　2.2協同處置危廢前后窯尾煙氣中二噁英排放水平

　　B水泥廠在沒有應用協同處置危廢技術前，二噁英排放值在0.020ng/ Nm3；在實施協同處置危廢技術之后，二噁英排放值在0.010ng/ Nm3。但是，國外學者在水泥窯協同處置危廢前后，比較分析了煙氣中二噁英的排放率，結果顯示，二噁英排放率存在上升趨勢。在水泥生產技術成熟發展過程中，也相應提升了煙氣凈化水平，協同處理危險廢棄物不會對水泥窯煙氣污染物排放造成較大影響。所以，在確保水泥窯煙氣凈化系統穩定運行下，通過水泥窯協同處置技術不會影響二噁英排放。

　　3、結束語

　　綜上所述，此次研究對不同水泥廠危險廢棄物排放中煙氣污染物特性進行分析，并且對水泥協同處理危險廢棄物之前與之后的二噁英毒性濃度進行分析，結果顯示，采用此種處理技術所產生的污染物排放濃度明顯低于排放限制。