Disposición de residuos químicos

¡No sé si es fertilizante o desperdicio^^!

Déjame decirte:

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Las emisiones de desechos domésticos e industriales urbanos de mi país son particularmente enormes. Las emisiones diarias de Beijing alcanzan las 15.000 toneladas. Sólo el vertedero de basura de Wutai Zha en la ciudad de Wuhan tiene una capacidad de procesamiento diaria de 2.000 toneladas, y hay de 6 a 7 vertederos de basura similares en la ciudad de Wuhan. La producción anual de residuos a nivel nacional alcanza unos 150 millones de toneladas y la tasa de crecimiento es de aproximadamente el 9 [10]. En la actualidad, el principal método de tratamiento de basuras y residuos industriales en mi país es el vertedero. Cada año se ocupa una gran cantidad de tierra cultivada para la eliminación de basura. Utilizar chivos subterráneos para enterrar la basura es una buena forma de paliar la contradicción entre la escasez de tierra cultivada y la gran cantidad de tierra cultivada ocupada por vertedero.

Al enterrar los residuos domésticos y los residuos industriales en minas cercanas a las ciudades o donde hay una grave escasez de materiales de relleno, se puede rellenar y procesar la gofa de forma económica mientras que los residuos también se entierran, que es la lo mejor de ambos mundos.

Aunque nuestro país está desarrollando actualmente tecnología de incineración de residuos, la composición de nuestros residuos es diferente a la de países extranjeros. Los componentes no combustibles como las cenizas y el suelo representan más del 60% del contenido de residuos. Por tanto, el vertedero seguirá siendo durante algún tiempo el método de eliminación de residuos más importante en nuestro país. Para salvar la tierra, el vertido de basura en los vertederos tiene amplias perspectivas. En particular, los pozos con buenas condiciones de enterramiento, juntas y fisuras no desarrolladas o mala penetración se convertirán en uno de los vertederos ideales para desechos industriales radiactivos, desechos nucleares y desechos químicos después de un cierre y sellado adecuados.

Antes de 1996, Rusia había acumulado 640 millones de m3 de residuos nucleares, algunos de los cuales estaban en estado sólido, y contenían alrededor de 1,5 GCI de radiactividad activa (1 Ci = 37 G de desintegraciones/s. El valor de fuga de radiación del La central nuclear de Chernobyl tenía solo 50 ~ 250 MCi). Para construir cuevas subterráneas para enterrar desechos nucleares y evitar fugas de radiación, la Academia de Ciencias de Rusia ha realizado una ardua investigación y ha gastado enormes cantidades de fondos para investigación y construcción. La tendencia a utilizar cuevas subterráneas para enterrar residuos nucleares está aumentando en el mundo hoy en día. Países como Suecia, Alemania, Estados Unidos, Reino Unido, España y Bélgica han construido una o más cuevas subterráneas [3].

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Tecnología de eliminación de residuos sólidos [Repost]

El principio general del tratamiento y utilización de residuos sólidos es considerar primero la reducción y la utilización de recursos para reducir la cantidad de residuos sólidos. Después de considerar la cantidad de producción y emisiones, se considera un tratamiento adecuado para acelerar el ciclo de los materiales. Por muy perfecto que sea el tratamiento anterior, algunos materiales siempre quedarán, por lo que su disposición final es indispensable.

1. Método de reducción

Según estadísticas aproximadas, la tasa de utilización actual de recursos minerales en nuestro país es solo del 50-60%, la tasa de utilización de energía es solo del 30% y alrededor del 40-50% Si no se ejerce la eficiencia de la producción, se convierte en desperdicio, que no solo contamina el medio ambiente sino que también desperdicia muchos recursos valiosos. Lo mismo ocurre con otras industrias. Por lo tanto, existe un gran potencial para fortalecer la transformación tecnológica, mejorar la utilización de recursos y reducir la generación de residuos sólidos. Generalmente existen tres métodos de reducción:

1) Cambiando el diseño del producto, desarrollando nuevos productos que consuman menos materias primas y ahorrando materiales de embalaje, y reformando los procesos para fortalecer la gestión y reducir el desperdicio, a fin de reducir el producto. unidades de consumo.

2) Mejorar la calidad del producto, extender su vida útil y minimizar la posibilidad de abandono del producto y el número de reemplazos.

3) Desarrollar productos que puedan reutilizarse varias veces, de modo que los productos terminados puedan reciclarse para reemplazar los productos terminados que solo se pueden usar una vez, como envases y botellas para envasar alimentos.

2. Método basado en recursos

El método basado en recursos consiste en recuperar o extraer materiales y energía de los residuos sólidos a través de diversos métodos, y convertir los residuos en recursos, es decir, en mismos departamentos industriales u otros sectores industriales, logrando al mismo tiempo métodos para proteger el medio ambiente. Sus métodos específicos de utilización incluyen los siguientes aspectos:

1) Uso como materia prima industrial: como la recuperación de elementos metálicos a partir de relaves y escorias de chatarra.

La Oficina de Minería de Nanjing y otras unidades utilizan ganga de carbón con alto contenido de aluminio y bajo contenido de hierro para producir aluminio, amonio, vanadio, trióxido de aluminio, aluminio polimerizado, dióxido de silicio y otros productos, y extraen molibdeno, galio y uranio del filtrado restante, vanadio y germanio. y otros metales raros.

2) Valorización energética: Entre la ganga de carbón que se vierte cada año en nuestro país, más de 30 millones de toneladas de ganga de carbón tienen un poder calorífico superior a 6276kJ/kg, que puede utilizarse como combustible para ebullición. Hornos para generación de energía Hay más de 2.000 hornos de ebullición en el país y cada año se puede ahorrar una gran cantidad de carbón de alta calidad. Hegang, Benxi y otros lugares también utilizan ganga de carbón para producir gas y recuperar energía. Además, existen otros métodos de recuperación de energía como el vertedero, la incineración y la descomposición de residuos orgánicos para recuperar combustóleo, gas y biogás.

3) Uso como acondicionador del suelo y fertilizante: la práctica ha demostrado que el uso de cenizas volantes para mejorar el suelo tiene buenos efectos en suelos ácidos, suelos arcillosos y suelos débilmente salinos-alcalinos, y puede aumentar la producción de granos en un 10- 30%. También tiene un efecto de aumento del rendimiento de frutas y verduras. Alemania ha estudiado el uso de polvo de escoria de cobre como fertilizante para realizar pruebas de eficiencia de fertilizantes de cobre en plantas en macetas y campos. Los resultados muestran que todas las aplicaciones de polvo de escoria de cobre aumentan los rendimientos. Muchos experimentos y prácticas han demostrado que la escoria de pirita contiene una variedad de metales no ferrosos y puede usarse como fertilizante integral de oligoelementos, lo que también produce efectos obvios.

4) Utilización directa: como la utilización directa de diversos materiales de embalaje.

5) Como materiales de construcción: La escoria, la escoria y las cenizas volantes se pueden utilizar para fabricar cemento, ladrillos, materiales aislantes y otros materiales de construcción, y también se pueden utilizar como materiales de amortiguación para carreteras y cimientos.

El material tradicional de las paredes en mi país son los ladrillos de arcilla. Para producir 100 millones de ladrillos cada año, se necesitan 100 acres de tierra fértil y 10.000 toneladas de carbón. La producción anual de ladrillos de mi país alcanza los cientos de miles de millones. Esta es una gran amenaza para las preciosas tierras cultivadas de mi país, y la mayoría de los diversos desechos sólidos pueden llegar a la producción de materiales de construcción, lo cual es de gran importancia para proteger los recursos de la tierra y mejorar el medio ambiente.

3. Método de tratamiento

Los residuos sólidos son reducidos en volumen, inofensivos, estabilizados y seguros mediante métodos físicos, químicos y bioquímicos para acelerar la circulación de sustancias en el ambiente, reduce o elimina el medio ambiente. contaminación.

l Tratamiento físico: El tratamiento físico consiste en cambiar la estructura de los residuos sólidos mediante concentración o cambio de fase, convirtiéndolos en una forma que sea conveniente para su transporte, almacenamiento, utilización y eliminación. Los métodos de tratamiento físico incluyen compactación, trituración, clasificación, espesamiento, adsorción, extracción, etc. El tratamiento físico también se utiliza a menudo como medio importante para recuperar sustancias útiles de los residuos sólidos.

l Tratamiento químico: El tratamiento químico utiliza métodos químicos para destruir los componentes dañinos de los desechos sólidos para volverlos inofensivos o transformarlos en una forma adecuada para su posterior procesamiento y eliminación. Dado que las condiciones de reacción química son complejas y hay muchos factores que influyen, los métodos de tratamiento químico generalmente solo se utilizan para el tratamiento de residuos que contienen un solo componente o varios componentes químicos con propiedades similares. En el caso de los desechos mixtos, es posible que el tratamiento químico no logre el propósito previsto. Los métodos de tratamiento químico incluyen oxidación, reducción, neutralización, precipitación química y disolución química. Algunos desechos sólidos peligrosos también pueden producir residuos ricos en componentes tóxicos después del tratamiento químico, y los residuos deben desintoxicarse o eliminarse de manera segura.

l Tratamiento biológico: El tratamiento biológico utiliza microorganismos para descomponer la materia orgánica degradable en los residuos sólidos, logrando así inocuidad y aprovechamiento integral. Tras el tratamiento biológico, los residuos sólidos sufren importantes cambios de volumen, forma, composición, etc., facilitando su transporte, almacenamiento, aprovechamiento y eliminación. Los métodos de tratamiento biológico incluyen tratamiento aeróbico, tratamiento anaeróbico y tratamiento anaeróbico facultativo. En comparación con los métodos de tratamiento químico, el tratamiento biológico es generalmente más económico y se utiliza ampliamente. Sin embargo, el proceso de tratamiento lleva mucho tiempo y la eficacia del tratamiento a veces es inestable.

(1) Compostaje: Se basa en bacterias, actinomicetos, hongos y otros microorganismos ampliamente distribuidos en la naturaleza para promover artificialmente el proceso de transformación biológica de la materia orgánica biodegradable en humus estable. El producto del compostaje se llama compost y tiene muchas funciones, como mejorar la estructura del suelo, aumentar la capacidad de retención de agua del suelo, reducir la pérdida de nitrógeno inorgánico, promover la conversión del fósforo insoluble en fósforo fácilmente soluble, aumentar la capacidad amortiguadora del suelo y la eficiencia de los fertilizantes químicos. fertilizantes baratos y de alta calidad para mejorar el suelo.

Según la demanda de oxígeno de los microorganismos durante el proceso de compostaje, se puede dividir en dos métodos: compostaje anaeróbico y compostaje aeróbico.

El compostaje aeróbico se utiliza ampliamente debido a sus ventajas, como la alta temperatura de compostaje, la descomposición relativamente completa de la matriz, el ciclo de compostaje corto y el bajo olor. Según los diferentes métodos de compostaje, el compostaje aeróbico se puede dividir en dos métodos: compostaje abierto y compostaje rápido.

La producción de compost moderno suele constar de cinco procesos: pretratamiento, fermentación principal (fermentación primaria), postfermentación (fermentación secundaria), posprocesamiento y almacenamiento. Entre ellas, la fermentación principal es la clave de todo el proceso de producción. Las condiciones de fermentación, como la ventilación, la temperatura, la humedad, la relación carbono-nitrógeno, la relación carbono-fósforo y el pH, deben controlarse bien.

(2) Biogasificación: La biogasificación, también conocida como fermentación anaeróbica, es un proceso en el que la materia orgánica como carbohidratos, proteínas y grasas en los desechos sólidos se somete a múltiples procesos en un ambiente anaeróbico con temperatura controlada artificialmente. humedad y pH. Proceso mediante el cual se producen gases inflamables por acción de microorganismos. Esta tecnología es ampliamente utilizada en el tratamiento de lodos de depuradora urbana, residuos sólidos agrícolas y heces. No sólo desempeña un papel estable e inofensivo en los residuos sólidos, sino que, lo que es más importante, puede producir una energía que es fácil de almacenar y utilizar de forma eficaz. Se estima que las zonas rurales de mi país producen más de 500 millones de toneladas de paja cada año. Si la mitad se utiliza para producir biogás, se pueden producir entre 50 y 60 mil millones de m3 de biogás cada año. Se puede ver que la tecnología de biogasificación es una forma importante de controlar la contaminación y cambiar la estructura energética rural.

(3) Tecnología de sacarificación de celulosa residual: la sacarificación de fibra residual utiliza tecnología de hidrólisis enzimática para convertirla en glucosa monomérica, que luego se puede convertir en materias primas químicas mediante reacciones químicas o reacciones bioquímicas en proteínas unicelulares o Proteínas microbianas.

Se estima que la producción neta anual de celulosa en el mundo es de unos 100 mil millones de toneladas. El reciclaje de residuos de celulosa es un tema global muy importante. Japón y Estados Unidos han desarrollado con éxito procesos de sacarificación de fibras residuales. Actualmente es técnicamente viable, pero aún deben demostrarse los beneficios económicos. Es necesario explorar más a fondo cuestiones como cómo desarrollar métodos de tratamiento de bajo costo, encontrar mejores especies de enzimas, mejorar la capacidad de biodegradación unitaria de las enzimas y mejorar los procesos de fermentación.

(4) Conversión alimenticia de celulosa residual: tecnología de producción de proteína unicelular: esta tecnología no requiere un proceso de sacarificación, sino que utiliza fibra residual mediante la acción de microorganismos para producir directamente proteína unicelular o proteína microbiana. . En la actualidad, la tecnología de convertir la celulosa residual en alimento y producir proteína unicelular es factible, pero aún quedan muchos problemas por resolver para ser económicamente competitivos.

(5) Lixiviación bacteriana: las bacterias quimioautótrofas oxidan el hierro ferroso en hierro férrico (hierro férrico), oxidan el azufre y los sulfuros reductores en ácido sulfúrico para obtener energía y absorben dióxido de carbono, oxígeno y otros oligoelementos en el agua. (como N, P, etc.) se sintetizan en el citoplasma. Este tipo de bacteria crece en medios inorgánicos simples y puede tolerar altas concentraciones de iones metálicos e iones de hidrógeno. El proceso de utilizar esta característica fisiológica única de las bacterias quimioautótrofas para disolver ciertos metales de materiales minerales y luego extraer los metales de la solución de lixiviación se conoce comúnmente como lixiviación bacteriana. Este método se utiliza principalmente para procesar rocas residuales de mineral de cobre y uranio, como sulfuros de cobre y óxidos en general (Cu2O, CuO), y recuperar cobre y uranio. También tiene perspectivas de aplicación para manganeso, arsénico, níquel, zinc, molibdeno y algunos elementos raros. En la actualidad, la lixiviación bacteriana se ha utilizado ampliamente industrialmente en el país y en el extranjero.

l Tratamiento térmico: El tratamiento térmico consiste en destruir y cambiar la composición y estructura de los sólidos a través de altas temperaturas, logrando al mismo tiempo el propósito de reducción de volumen, inocuidad o utilización integral. Los métodos de tratamiento térmico incluyen incineración, pirólisis, oxidación húmeda, tostación, sinterización, etc.

(1) Tratamiento de incineración: El tratamiento de incineración convierte los componentes combustibles en sólidos en residuos inertes a altas temperaturas (800-1000°C) mientras recupera energía térmica. Esto es muy importante para un mundo en medio de una crisis. Sin duda juega un papel importante, y esta es también la razón por la que esta tecnología se ha utilizado ampliamente en los países desarrollados en los últimos años. Mediante la combustión, el volumen de residuos sólidos se puede reducir aún más. Después de la combustión, el volumen de residuos municipales se puede reducir entre un 80% y un 90% y el peso se puede reducir entre un 75% y un 80%. Al mismo tiempo, varios patógenos pueden reducirse. eliminarse por completo y eliminarse las fuentes de corrupción.

Por el contrario, el tratamiento por incineración tiene las siguientes características: lt; 1gt; la incineración ocupa un área pequeña; 2gt; la incineración trata la basura a fondo y el riesgo de contaminación secundaria es pequeño; clima y no se ve afectado por el clima; lt; ;4gt;La incineración se puede instalar cerca de la fuente de basura, ahorrando costos de transporte;lt;5gt;La incineración tiene una amplia gama de aplicaciones Además de los desechos municipales, muchos desechos municipales. También se puede purificar mediante incineración. Sin embargo, el tratamiento de combustión también tiene desventajas obvias. En primer lugar, todavía hay contaminación secundaria y la combustión aún requiere la descarga de cenizas y gases residuales. En particular, las "dioxinas" que han aparecido en los últimos años son 1.000 veces más tóxicas que el cianuro, lo que preocupa a la gente; en segundo lugar, los costos unitarios de inversión y operación de tratamiento son altos; en tercer lugar, existen ciertos requisitos para los residuos, es decir, Su poder calorífico es al menos superior a 4000 kJ/kg. Por lo tanto, para los países económicamente subdesarrollados, los residuos municipales difícilmente pueden cumplir con este requisito, por lo que es difícil promover ampliamente su uso.

La combustión generalmente pasa por procesos como deshidratación, desgasificación, ignición, combustión y extinción. Hay tres factores principales que controlan este proceso, a saber, el tiempo, la temperatura y el grado de mezcla turbulenta del combustible y el aire (comúnmente conocido como las tres T). En general, se cree que el tiempo de combustión es aproximadamente proporcional al cuadrado del tamaño de las partículas de los residuos sólidos. Cuanto más finas son las partículas, mayor es el área de contacto con el aire, más rápida es la combustión y más corto es el tiempo de residencia. de los residuos. Además, cuanto mayor sea la concentración de oxígeno durante la combustión, mayor será la velocidad y la calidad de la combustión. Por lo tanto, debe haber suficiente flujo de aire en el combustible. Cuanto mayor sea el grado de mezcla turbulenta del combustible y el aire, más beneficioso será para la combustión. .

En términos generales, el proceso de combustión incluye 12 sistemas principales, como almacenamiento de residuos sólidos, pretratamiento, sistema de alimentación, cámara de combustión, control de contaminación y emisiones de gases de escape, eliminación de escoria, seguimiento y pruebas, y recuperación de energía.

(2) Pirólisis: La pirólisis consiste en calentar materia orgánica a alta temperatura (500 ~ 1000 ℃) en condiciones anaeróbicas o anóxicas para descomponerla en tres tipos de productos: gas, líquido y sólido. gases como hidrógeno, metano, mezclas de hidrocarburos y monóxido de carbono; los líquidos incluyen fuel oil que contiene metanol, acetona, ácido acético, acetaldehído, etc.; los sólidos son principalmente carbono sólido. La principal ventaja de este método es que puede convertir la materia orgánica de los desechos en combustible útil que es fácil de almacenar y transportar, y tiene menos emisiones de gases de cola y residuos. Es una tecnología de tratamiento y recurso poco contaminante.

(3) Oxidación húmeda: La oxidación húmeda también se denomina método de combustión húmeda. Se refiere al rápido proceso de oxidación de materiales orgánicos bajo temperatura y presión adecuadas en presencia de un medio acuoso. Los materiales orgánicos deben estar en estado fluido y pueden agregarse al sistema de oxidación húmeda mediante una bomba. Dado que el proceso de oxidación de la materia orgánica es un proceso exotérmico, una vez iniciada la reacción, ésta procederá automáticamente bajo la acción del calor liberado por la oxidación de la materia orgánica sin necesidad de añadir combustible auxiliar. Los gases de escape contienen principalmente dióxido de carbono, nitrógeno, exceso de oxígeno y otros gases, y la fase líquida incluye sales metálicas residuales y materia orgánica que no ha reaccionado completamente. El grado de oxidación de la materia orgánica depende de la temperatura de reacción, la presión y el tiempo de residencia de los residuos en el reactor. El aumento de la temperatura y la presión puede acelerar la velocidad de reacción y aumentar la tasa de conversión de DQO, pero la temperatura máxima no puede exceder la temperatura crítica del agua.

l Tratamiento por microondas: Los últimos resultados de las investigaciones muestran que la tecnología de microondas se puede aplicar con éxito en el tratamiento de residuos radiactivos, descontaminación de suelos, petróleo crudo industrial, lodos, etc. Aunque todavía se encuentra en la etapa de investigación de laboratorio, los expertos relevantes señalan que la tecnología de microondas definitivamente podrá ejercer su potencial en aplicaciones de tratamiento de residuos en el futuro.

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