CN117862185A - 一种含六溴环十二烷污染土的处置方法 - Google Patents

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韩晓宁
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Beijing Jinyu Group Co ltd
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Beijing Jinyu Group Co ltd
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Abstract

本发明涉及环境保护与资源化利用技术领域，尤其涉及一种含六溴环十二烷污染土的处置方法。处置方法包括基于热脱附法水泥窑协同处置方法或基于SMP水泥窑协同处置方法。本发明一种含六溴环十二烷污染土的处置方法针对含HBCD污染土的理化特性及前期在水泥窑协同处置废弃物方面的经验，开发水泥窑分质处置含六溴环十二烷污染土的方法，在生产水泥熟料的同时焚烧含HBCD污染土，使有毒的HBCD转化为无害的无机物被再次利用。

Description

一种含六溴环十二烷污染土的处置方法
技术领域
本发明涉及环境保护与资源化利用技术领域，尤其涉及一种含六溴环十二烷污染土的处置方法。
背景技术
六溴环十二烷(hexabromocyclododecane，HBCD)又名1，2，5，6，9，10六溴环十二烷(1，2，5，6，9，10-hexabromocyclododecane)，是一种高溴含量的脂环族添加型阻燃剂，它是作为其他溴代阻燃剂的替代品出现，得到了广泛的应用。
HBCD本身具有毒性，且环境介质中的HBCD很容易进入生物体内，大量的HBCD长期累积还可能存在致癌风险。目前的研究普遍认为HBCD对水生生物的危害较大，对陆生生物的危害较小。HBCD燃烧不完全的情况下会产生多溴代二苯并二恶英(PBDD)及多溴代二苯并呋喃(PBDF)等有毒物质。我国从上世纪90年代初大量使用HBCD作为建筑外墙保温板材的阻燃剂，但这些材料也将于未来20-50年过期，如果无法规范处置，将会为地球和人类健康带来不容忽视的潜在风险。另外，生产HBCD过程或多或少会对土壤造成一定的污染，对这些含HBCD的污染土的治理是需要优先考虑的。
目前针对含HBCD的污染土的治理还没有有效的方法，因此，能提出一种针对含HBCD的污染土的处置方法很有必要。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提出一种含六溴环十二烷污染土的处置方法。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种含六溴环十二烷污染土的处置方法，包括基于热脱附法水泥窑协同处置方法或基于SMP水泥窑协同处置方法。
上述方案中，水泥窑协同处置技术利用水泥回转窑高温、长时间停留、碱性和无废渣排放的特点，在生产水泥熟料的同时焚烧固体废物。在水泥窑的高温条件下，废物中的有机污染物转化为无机物。本发明针对含HBCD污染土的理化特性及前期在水泥窑协同处置废弃物方面的经验，开发水泥窑分质处置含六溴环十二烷污染土的方法，在生产水泥熟料的同时焚烧含HBCD污染土，使有毒的HBCD转化为无害的无机物被再次利用。本发明的处置方法可满足不同类型水泥企业处置含HBCD的污染土的需求。
进一步地，当含六溴环十二烷污染土的处置量大于10t/d时，采用基于热脱附法水泥窑协同处置方法；当含六溴环十二烷污染土的处置量小于或等于10t/d时，采用基于SMP水泥窑协同处置方法。
进一步地，基于热脱附法水泥窑协同处置方法包括如下步骤：
步骤(1)：将水泥窑窑头热源烟气通入热脱附系统的烟室，将含六溴环十二烷污染土投入至热脱附系统的烟室进行热脱附处理；
步骤(2)：经热脱附处理后的热源烟气经旋风分离除尘后进入篦冷机，再经篦冷机进入水泥窑系统中；旋风分离产生的固体物料与热脱附处理后的污染土合并后通过收集转运系统进行物料储存；
优选地，基于热脱附法水泥窑协同处置方法还包括步骤(3)：储存的物料通过生料配料系统后进入熟料煅烧环节。
上述方案中，基于热脱附法水泥窑协同处置含六溴环十二烷污染土技术路线中，将窑头热源引入到热脱附系统中，热源烟气与污染土顺向流动。经过换热后的烟气经旋风分离除尘后进入篦冷机，旋风分离产生的固体物料与热脱附后污染土合并后通过收集转运系统进行物料储存。热脱附后的污染土通过生料配料系统后进入熟料煅烧环节，或作为其他利用途径，能实现废物再利用的目的。
进一步地，步骤(1)中，步骤(1)中，相对于所述污染土的处理量，所述热源烟气的使用量为600-850Nm3/t。
进一步地，步骤(1)中，所述热源烟气的温度为600-1100℃，优选为800-1000℃；
和/或，经热脱附处理后的热源烟气的温度≥120℃，优选为120℃-150℃；
和/或，所述热脱附处理的时间≥10s，优选为10-60s。
进一步地，步骤(1)中，所述热源烟气与所述污染土顺向流动进入到所述热脱附系统的烟室；所述热脱附系统的烘干机为带有倾斜角度的回转窑，热脱附处理过程中，烘干机逆时针旋转。
进一步地，基于SMP水泥窑协同处置方法包括如下步骤：
将工业废弃物和含六溴环十二烷污染土转移到浆渣池，再通过抓斗将浆渣池中的废弃物转移到破碎系统中进行破碎；经破碎后的废弃物与不可燃废液在混合器中混合成浆体后由柱塞泵泵送至分解炉中进行分解。
基于SMP水泥窑协同处置含六溴环十二烷污染土技术路线中，SMP为破碎-混合-泵送系统简称。本发明的处置方法分别将工业废弃物和含HBCD污染土转移到浆渣池中，然后通过抓斗将浆渣池中的废弃物转移到破碎系统中。经破碎后的废弃物与不可燃废液在混合器中混成浆体状态后由柱塞泵泵送到分解炉中分解，分解产生的烟气可以进入水泥窑系统，最后汇入到了窑尾排放烟囱中，分解后的组分还包括SiO2、Al2O3、CaO和Fe2O3等，可以通过生料配料系统后进入水泥熟料煅烧环节，能实现废物再利用的目的。工业废弃物能够与含HBCD污染土形成合适的物料配伍，能保证污染土中HBCD能充分被处理，因为分解炉停留时间毕竟短，HBCD含量如果多，会因为来不及充分燃烧而产生污染物，不可燃废液能使含HBCD污染土和工业废弃物形成合适的浆料，以在泵送时形成合适的泵送压力，有利于浆料的泵送。
不可燃废液一般来源于无机重金属溶液、无机酸、碱溶液、切削液、电镀废液、碱洗或酸洗废液、磷化废液、圾渗滤液、不可燃高浓度(BOD、COD)废液等。
进一步地，所述工业废弃物为惰性废弃物；所述工业废弃物和所述污染土的质量比为(4-10):1，优选为(6-8):1。
选择工业废弃物为惰性废弃物，能保证工业废弃物与含HBCD污染土在混合和分解过程中不发生化学反应。
进一步地，泵送速率为1t/h-3t/h，优选为2t/h；和/或，所述泵送的压力为20-100bar，优选为30-80bar，更优选为45-75bar。
进一步地，泵送至分解炉的中下部进行分解；和/或，所述分解的温度为850-1000℃，优选为850-920℃，时间为1s-5s。
为了达到充分处置的效果，进一步地，含六溴环十二烷污染土的处置量为0.1-0.4吨/小时，优先控制处置量范围为0.1-0.3吨/小时。
进一步地，工业废弃物的处置量0.1-10吨/小时，优先控制处置量范围为0.1-5吨/小时。
进一步地，每小时通过SMP系统进入分解炉中的六溴环十二烷总量不高于4kg，最佳控制在0-3kg。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明一种含六溴环十二烷污染土的处置方法针对含HBCD污染土的理化特性及前期在水泥窑协同处置废弃物方面的经验，开发水泥窑分质处置含六溴环十二烷污染土的方法，在生产水泥熟料的同时焚烧含HBCD污染土，使有毒的HBCD转化为无害的无机物被再次利用用于水泥熟料的生产或其他用途。本发明的处置方法可满足不同类型水泥企业处置含HBCD的污染土的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明实施例1基于热脱附法水泥窑协同处置含六溴环十二烷污染土的流程图；
图2为本发明实施例2基于SMP水泥窑协同处置含六溴环十二烷污染土的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中，含六溴环十二烷污染土来源于某生产HBCD工厂内的污染土，工业废弃物来源于水性漆渣，不可燃废液来源于电镀废液。
实施例1
本实施例提供一种含六溴环十二烷污染土的处置方法，其流程图如图1所示，具体包括如下步骤：
步骤(1)：将水泥窑窑头热源烟气(烟气温度为850℃)按8500Nm3/h的速率从热脱附系统烟室引入到热脱附系统中，含HBCD污染土(室温)从热脱附系统的喂料系统(12t/h)送至烟室，热源烟气与含HBCD污染土顺向流动进入到热脱附系统烘干机中开始进行热脱附处理30s。热脱附系统烘干机为带有倾斜角度的回转窑，热脱附过程烘干机逆时针旋转。
热脱附处理后的污染土中HBCD去除率＞99.99％，HBCD含量低于0.001mg/kg。
步骤(2)：经过热脱附处理后的温度为120℃的热源烟气经旋风分离除尘后进入篦冷机，再经篦冷机进入水泥窑系统中，经历高温环境及多次换热及收尘过程后最终进入窑尾排放烟囱中，经检测窑尾排放烟气中PCDD/Fs和PBDD/Fs的排放的毒性当量浓度小于0.1ng TEQ/Nm3。旋风分离产生的固体物料与热脱附处理后的污染土合并后通过收集转运系统进行物料储存。
步骤(3)：将储存的物料通过生料配料系统后进入水泥熟料煅烧环节。将烧成的水泥熟料进行物理性能检测，水泥熟料的各物理性能指标均符合要求，与其他生产线未掺入储存的物料的水泥熟料无明显区别。
实施例2
本实施例提供一种含六溴环十二烷污染土的处置方法，其流程图如图2所示，具体包括如下步骤：
分别将工业废弃物和含HBCD污染土转移到浆渣池中(工业废弃物与HBCD质量比为7:1)，然后通过抓斗将浆渣池中的废弃物转移到破碎系统中。
经破碎后的废弃物与不可燃废液在混合器中混成浆体状态后由柱塞泵泵送(泵送速率为2t/h，泵送压力为60bar)到分解炉(中段偏下位置)中在850-920℃下分解2s。
分解产生的烟气经历高温环境及多次换热及收尘过程后最终进入到窑尾排放烟囱中，窑尾排放烟气中PCDD/Fs和PBDD/Fs的排放的毒性当量浓度小于0.1ng TEQ/Nm3。含HBCD污染土分解后的组分还包括SiO2、Al2O3、CaO和Fe2O3等，可以通过生料配料系统后进入水泥熟料煅烧环节。将烧成的水泥熟料进行物理性能检测，水泥熟料的各物理性能指标均符合要求，与其他生产线未掺入分解后的组分的水泥熟料无明显区别。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种含六溴环十二烷污染土的处置方法，其特征在于，包括基于热脱附法水泥窑协同处置方法或基于SMP水泥窑协同处置方法。
2.根据权利要求1所述的处置方法，其特征在于，当含六溴环十二烷污染土的处置量大于10t/d时，采用基于热脱附法水泥窑协同处置方法；当含六溴环十二烷污染土的处置量小于或等于10t/d时，采用基于SMP水泥窑协同处置方法。
3.根据权利要求2所述的处置方法，其特征在于，基于热脱附法水泥窑协同处置方法包括如下步骤：
步骤(1)：将水泥窑窑头热源烟气通入热脱附系统的烟室，将含六溴环十二烷污染土投入至热脱附系统的烟室进行热脱附处理；
步骤(2)：经热脱附处理后的热源烟气经旋风分离除尘后进入篦冷机，再经篦冷机进入水泥窑系统中；旋风分离产生的固体物料与热脱附处理后的污染土合并后通过收集转运系统进行物料储存；
优选地，基于热脱附法水泥窑协同处置方法还包括步骤(3)：储存的物料通过生料配料系统后进入熟料煅烧环节。
4.根据权利要求3所述的处置方法，其特征在于，步骤(1)中，相对于所述污染土的处理量，所述热源烟气的使用量为600-850Nm3/t。
5.根据权利要求3所述的处置方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热源烟气的温度为600-1100℃，优选为800-1000℃；
和/或，经热脱附处理后的热源烟气的温度≥120℃，优选为120℃-150℃；
和/或，所述热脱附处理的时间≥10s，优选为10-60s。
6.根据权利要求3所述的处置方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热源烟气与所述污染土顺向流动进入到所述热脱附系统的烟室；所述热脱附系统的烘干机为带有倾斜角度的回转窑，热脱附处理过程中，烘干机逆时针旋转。
7.根据权利要求2所述的处置方法，其特征在于，基于SMP水泥窑协同处置方法包括如下步骤：
将工业废弃物和含六溴环十二烷污染土转移到浆渣池，再通过抓斗将浆渣池中的废弃物转移到破碎系统中进行破碎；经破碎后的废弃物与不可燃废液在混合器中混合成浆体后由柱塞泵泵送至分解炉中进行分解。
8.根据权利要求7所述的处置方法，其特征在于，所述工业废弃物为惰性废弃物；所述工业废弃物和所述污染土的质量比为(4-10):1，优选为(6-8):1。
9.根据权利要求7所述的处置方法，其特征在于，所述泵送速率为1t/h-3t/h，优选为2t/h；
和/或，所述泵送的压力为20-100bar，优选为30-80bar，更优选为45-75bar。
10.根据权利要求7所述的处置方法，其特征在于，泵送至分解炉的中下部进行分解；
和/或，所述分解的温度为850-1000℃，优选为850-920℃，时间为1s-5s。
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