摘要:提出印染污泥的優(yōu)化處置方案，并通過生命周期評(píng)價(jià)方法(LCA)對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:與原處置工藝相比優(yōu)化后環(huán)境負(fù)荷降低了11.50%。
關(guān)鍵詞:印染污泥;LCA;環(huán)境負(fù)荷
0·引言
印染污泥是印染廢水處理的二次產(chǎn)物，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國日排放1.5萬t左右印染污泥(含水率為97%)，印染污泥的處理處置已經(jīng)成為我國許多城市可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。
印染污泥含有染料、漿料、助劑等，成分非常復(fù)雜，其中染料的結(jié)構(gòu)具有硝基和氨基化合物及Pb、Cu、Ni等重金屬元素，且具有較大的生物毒性，對(duì)環(huán)境的污染很強(qiáng)。印染污泥有機(jī)質(zhì)含量高，資源化潛力大。表1為印染污泥與輕柴油和燃煤元素分析和工業(yè)分析的比較結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
目前我國印染污泥的主要去向是危險(xiǎn)廢物集中焚燒處置。通過焚燒能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)污染物的氧化分解和減量化，這些可以通過轉(zhuǎn)化為電能實(shí)現(xiàn)資源化利用。本研究分析了燃煤電廠共處置印染污泥的可行性，并通過生命周期評(píng)價(jià)方法對(duì)比研究燃煤共處置與集中焚燒處置的環(huán)境影響。
1·印染污泥燃煤電廠共處置可行性分析
1.1技術(shù)可行性分析一般而言，危險(xiǎn)廢物焚燒要求廢物應(yīng)能滿足低位熱值至少在4 000 kJ/kg，最好高于5 000 kJ/kg，印染污泥的平均低位熱值為8 360 kJ/kg滿足要求。從表2可以看到，從焚燒4大控制參數(shù)焚燒溫度、氣體停留時(shí)間、攪拌混合程度及過剩空氣率(一般稱為“3T+E”temperature，time，turbulence和excess air)等條件考慮，技術(shù)十分成熟的燃煤電廠將印染污泥進(jìn)行燃煤共處置是可行的。
1.2環(huán)境保護(hù)可行性分析
在環(huán)境保護(hù)方面，大型燃煤電廠一直走在技術(shù)的最前沿。其中SO2的去除率能保證不低于80%;隨著燃煤電廠脫硝工程的廣泛應(yīng)用，NOx的產(chǎn)生量在燃煤電廠焚燒處置過程中能夠得到很好的控制;而就除塵效果而言，危險(xiǎn)廢物焚燒爐的布袋除塵器除塵效率要優(yōu)于電除塵器，但是由于印染污泥在燃煤電廠處置過程中摻雜比較低，對(duì)煙氣的影響可以忽略不計(jì)。這里不妨做一個(gè)極端假設(shè)，1臺(tái)裝機(jī)容量為600 MW的機(jī)組24 h的耗煤大約5 500 t，將全國的印染污泥1.5萬t/a集中到該鍋爐進(jìn)行焚燒處置，此時(shí)印染污泥在燃料中的比例約為0.75%。即燃煤鍋爐在進(jìn)行印染污泥的焚燒處置過程中，基本上無需對(duì)原工況做出調(diào)整。另外，國內(nèi)很多大中型發(fā)電廠企業(yè)的固體廢渣和廢水已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了零排放，和危險(xiǎn)廢物焚燒爐的廢渣固化填埋相比較更合理。
2·環(huán)境影響負(fù)荷對(duì)比分析
2.1目標(biāo)與范圍
運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)方法分別對(duì)功能單位為1 t的印染污泥的兩種處置過程的環(huán)境影響進(jìn)行系統(tǒng)的分析、評(píng)價(jià)，有助于量化廢物處置過程中能源物質(zhì)消耗、廢棄物排放，全面而正確地分析廢物處置過程中污染物的來源及其對(duì)環(huán)境的影響。以此為依據(jù)為決策者在處理危險(xiǎn)廢物處置設(shè)施的新建、擴(kuò)建或優(yōu)化問題時(shí)提供一種理論評(píng)價(jià)體系。
1)研究目標(biāo)。第一種方案是指保持原有處置工藝不變即:采用危險(xiǎn)廢物旋轉(zhuǎn)窯式焚燒爐進(jìn)行焚燒處置;第二種方案是將印染污泥送往某燃煤電廠(裝機(jī)總?cè)萘吭?.0×106kW以上)部分替代燃煤進(jìn)行焚燒發(fā)電。電廠處置印染污泥前后生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的變化情況與第一方案進(jìn)行比較。
2)系統(tǒng)邊界。在分析過程中重點(diǎn)考察生命周期能源消耗與環(huán)境排放，因此對(duì)于一些過于邊緣化的其他影響因素未予以考慮，比如廠房建設(shè)和設(shè)備制造過程中的物質(zhì)與能源消耗等指標(biāo)。基于此，構(gòu)造了一個(gè)相對(duì)封閉的生命周期系統(tǒng)，便于進(jìn)行印染污泥處置生命周期的能源消耗與環(huán)境排放。見圖1。
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