你的位置:首页 > 科普文章 > POPs

持久性有机污染物废物要怎么处置?

2019/8/26 19:18:22

本文内容主要来自国际消除持久性有机污染物联盟(IPEN) 的技术顾问  Lee Bell  ,于4月28日在 BRS COPs(化学品管理三大公约缔约方大会)会前的 NGO代表大会上所做的关于 《处理持久性有机污染物废物的非焚烧技术》的分享。

在了解持久性有机污染物(POPs)废物的处理技术之前,我们先通过下面这个视频学习下何为 POPs,POPs 有什么危害吧。

视频:IPEN——构建一个无毒的未来

看完上面的视频,你可能会想,这么多的 POPs 要怎么消除呢?

目前,对于已经产生的含有 POPs 成分的废物,有两种处理方法,一种是焚烧,一种是非焚烧。

《斯德哥尔摩公约》明确指出“以销毁其持久性有机污染物成分或使之发生永久质变的方式予以处置,从而使之不再显示出持久性有机污染物的特性”是衡量含有 POPs 成分的废物被处理的指标。

而焚烧方法,明显不符合公约对处理含有 POPs 成分的废物的初衷,因为在焚烧的过程中也会产生无意产生的持久性有机污染物(UPOPs),例如氯化二噁英和呋喃,它们会被排放到空气中,并从燃烧设备的烟道气清洁残余物中释放出来。焚化炉还会通过灰渣释放出二噁英,这正导致食物链污染的原因之一。水泥窑也属于焚烧的方式,最近,奥地利的一座燃烧六氯苯(HCB)废弃物的现代水泥窑污染了克恩顿州的哥许尼茨山谷,导致饲料、牛、牛奶和人体内发现六氯苯,数百头奶牛被杀死以防止牛奶污染,800 吨乳制品被销毁。


非焚烧的方式包括气相化学还原法、超临界水氧化法、Hydrodec、碱催化脱氯法、球磨法、钠还原法……由于其设备是通过化学或机械方式运行,不会产生更多的持久性有机污染物。由此,经过联合国专家评估认为它们适合用于发展中国家。

气相化学还原法:通过在高温(约 875℃)和低压下使用氢气来实现有机化合物的热化学还原。将受污染的散装固体材料置于名为热还原间歇式处理器(TRBP)的密闭室中,持久性有机污染物在此被热解吸并通过加热的氢气运送到反应器中。液态持久性有机污染物被预热并直接注入热还原间歇式处理器。工艺残留物包括适于工业排放的洗涤液和洗涤水,以及被净化并适于填埋的固体材料如金属桶等。排放物主要是氯化氢、甲烷和苯等碳氢化合物。在线质谱仪可以分析反应器排出的所有气体以确保完全脱氯,然后在经过氯化氢洗涤之后,气体可以完全再循环,或在反应器和锅炉燃料进料之间分配。该系统以模块式、移动式和固定式运行,包括移动式热还原间歇式处理器,以完成持久性有机污染物影响地点的现场净化。成本约为现代化垃圾焚化厂的 10%。

超临界水氧化法:超临界系统通常将废弃物与水和氧气一起注入塔中,把它们混合加热并压缩到超临界点。系统完全封闭。该相的水的属性是分子动能升高,具有高反应性,并且与氧结合,能氧化破坏有机废弃物。反应产物是氮气、水和二氧化碳。氯化持久性有机污染物的破坏导致产生更多盐酸。超临界水氧化法的主要优势包括:排放量极低;成本低;破坏效率高;在偏远地区使用时,所需的相关资源(催化剂)少。

Hydrodec:Hydrodec 工艺基于填充床催化反应器(分散在石蜡油中的氢气和钯碳(Pd/C)催化剂)中的废油的温和氢化,在中等温度和压力下工作。在工艺条件下,氢与油本身所含的杂原子反应,并且还与存在的任何有机氯反应。贵金属催化剂虽然有效,但我们已经知道油中的硫等污染物容易使其中毒。Hydrodec 公司的开发人员通过使用一种清除氯化氢的专有添加剂克服了这个问题,并确保产生的盐酸不会导致催化剂降解,并可减少催化剂表面的烃裂化反应。

碱催化脱氯法:碱催化脱氯技术分为两步。第一步是使用间接热解吸(直接热解吸导致过量污染的废气,其处理成本昂贵),利用连续工艺从持久性有机污染物污染的基质(例如建筑碎屑、土壤或沉积物)中提取此类物质。第二步是对第一步解吸出的浓缩或纯持久性有机污染物实施间歇式处理,在加热搅拌式液体反应容器中破坏持久性有机污染物。该步骤涉及氢转移反应。载体油充当氢供体和氢氧化钠的悬浮介质。将油加热至326℃(氢氧化钠熔点)并加入氢氧化钠、某种试剂和解吸出的浓缩持久性有机污染物。在放热条件下,氢从供体油中脱离并氢化持久性有机污染物的结合氯(假设是氯化持久性有机污染物)。在专有试剂的配合下,反应产生水蒸气和氯化钠。在对反应予以评估后,将油和污泥从反应器中倾倒出来,并将油再循环进入下一次间歇式处理。污泥可被中和以便填埋或用于处理酸性废水。

球磨法:该技术是一种机械化学应用,它将机械冲击与化学试剂结合起来,对氯化底物(如多氯联苯或杀虫剂)产生还原反应。目标是实现持久性有机污染物垃圾的还原脱卤。把持久性有机污染物污染的废弃物与碱金属化合物一起放入球磨机装置中,碱金属化合物充当氢供体并被剧烈振动以搅拌钢球、试剂和废弃物组成的混合物。该工艺在室温和密闭容器中进行,无需加热。没有任何工艺气体需要管理,从而避免释放有害的有机化合物。持久性有机污染物垃圾中的氯被转化为无机化合物——氯化钙或羟基氧化钙。

钠还原法:该工艺涉及使用矿物油载体中的分散金属钠来还原多氯联苯。其主要用途是从有源变压器中原位移除多氯联苯,使变压器能够在净化状态下继续运行而不损失矿物油的介电能力。该工艺的产物包括氯化钠、油、碱性水和不再卤化的聚联苯。

无毒先锋认为,对于已经产生的 POPs 废物,不论是焚烧还是非焚烧技术,都有不少的技术风险,也要付出昂贵的经济代价。最好的解决方案是,不再继续生产和排放 POPs 物质。

注:国际消除持久性有机污染物联盟(IPEN,International POPs Elimination Network)是一个关注公共健康、环境保护及其他领域的全球性非政府组织联盟。1998年,该组织成立之初,是为了给国际 NGO 提供一个通力合作的平台,以推动斯德哥尔摩公约的形成。2001年5月,当斯德哥尔摩公约被采用时,IPEN 适时调整其使命,“通过有效推动成员组织开展的地方、国内及国际行动,以促进消除持久性有机污染物和其它有毒物质的行动”。目前,IPEN 已经与 65 个国家的近 400 个非政府组织携手工作。

《持久性有机污染物垃圾销毁之非焚烧方法: IPEN持久性有机污染物无害管理简报》下载链接:

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