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化工固廢處理方法范文1
關鍵詞厭氧消化有機固體廢物兩相消化
有機固體廢物通常是指含水率低于85%～90%可生化降解的有機廢物,它們一般具有可生化降解性。這些廢物中蘊含著大量的生物質能,有效利用這類生物質能源,對實現環境和經濟的可持續發展具有重要意義。
有機固體廢物處理的方法很多。由于有機固廢的可生化降解性高，利用生物技術處理有機廢物具有潛在優勢。生物處理法包括好氧堆肥法和厭氧消化法。近幾年來，歐洲各國紛紛將目光投向厭氧消化，興建有機固廢厭氧消化處理廠，日本等國也先后建設了有機固廢厭氧消化處理示范工程。但在國內，盡管農村早有小型沼氣池的應用，高濃度有機污水及污泥處理中也普遍采用厭氧消化的工藝，但應用于固廢處理領域的實踐很少。因此，很有必要針對國內的實際情況，對有機固廢的厭氧消化進行系統研究。
1厭氧消化機理
在理論研究方面，國內外一些學者對厭氧發酵過程中物質的代謝、轉化和各種菌群的作用等進行了大量的研究，但仍有許多問題需進一步探討。對厭氧消化的微生物學認識，經歷了一個由膚淺到逐漸完善的過程。20世紀30年代，厭氧消化被概括地劃分為產酸階段和產甲烷階段，即兩階段理論。70年代初Bryantlzgl等人對兩階段理論進行了修正，提出了厭氧消化的三階段理論，突出了產氫產乙酸菌的地位和作用。與此同時，Zeikuslao等人提出了厭氧消化的四類群理論，反映了同型產乙酸菌的作用。該理論認為厭氧發酵過程可分為四個階段，第一階段（水解階段）：將不溶性大分子有機物分解為小分子水溶性的低脂肪酸；第二階段（酸化階段）：發酵細菌將水溶性低脂肪酸轉化為H2、CH3000H、CH3CH2OH等，酸化階段料液pH值迅速下降；第三階段(產氫產乙酸階段)：專性產氫產乙酸菌對還原性有機物的氧化作用，生成H2、HCO3－、CH3COOH。同型產乙酸細菌將H2、HCO3－轉化為CH3COOH，此階段由于大量有機酸的分解導致pH值上升；第四階段(甲烷化階段)：產甲烷菌將乙酸轉化為CH4和CO2，利用H2還原CO2成CH4，或利用其他細菌產生甲酸形成CH4。無論是三階段理論，還是四類群理論，實質上都是對兩階段理論的補充和完善，較好地揭示了厭氧發酵過程中不同代謝菌群之間相互作用、相互影響、相互制約的動態平衡關系，闡明了復雜有機物厭氧消化的微生物過程。
2厭氧消化影響因素
2.1底物組成
研究發現不同底物組成，其可生化降解性大不相同（5%～90%）。Borja等研究了不同底物組成和濃度的有機固廢的厭氧消化過程，認為在其他條件相同時沼氣產量相差很大，甚至達到65％。這個結果與Jokela等的研究所得基本一致。另外，底物組成不同,在發酵過程中的營養需求與調控也不同。對于像以秸稈為主的底物，須補充N源的營養，以達到厭氧消化適宜的C/N比。
目前國內外很多機構開展了生活垃圾、污泥及畜禽糞便聯合厭氧消化產沼的研究。聯合發酵可以在消化物料間建立起一種良性互補，從而提高產氣量，而且儀器設備的共享在提高經濟效益方面的作用也是非常明顯的。Kayhanian評估了以城市固體垃圾生物可降解部分為底物的高固體厭氧消化示范試驗。結果表明,美國典型B/F(可降解垃圾與總物料之比)的垃圾缺乏活躍而又穩定降解所需要的宏量或微量元素,若補充以富含營養的污泥和畜禽糞便,可以提高B/F，大大提高產氣率并增加過程的穩定性。國內在這方面的研究僅限于實驗室水平，未見相關工程應用的報道。
2.2溫度
有機固廢厭氧消化一般在中溫或高溫下進行,中溫的最佳溫度為35℃左右,高溫為55℃左右。Ghosh等利用厭氧消化處理垃圾衍生燃料(RDF)，對比了單相式和兩相式反應器的處理效果，發現在傳統單相式反應器中高溫(55℃)比常溫(35℃)消化的甲烷產量僅提高7％；RDF粒徑從2.1mm降至1.1mm在中溫消化下對甲烷產量無明顯影響，但當反應條件轉變為高溫消化時甲烷產量可提高14％。高溫消化可以比中溫消化有更短的固體停留時間和更小的反應器容積。然而高溫消化所需熱量多,運行也不穩定。最近有研究表明厭氧消化在65℃時水解活性可進一步提高。還有將超高溫水解作為一個專門的反應器，對厭氧消化進行處理研究。
高溫可以比中溫產能多，但高溫需要更多的能量，在實際情況中加熱所需的能量往往與多產出的能量差不多。雖然沼氣產量和生物反應動力學都表明高溫消化更有優勢，但理想的條件決定于底物類型和使用的系統情況。
2.3pH值
產甲烷菌對pH值的要求非常嚴格，pH值的微小波動有可能導致微生物代謝活動的終止。在發酵初期由于產生大量有機酸，若控制不當容易造成局部酸化，延長發酵周期，進而破壞整個反應體系。研究發現pH值為6.6～7.8范圍內，水分含量為90%～96%時產甲烷速率較高；pH值低于6.1或高于8.3時，產甲烷菌可能會停止活動。
一般說來酸化相對保持略偏酸性,產甲烷相需要略偏堿性,但沒有一個絕對合適的量,只需系統能夠保持穩定高效便是最佳狀態。pH值是厭氧消化過程的重要監測指標和控制參數。
2.4抑制
厭氧消化過程中抑制作用非常普遍，包括pH抑制、氫抑制、氨抑制、弱酸弱堿抑制、長鏈脂肪酸(VFA)抑制等。
許多學者都研究了厭氧消化中氨抑制的問題。當氨氮濃度從740mg/L至3500mg/L時，葡萄糖降解速度急劇下降，可以認為氨積聚對糖酵解過程有一定的抑制作用。Sung等研究了以有機固廢為底物的常溫厭氧消化過程中氨氮濃度對甲烷產氣量的影響，常溫消化當總氨氮濃度(TAN)從0.40g/L依次升至1.20、3.05、4.92、5.77g/L時，反應器內呈現慢性抑制的現象。TAN為4.92或5.77g/L時，甲烷產量分別降低39％和64％。Fujishima等研究了常溫下污泥含水率對厭氧消化的影響，發現污泥的含水率低于91％時甲烷產量減少，這主要由于系統中高氨含量對氫營養甲烷菌的抑制作用。
Salminen指出滲濾液回流與pH值調節相結合可以降低酸積累的抑制效應，加速消化降解速率。然而當系統中活性產酸菌和產甲烷菌數量較少時，回流滲濾液會引起VFA積聚。Clarkson和Xiao對廢報紙進行厭氧消化的研究發現，水解反應是其中限制性步驟，高濃度的丙酸鹽對其具有抑制作用。
2.5攪拌
當消化底物為固態時，水解通常成為整個反應的限制性階段。很多經典文獻中強調了消化過程中應充分混和攪拌以促進反應器中酶和微生物的均勻分布。然而近年來有試驗表明降低攪拌程度可以提高反應器的效率。
VavilinV.A.研究常溫消化下攪拌強度的影響，試驗表明當有機負荷偏高時，攪拌強度加大會導致反應器運行失敗，低強度攪拌是消化過程順利完成的關鍵；當有機負荷偏低時，攪拌強度對反應無明顯影響。由此VavilinV.A.提出攪拌阻礙反應器中甲烷區形成的假設，認為甲烷區的形成對抵抗酸化過程中產生的抑制起重要作用。在此基礎上他提出了均質柱形反應器的二維分布式模型（2Ddistributedmodels），模型基于以下假設：在維持產甲烷菌繁殖代謝處于較優水平的前提下，反應器中甲烷區所占空間存在一個最小值。通過對消化過程的模擬，認為有機負荷高時，反應初始階段甲烷區與產酸區在空間上分離是固廢物轉化為甲烷的關鍵因素，而初始階段甲烷區中生物量的多少則是這些活性區保留的決定性因素。此時如果高強度攪拌，甲烷區由于VFA的抑制作用會逐漸萎縮直至消失。然而當有機負荷偏低時，大部分甲烷區均能幸存并逐步擴大到整個反應器。
Stroot等學者認為劇烈攪拌會破壞微生物絮團的結構，從而打亂了厭氧體系中有機體間的相互關系。一個連續運轉的消化器在啟動階段應逐步增大有機負荷以避免運轉失敗。當產甲烷階段是限制性反應時高強度攪拌并不合適，因為產甲烷菌在這種快速水解酸化的環境中很難適應，因此在啟動階段應采取適量攪拌。如果水解階段為限制性反應，此時反應器內底物濃度較大，高強度攪拌對水解起促進作用。因此為達到有機物厭氧轉化的最佳條件，應綜合考慮攪拌所帶來的積極和負面影響。
2.6預處理
根據現有的研究發現,固體厭氧消化的速度較慢,對固體廢物采用物理法、化學法、生物法等預處理可以提高甲烷產氣量。Liu等人通過對消化底物進行240℃的蒸汽熱處理5分鐘，使甲烷產氣率提高一倍，最終的甲烷產量增加40％。木質素和纖維素由于其本身結構，是公認的難降解物質，也是很多厭氧消化過程中的限制性因素。Clarkson等對廢報紙進行厭氧消化研究，發現堿預處理可以顯著提高廢紙的可生物降解性，但延長浸泡時間或增大反應溫度并不能提高轉化率。
Hartmann等在傳統的厭氧反應器前端設計了一個生物活性反應器，對厭氧消化進行預處理研究。該反應器用于68℃對底物進行超高溫水解，這種反應器分離的設計是為了更大程度降解有機物為VFA，從而獲得更高的產氣量，同時超高溫反應器可以有效去除氨的影響。結果表明VS去除率為78～89％，產氣量640～790mL/g。超高溫反應器中氨負荷降低7％。
目前對固態厭氧消化底物的物理和化學預處理方法研究較多，對生物預處理的研究則較少。Peter等從高溫反應器中分離到能分解有機固體廢物的嗜溫微生物,用該微生物對污水污泥進行預處理,在1～2d內近40%的有機物被分解,而且與沒有經過該預處理相比,厭氧消化過程中沼氣產量提高50%；Ejlertsson研究表明，在消化開始階段進行間歇曝氣能有效去除易降解的固廢，克服高濃度VFA帶來的抑制問題；Mshandete等研究了紙漿厭氧發酵系統中，啟動階段進行9h堆肥預處理后甲烷產量提高26%；Katsura和Hasegawa進行了類似的預處理研究，對污泥進行微好氧熱處理后甲烷產量提高50％。研究者認為高溫好氧菌分泌的胞外酶比一般蛋白酶在溶解污泥方面更具活性。
3厭氧消化工藝
厭氧消化處理固體廢物，通過技術革新逐步形成了以濕式完全混合厭氧消化、厭氧干發酵、兩相厭氧消化等為主的工藝形式。
濕式完全混合厭氧消化工藝（即濕式工藝）的應用最早也最為廣泛。此工藝條件下固體濃度維持在15%以下，其液化、酸化和產氣3個階段在同一個反應器中進行，具有工藝過程簡單、投資小、運行和管理方便的優點。這種工藝條件下漿液處于完全混合的狀態，容易受到氨氮、鹽分等物質的抑制，因此產氣率較低。
厭氧干發酵又稱高固體厭氧消化，在傳統的厭氧消化工藝中固體含量通常較低，而高固體消化中固體含量可達到20%～35%。高固體厭氧消化主要優點是單位容積的產氣量高、需水量少、單位容積處理量大、消化后的沼渣不需脫水即可作為肥料或土壤調節劑。隨著固體濃度的加大，干發酵工藝中需設計抗酸抗腐蝕性強的反應器，同時還得解決干發酵系統中輸送流體粘度大以及高固體濃度帶來的抑制問題。
兩相厭氧消化工藝即創造兩個不同的生物和營養環境條件，如溫度和pH等。Ghosh最早提出優化各個階段的反應條件可以提高整體反應效率,增加沼氣產量，從而提出了兩相厭氧消化。動力學控制是兩相系統促進相分離最常用的手段，根據酸化菌和產甲烷菌生長速率的差異來進行相分離。還有一些技術可促進厭氧系統的相分離，如濾床在處理不溶性的有機物時可用來達到相分離。滲析、膜分離和離子交換樹脂等也可用于相分離。
大多數觀點認為，采用相分離技術創造有利于發酵細菌的生態環境，避免有機酸的大量積累，會提高系統的處理能力。Ghosh等利用厭氧消化處理垃圾衍生燃料(RDF)，對比了單相式和兩相式反應器的處理效果，發現兩相消化比傳統單相式反應器，甲烷產量提高20％左右。Goel等人對茶葉渣進行兩相厭氧消化研究，發現每去除1kgCOD，平均產氣量為0.48m3，COD去除率93％，甲烷含量73％。
兩相厭氧工藝的主要優點不僅是反應效率的提高而且增加了系統的穩定性，加強了對進料的緩沖能力。許多在濕式系統中生物降解不穩定的物質在兩相系統中的穩定性很好。雖然兩相工藝有諸多的優點，但由于過于復雜的設計和運行維護，實際應用中選擇的并不多。目前為止，兩相消化在工業應用上并沒有表現出明顯的優越性，投資和維護是其主要的限制性因素。
4結語
Edelmann利用生命周期分析(LCA)認為，厭氧消化是最適宜的有機固廢處理方法。有機固廢的厭氧消化技術已引起國內外的廣泛關注，它們在消納大量有機廢物的同時，可獲得高質量的堆肥產品和沼氣，實現生物質能的多層次循環利用。
我國目前在有機垃圾厭氧消化工程應用方面的研究很少，厭氧消化的研究主要集中在水處理方面。各種厭氧發酵工藝實際應用中所存在的最大問題是規模化運行的自動化程度較低，技術裝備差。因此，對厭氧消化的最佳生物轉化條件、生態微環境以及設計完善的過程控制系統等方面，還需要進一步深入研究，以達到最佳的處理效果。
參考文獻
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2Ghosh,S，HenryM.P，SajjadAetal．Pilot-scalegasificationofmunicipalsolidwastesbyhigh-rateandtwo-phaseanaerobicdigestion[J]．WaterScienceandTechnology，2000(3)
3HinrichHartmann，BirgitteK.Ahing．Anovelprocessconfigurationforanaerobicdigestionofthermophilicpost-treatment[J]．Biotechnologyandbioengineering，2005(7)
化工固廢處理方法范文2
（徐州北礦金屬循環利用研究院，江蘇徐州221006）
摘要：介紹了一種從在α-Al2O3載體廢催化劑回收鉑的新工藝。廢催化劑采用焙燒、氯化浸出、固液分離、離子交換等方法進行逐步處理，最終可得到純鉑。該工藝鉑回收率約為95%，純度大于99.95%。工藝流程短，鉑回收率高，對環境無危害。
關鍵詞 ：廢鉑；α-Al2O3；回收
中圖分類號：X74文獻標識碼：A文章編號：1008－9500（2015）01－0038－02
在石油精煉、化工、環保等領域，廣泛使用載體催化劑。其中起催化作用的活性成分——鉑族金屬在使用一段時間后，由于表面積炭、中毒、活性組分氧化等原因導致催化活性喪失而報廢，需要對其中經濟價值很高的貴金屬成分進行回收再利用。
作為催化劑載體的物質是多種多樣的，前幾年廢鉑催化劑載體通常是γ-Al2O3型的。對這種廢鉑催化劑，采用徐州北礦金屬循環利用研究院和北京化工冶金研究院共同開發的“混酸全溶—離子交換”技術來回收鉑，取得了良好的效果。此項技術在我國石化系統也得到了廣泛的推廣應用。
近幾年來，隨著α-Al2O3載體廢催化劑的增多，載體已難以用混酸全溶。因此科研人員在原工藝的基礎上開發了一項新型技術來專門處理α-Al2O3型載體的廢鉑催化劑。
1工藝介紹
本研究提出的從α-Al2O3載體廢催化劑中回收鉑工藝為物料先經焙燒，再氯化浸出，然后進行固液分離。所得溶液用離子交換樹脂吸附鉑，使鉑在樹脂上得以富集和凈化，再對負載樹脂進行淋洗。得到鉑的堿性淋洗液，淋洗液經酸化、沉鉑及精制后得到純海綿鉑產品。
2工藝流程
從α-Al2O3載體廢催化劑中回收鉑工藝流程見圖1。
2.1焙燒
焙燒的目的是除去廢催化劑表面的有機物和碳，避免生產中冒槽現象的產生。將催化劑放置于1Cr18Ni9Ti不銹鋼托盤中，擺放在RX3-75-9箱式電阻爐內，通電加熱進行焙燒。電阻爐額定功率為75kW，額定溫度為950℃，足以滿足所需焙燒溫度550~650℃的要求。
2.2氯化浸出
將焙燒后的廢催化劑置于搪瓷反應釜內用鹽酸和氧化劑浸出鉑。
在鹽酸介質中，氧化劑NaClO3產生下列反應。
ClO3-+6H++5Cl-=3Cl2+3H2O（1）
2ClO3-+4H++2Cl-=Cl2+2ClO2+2H2O（2）
2ClO2=Cl2+2O2（3）
廢催化劑在溶液中發生下列反應。
3Pt+2ClO3-+12H++16Cl-=3PtClO62-+6H2O（4）
反應結束后進行了多批次分析分析。數據表明，鉑浸出率大于97%，Al2O3渣率在80%左右，可見有少部分Al2O3載體和鹽酸反應生成AlCl3進入了漿液。
在試驗階段，研究人員還償試了用混酸（HCl+H2SO4）加氧化劑來浸出鉑。試驗結果證明，鉑的浸出效果良好。但Al2O3渣率較高，達到85%以上，渣中夾雜的鉑量也由此增多，并且浸出液受硫酸鋁影響渾濁度高，不利于漿液澄清，故棄用。
2.3固液分離
反應結束后，加水稀釋冷卻，然后用過濾設備對浸出漿液和Al2O3不溶固體渣進行分離。分離后，渣裝袋作廢棄物處理，所得的漿液靜置自然澄清，待分層后上清液抽出送離子交換，沉淀漿渣則用水多次漂洗后，采用離心設備甩干作進一步固液分離處理，所得濾液返回供離子交換，渣則廢棄。
2.4離子交換
選用的陰離子交換樹脂為R410哌啶樹脂。在適當酸度下，樹脂上的功能原子與鉑族金屬離子發生配位反應，形成小分子螯合物的穩定結構。固液分離出的清液送樹脂交換，在樹脂上發生下列反應。
2RCl+PtCl62-=R2PtCl6+2Cl-（5）
PtCl62-離子吸附在樹脂上得以富集，并與氯化鋁及其它賤金屬離子實現了分離。飽和的負載樹脂用堿液淋洗，產生的堿性含鉑溶液送提純室提取鉑，淋洗后的樹脂用鹽酸再生后可重復使用。
2.5沉淀鉑
堿性淋洗液經鹽酸酸化和H2O2氧化后，用加熱器加熱濃縮至原體積的一半左右，冷卻過濾，濾液再加熱，邊攪拌邊加入固體氯化銨（直至無沉淀為止），冷卻過濾，沉淀用水洗后倒入蒸發皿內，最后將盛有沉淀用水的蒸發皿放入馬弗內爐，經750℃高溫煅燒后得到粗海錦鉑。
沉淀鉑及煅燒主要反應如下。
Na2PtCl6+2NH4Cl（NH4）2PtCl6+2NaCl（6）
3（NH4）2PtCl63Pt+16HCl+2NH4Cl+2N2（7）
2.6精制
精制通常采用氯化銨多次沉淀法。粗海錦鉑先用王水溶解、趕硝，所得溶解液用堿液調pH值水解，過濾除雜后得到純凈的氯鉑酸溶液。然后用分析純氯化銨沉出高純度的鉑銨鹽，再經鍛燒得到含Pt≥99.95%的純海錦鉑。
主要反應如下。
3Pt+18HCl+4HNO33H2PtCl6+8H2O+4NO（8）
H2PtCl6+2NH4Cl（NH4）2PtCl6+2HCl（9）
3結語
（1）本工藝采用“氯化浸出—離子交換”工藝處理α-Al2O3載體廢催化劑，可以使浸出液中的鉑迅速富集，避免了鉑分散處理（如置換法）帶來的損失，縮短了工序，減少了能耗。
（2）該工藝流程短，設備簡單，無特殊要求，能耗和生產成本均較低。
（3）該工藝鉑收率鉑95%，純度≥99.95%，能產生明顯的經濟效益。
（4）生產過程中產生的“三廢”能得到有效控制和處理。廢劑浸出、淋洗液濃縮時產生的酸霧氣體經吸收塔噴淋處理后可達標排放，不會污染環境；Al2O3廢渣無污染，可用作建筑材料；廢液也可中和處理后達標排放。
參考文獻
1張方宇，王海翔．從重整廢催化劑中回收鉑、錸［J］．中國物資再生，1999，（02）：2-4．
化工固廢處理方法范文3
關鍵詞:化工;廢水;處理
有一組調查數據顯示，在我國的污水排放總量中，化工行業排放的污水占到全國污水排放總量的百分之二十左右。化工廢水排放到環境中將對環境產生很大的危害，這就要求化工企業嚴格落實環保理念，對化工過程產生的的廢水進行妥善處理。化工廢水還有以下特點:第一，廢水排放量大。化工生產離不開水，生產過程中需要大量的水作為溶劑、吸收劑和循環冷卻劑等，使得廢水的排放量很大。第二，污染物種類多。排出的水體中會含有一些生產中的原材料、副產物等，會使得成分復雜，種類繁多。第三，污染物毒性大、不易生物降解。在化工生產中，排放的有毒污染物大部分為硝基化合物、分散劑以及鹵毒化合物等，這些化合物雖然比重小，但是由于其毒性大，導致排放的水毒性很大。第四，化工廢水的水量和水質視其原料路線、生產工藝方法及生產規模不同而有很大差異。第五，污染范圍廣。我國的600多個化工企業，小型企業約占90%，小型企業遍布全國各地。這些中小企業工藝落后，設備陳舊，技術力量薄弱。
1化工廢水的常見處理方法
1．1物理法
物理處理方法有離心分離、過濾、氣浮和破乳等。其中過濾法指的是通過具有孔粒狀濾料層截留水里面的雜質，主要是減少水里面的懸浮物;氣浮法指的是向水中通入空氣，使水中產生大量的氣泡，并促使其粘附在雜質顆粒上，形成比重比水小的浮體，在浮力作用下，上浮到水面，實現固液分離;破乳主要用來處理含油廢水，破壞液滴界面上穩定的乳化層，使油和水得以分離。這幾種方法工藝簡單，處理前后水的物理性質并沒有發生變化，只能去除一些不溶于水的懸浮物，因此局限性較大。近些年以來發展的物理技術包含非平衡等離子體技術，聲波技術以及磁分離法等。
1．2化學法
化學處理法是通過化學反應來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物質或將其轉化為無害物質的廢水處理法，對于廢水的深度處理也有著重要作用。主要的化學處理法有:混凝、中和、化學沉淀和氧化還原法。
1．2．1混凝法
混凝法是廢水處理中一種經常采用的方法，它處理的對象是廢水中利用自然沉淀法難以沉淀除去的細小懸浮物及膠體微粒，還可以用于除油和脫色。這種方法可以用于化工、煤炭、造紙等各種工業廢水的預處理和中間處理階段。它優點在于設備簡單，操作容易掌握，處理效果好;缺點是運行費用高，沉渣量大，且脫水較困難。
1．2．2中和法
中和就是酸堿相互作用生成鹽和水，也即pH調整或稱為酸堿度調整。酸、堿廢水的中和方法有:(1)酸、堿廢水互相中和法:可以達到以廢治廢的目的，既簡便又經濟;(2)投藥中和:可以處理任何濃度、任何性質的酸堿廢水;(3)過濾中和:可以進行廢水的pH調整。
1．2．3化學沉淀法
化學沉淀法是指向工業廢水中加入一些化學藥劑，使它和廢水中的某些溶解物質產生反應，生成難溶物，沉淀下來。這種方法常用于處理含金屬離子的工業廢水。
1．2．4氧化還原法
氧化還原法是通過藥劑與污染物的氧化還原反應，將廢水中有害的污染物轉化為無毒或低毒物質的方法。廢水處理中最常采用的氧化劑是空氣、臭氧、二氧化氯(ClO2)、氯氣(Cl2)、高錳酸鉀(KMnO4)等。藥劑還原法在廢水處理中應用較少，只限于某些廢(如含鉻廢水)的處理，常用的還原劑有硫酸亞鐵(FeSO4)、亞硫酸鹽、氯化亞(FeCl2)、鐵屑、鋅粉、硼氫化鈉等。另外，采用高能量脈沖發生器或者電子發射器形成的電子束和水分子發生碰撞，產生激發態而導致有機物質發生氧化降解作用的輻照技術等也漸漸開始應用于污水處理實踐過程中。
1．3生物法
廢水的生物處理法就是利用微生物的代謝作用，把廢水當中的有機物轉化為簡單的無機物的過程，簡而言之，就是利用微生物的生命活動過程來轉化污染物，最后達到無害的一種方法。這種方法可以根據參與的微生物種類，分為好氧生物處理和厭氧生物處理。伴隨著化工行業的發展，廢水成分越來越復雜，含有的難降解的有機物質和有毒物質也越來越多，單純的用物理處理法或者化學處理法是不行的。這時候，需要運用微生物的處理方法，利用微生物的新陳代謝作用，獲取廢水中的養分，同時使得廢水中的有機污染物質得以凈化。生物法處理污水具備運作成本不高、操作管理便捷的優勢，在污水處理系統中的二級處理占主體地位。但是微生物對營養物質、溫度以及pH值等條件有一定的要求，這種方法不容易適應化工污水水質變化快、成分繁瑣、毒性強、降解困難的特點［3］，單獨采用生物法處理化工污水達標工作難度很高，因此生物物理或者生物化學處理方法的相互結合成為化工行業污水處理發展的必然趨勢。
1．4物化法
物化處理方法有吸附、離子交換、電滲析等。吸附法是采用多孔介質(例如磺化媒樹脂以及活性炭等)吸附污水里面的非極性有機物質，此方法簡便而且易于施行，不過僅能夠用于處理非極性有機物質吸附之后的污水，需要深化處理吸附質，必須再生，吸附僅僅是一種污染物質的物理遷移過程而并不是真正的降解作用;離子交換法是利用離子交換樹脂將廢水中的陰、陽離子通過交換反應交換出來，這種方法處理效果好，不僅可以去除重金屬離子，也可以去除一些陰離子［2］。不過離子交換樹脂需要一系列的再生，再生費用較高;膜分離技術可以分為反滲透、超濾和電滲析。膜分離的優點在于其具備對有機污染物質去除效果好，流程簡便，結構緊密，容易操控等優點，在廢水深化處理方面顯示出非常廣泛的應用前景，不過膜污染缺陷嚴重影響著膜的推廣和應用。
2化工廢水的新型處理工藝
基于以上的處理方法，國內外的研究人員開始針對化工廢水進行了大量的研究。研究人員將不同的學科及技術應用于其中，某些新技術也呈現出良好的應用前景。
2．1微電解技術
將具有電極單位差的金屬與金屬(非金屬)在傳導性較好的廢水中接觸，形成原電池效應或發生電解反應來處理廢水的工藝，又稱電解、鐵屑過濾法、零價鐵等［4］。微電解技術常用于含有高濃度鹽、高濃度有機物的難降解廢水的預處理。Zhou［5］等利用微電解接觸氧化法處理混合化工廢水，處理后m(BOD5)/m(CODCr)值大于0．6，CODCr的去除率為64．6%，同時對氨氮和鉛有一定的去除。微電解技術有效地利用了固體廢棄物，是一種"以廢治廢"的處理技術。
2．2MBR技術
MBR污水處理技術，是采用膜生物反應器(MembraneBioreactor，簡稱MBR)技術是生物處理技術與膜分離技術相結合的一種新技術，取代了傳統工藝中的二沉池，它可以高效地進行固液分離，得到直接使用的穩定中水。這種新型工藝應用在在處理廢水的具體操作中，地面積小，出水水質好，一般不須經三級處理即可回用。它有其工藝簡單、操作方便等優點，并且全程可以實現全自動運行管理。南京工業大學開發了一種“MBR處理PTA廢水的高效組合工藝”，該工藝利用活性炭作為催化劑、空氣為氧化劑對聚酯企業的PTA廢水進行催化氧化處理。實驗結果顯示，工藝出水水質符合國家廢水綜合排放一級標準，且有效的縮減了水處理裝置的占地面積、水力停留時間以及運行費用［6］。
2．3光催化氧化技術
光催化氧化技術利用光激發氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結合。所用光主要為紫外光，包括UV－H2O2、UV－O2等工藝，可以用于處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯苯等難降解物質。另外，在有紫外光的Feton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協同效應，使H2O2分解產生羥基自由基的速率大大加快，促進有機物的氧化去除。在空穴附近的OH－和H2O被氧化成•OH，同時污水中的O2與激發的電子結合為•O2－，所生成的•OH和O2－將有機物氧化分解為CO2、H2O［7］。光催化氧化還原以n型半導體為催化劑，如TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2［8］等。Wang［9］等使用納米TiO2作為催化劑進行了脫硫廢水中的氯化物的光催化降解，實驗發現當TiO2加入量為800mg/L、溫度25℃、pH值=2時，使用UV照射僅10min，就除去了廢水中47．9%的氯化物。
3總結
化工廢水的處理是化工行業發展的一大難題，對于國家經濟社會的發展也具有十分重要的意義。僅僅靠著上述的一些基本的處理方法還遠遠不夠，在化工生產過程中，要使廢水的排放量大大減低，從源頭上減少污染。同時，我們也要努力探索廢水處理的新工藝，來推動廢水處理技術的發展。
參考文獻
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［2］朱建軍．化工安全與環保［M］．北京:化學工業出版社，2011．
化工固廢處理方法范文4
在科技高速發展的今天，電子器械和各種便攜設備日益普及，電池在生產生活中的地位和作用與日俱增，其使用量亦隨之大幅度上升。以干電池為例，目前全世界的年總產量為250億只，我國是世界電池第一生產大國，占全世界電池總量的二分之一左右。據統計，1998年我國電池年總產量已達140億只。
電池在制造過程中耗用了大量的金屬，Zn，Mn，Cu，Pb，Cd，Hg，Ni等（見表1）。電池用完后，其大多數成分仍以各種形式保留在電池中，如果把廢電池當作垃圾丟棄，一方面，其中的Hg，Pb，Cd等金屬都是環境保護所嚴格限制的物質，泄漏到環境中，會造成嚴重的污染；另一方面，這些有用的金屬資源就被白白浪費了。據報道，我國干電池生產年消耗鋅接近25萬噸，約為年鋅總產量的15%左右，其資源價值十分可觀。另外，信息產業的高速發展，產生了大量的電子廢棄物，僅全國手機和免提電話每年淘汰的廢電池就達千噸之多。其中大量的廢鎳鎘電池、鋰電池回收利用價值很大。
表1常用電池介紹
電池品種電池表達式
原電池鋅錳干電池Zn｜NH4Cl，ZnCl2｜MnO2
堿性鋅錳干電池Zn｜KOH｜MnO2
鋅-銀電池Zn｜KOH｜Ag2O
鋰電池Li｜MnO2，Li｜CF2
鋅-汞電池Zn｜KOH｜HgO
蓄電池鉛酸蓄電池Pb｜H2SO4｜PbO2
鎳-鎘蓄電池Cd｜KOH｜NiOOH
鎳-金屬氫化物電池Ni（OH）2｜KOH｜M（H）
鋅-氧化銀電池Zn｜KOH｜Ag2O
鋅-空氣電池Zn｜KOH｜O2
由于資源緊張和治理環境的需要，世界各國都對廢電池的回收利用予以高度的重視，廢電池的管理刻不容緩，如何使廢電池資源化和無害化已迫在眉睫。
近年來，隨著人們環保意識的日益加強，一些大中城市開始回收廢電池，在商場、居民區、學校等處設立廢電池回收箱，已初見成效，但尚屬起步。1999年在清華大學召開的“廢電池環境管理研討會”上呼吁國家應盡快出臺相應的法規、政策以規范管理。國家環?？偩衷星迦A大學調查國內廢電池的產量、流向及種類，為制定有關政策作準備。
二、廢電池回收利用技術簡介
1．鋅錳干電池
1．1濕法冶金法
該法基于Zn，MnO2可溶于酸的原理，將電池中的Zn，MnO2與酸作用生成可溶性鹽進入溶液，溶液經過凈化后電解生產金屬鋅和電解MnO2或生產其它化工產品、化肥等。濕法冶金又分為焙燒—浸出法和直接浸出法。
焙燒—浸出法是將廢電池焙燒，使其中的氯化銨、氯化亞汞等揮發成氣相并分別在冷凝裝置中回收，高價金屬氧化物被還原成低價氧化物，焙燒產物用酸浸出，然后從浸出液中用電解法回收金屬，焙燒過程中發生的主要反應為：
MeO＋CMe＋CO
A（s）A（g）
浸出過程發生的主要反應：
Me＋2H＋=Me2＋＋H2
MeO＋2H＋=Me2＋＋H2O
電解時，陰極主要反應：
Me2＋＋2e-=Me
直接浸出法是將廢干電池破碎、篩分、洗滌后，直接用酸浸出其中的鋅、錳等金屬成分，經過濾，濾液凈化后，從中提取金屬并生產化工產品。
反應式為：
MnO2＋4HCl=MnCl2＋Cl2＋2H2O
MnO2＋2HCl=MnCl2＋H2O
Mn2O3＋6HCl2=MnCl2＋Cl2＋3H2O
MnCl2＋NaOH=Mn（OH）2＋2NaCl
Mn（OH）2＋氧化劑MnO2＋2HCl
電池中的Zn以ZnO的形式回收，反應式如下：
Zn2＋＋2OH－ZnO2－Zn（OH）2（無定型膠體）ZnO（結晶體）＋H2O
1．2常壓冶金法
該法是在高溫下使廢電池中的金屬及其化合物氧化、還原、分解和揮發以及冷凝的過程。
方法一：在較低的溫度下，加熱廢干電池，先使汞揮發，然后在較高的溫度下回收鋅和其它重金屬。
方法二：先在高溫下焙燒，使其中的易揮發金屬及其氧化物揮發，殘留物作為冶金中間產品或另行處理。
濕法冶金和常壓治金處理廢電池，在技術上較為成熟，但都具有流程長、污染源多、投資和消耗高、綜合效益低的共同缺點。1996年，日本TDK公司對再生工藝作了大膽的改革，變回收單項金屬為回收做磁性材料。這種做法簡化了分離工序，使成本大大降低，從而大幅度提高了干電池再生利用的效益。近年來，人們又開始嘗試研究開發一種新的冶金法——真空冶金法：基于廢電池各組分在同一溫度下具有不同的蒸氣壓，在真空中通過蒸發與冷凝，使其分別在不同溫度下相互分離從而實現綜合利用和回收。由于是在真空中進行，大氣沒有參與作業，故減小了污染。雖然目前對真空冶金法的研究尚少，且還缺乏相應的經濟指標，但它明顯克服了濕法冶金法和常壓冶金法的一些缺點，因而必將成為一種很有前途的方法。
2．鎳鎘電池
Ni－Cd電池含有大量的Ni，Cd和Fe，其中Ni是鋼鐵、電器、有色合金、電鍍等方面的重要原料。Cd是電池、顏料和合金等方面用的稀有金屬，又是有毒重金屬，故日本較早即開展了廢鎳隔電池再生利用的研究開發，其工藝也有干法和濕法兩種。干法主要利用鎘及其氧化物蒸氣壓高的特點，在高溫下使鎘蒸發而與鎳分離。濕法則是將廢電池破碎后，一并用硫酸浸出后再用H2S分離出鎘。
3．鉛蓄電池
鉛蓄電池的體積較大而且鉛的毒性較強，所以在各類電池中，最早進行回收利用，故其工藝也較為完善并在不斷發展中。
在廢鉛蓄電池的回收技術中，泥渣的處理是關鍵，廢鉛蓄電池的泥渣物相主要是PbSO4，PbO2，PbO，Pb等。其中PbO2是主要成分，它在正極填料和混合填料中所占重量為41％～46％和24％～28％。因此，PbO2還原效果對整個回收技術具有重要的影響，其還原工藝有火法和濕法兩種?；鸱ㄊ菍bO2與泥渣中的其它組分PbSO4，PbO等一同在冶金爐中還原冶煉成Pb。但由于產生SO2和高溫Pb塵第二次污染物，且能耗高，利用率低，故將會逐步被淘汰。濕法是在溶液條件下加入還原劑使PbO2還原轉化為低價態的鉛化合物。已嘗試過的還原劑有許多種。其中，以硫酸溶液中FeSO4還原PbO2法較為理想，并具有工業應用價值。
硫酸溶液中FeSO4還原PbO2，還原過程可用下式表示：
PbO2（固）＋2FeSO4（液）＋2H2SO4（液）=PbSO4（固）＋Fe2（SO4）3（液）＋2H2O
此法還原過程穩定，速度快，還可使泥渣中的金屬鉛完全轉化，并有利于PbO2的還原：
Pb（固）＋Fe2（SO4）3（液）=PbSO4（固）＋2FeSO4（液）
Pb（固）＋PbO（固）＋2H2SO4（液）=2PbSO4（固）＋2H2O
還原劑可利用鋼鐵酸洗廢水配制，以廢治廢。
Ni-MH電池、新型的鋰離子電池隨著近年手持電話和電子設備的發展得到了大量的應用。在日本，Ni-MH電池的產量，1992年達1800萬只，1993年達7000萬只，到2000年已占市場份額的近50%。可以預計，在不久的將來，將會有大量的廢Ni-MH電池產生。這些廢Ni-MH電池的正、負極材料中含有許多有用金屬，如鎳、鈷、稀土等。因此，回收Ni-MH電池是十分有益的，有關它們的再生利用技術亦在積極開發中。
科技尤其是信息技術的發展，使得世界對電池的需求只會增多而不會減少，隨之造成的電池污染和天然能源的消耗也將大大增加。各種回收利用技術雖日臻完善但畢竟治標不治本。因此科學家們提出了發展有利于環境保護與可持續發展的新型綠色環保電池。新型綠色環保電池是指近年來已投入使用或正在研制開發的一類高性能、無污染的電池。目前已經大量使用的金屬氫化物鎳蓄電池、鋰離子蓄電池、正在推廣應用的無汞堿性鋅錳原電池和可充電電池都屬于這一范疇；正在研制開發的聚合物鋰或鋰離子蓄電池、燃料電池、電化學貯能超級電容器等也可列入這一范疇。
從普萊德發明第一只鉛蓄電池以來，化學電池已經有了140年的歷史，其家族也日益壯大。但是，大量生產電池而造成的資源消耗和廢電池所帶來的環境污染也是有目共睹的。早在1992年，巴西召開的世界環境發展大會上通過的21世紀議程中就已明確提出了可持續發展的方針。與地球和諧相處，走保護環境和可持續發展的道路，是工業發展的大勢所趨。加強廢電池的環境管理：出臺相應的法規政策并不斷完善和發展廢電池回收技術，擴大回收范圍，即使尚無能力處理的也要有相應的措施，如填埋處理等?；厥占夹g應朝著降低成本、盡量避免二次污染的方向發展。同時走發展新型綠色環保電池之路：發展高能量、無污染的綠色電池，在制造之初就將環境污染和資源消耗控制在最小。從而使生產和再生利用形成一個良性循環，才能真正做到利于民又無害于民、無害于自然。
參考文獻
1郭延杰．日本廢電池再生利用簡介．再生資源研究，1999，（2），36－39
2陳為亮，戴永年．廢舊干電池的綜合回收和利用．再生資源研究，1999，（1），30－34
3馬永剛．廢電池環境研討會綜述．中國物資再生，1999，（11），19
化工固廢處理方法范文5
關鍵詞：德士古；煤氣化技術；水煤漿；加壓氣化；廢鍋流程
中圖分類號： TQ546 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）03-179-2
1 煤氣化技術的發展
有人說煤炭工業是夕陽工業，因為它是污染嚴重的重工業。其實不然，煤炭素來有“工業的糧食”之稱，它的重要性也就不言而喻了。怎樣利用煤炭資源，能減少環境的污染就成了我們要面對的問題。所以，煤氣化技術也就應運而生了。煤氣化技術在煤化工業有著極其重要的地位，在技術方面和設備方面也都有著極高的要求。在國內，煤化工業正在向世人展示它的蓬勃活力，煤氣化技術的發展正如火如荼，類別同樣也是多種多樣。
1.1 煤氣化技術的定義
煤氣化技術，就是在特定的溫度和壓強之下，在經過特殊設備的處理之后，把煤炭加工成為比較清潔的能源――粗煤氣（由氫氣、一氧化碳、二氧化碳等混合氣體組成）。煤氣化技術包含了化學反應以及物理反應這兩種反應過程，并且還涉及了煤炭的氣、液、固三種狀態的變化。隨著現代科技的不斷進步和迅速發展，煤氣化技術也是層出不斷、多種多樣。德士古水煤漿加壓氣化就是一種我們常見的、也是在國內實際效果比較好的一種煤氣化技術。
1.2 煤氣化技術的發展現狀以及未來的發展
現代煤化工業的發展離不開煤氣化技術的支持，這種利用煤炭資源作為工業原料，再經過諸多工序加工后，生產煤氣的技術其實已經有上百年的歷史了。經過近幾十年的發展，我國在煤氣化技術方面越來越嫻熟了，種類也是變得越來越多。特別是德士古水煤漿加壓氣化技術，在我國已經由發展期轉向了成熟期。
我國未來煤氣化技術的發展一定要符合我國的國情，結合國際上煤氣化的發展趨向，形成一套真正適合我國煤化工業運行的煤氣化技術。加強此類技術研發和這類技術人才的發展，未雨綢繆總不會有錯的。
2 德士古水煤漿加壓氣化廢熱鍋爐流程
2.1 德士古水煤漿加壓氣化技藝
德士古水煤漿加壓氣化技藝主要有：全廢鍋流程、半廢鍋流程以及激冷流程（這是根據其回收熱量方式的差異來分類的），德士古全廢鍋流程水煤漿加壓氣化技術，一般是用在發電方面。在反應室經過一系列反應之后的合格水煤漿，會生成含有大量雜質的粗煤氣。然后生成的粗煤氣，需要經過廢鍋的降溫，然后再送至洗滌塔進行后面的處理工作。經過上述復雜處理之后的粗煤氣（主要含量為氫氣與一氧化碳），經過一定比例的反應之后，就會生成較為清潔的能源――甲醇。用這樣的方式利用煤炭資源，就會大大降低了對環境造成的破壞。
2.2 德士古廢鍋流程的發展歷程
1993年我國第一次引入德士古水煤漿加壓氣化裝置（圖2），十幾年來，對德士古水煤漿加壓氣化技術不僅僅只是簡單的模仿，根據國內的實際情況加壓氣化技術吸收以及消化，關鍵是在一定的基礎之上得到了長遠的發展。
我國第一個投料成功的德士古廢鍋流程裝置，就裝備在神華寧煤集團（裝置作用是25萬噸的甲醇項目）。這個裝置的成功裝備與運行，說明了我國在煤氣化工業與世界的正式接軌，也可以說是已經位于了世界前列，特別是對于煤氣化產物，粗煤氣凈化方面的技術。
2.3 德士古廢鍋流程的優勢
德士古廢鍋流程一個重要的特點就是節約能源，德士古廢鍋流程采用的是全熱能回收方式，它不會像德士古激冷流程那樣浪費掉大量的內能。同時，在供電方面，它的供電效率也是比較高，而且安全可靠性。環境問題是當今社會普遍關注的一個問題，尤其是污染嚴重煤炭工業更是會引起人們的普遍關注。德士古廢鍋流程在解決污染問題方面做得比其他兩種流程要好。對于水資源利用方面，這種模式對水源的要求比較低，因此，可以節約大量的水資源?；谏厦嫣岬降姆N種優勢，對提高德士古廢鍋流程的市場競爭力會有很大的意義。
3 德士古廢鍋流程在水煤漿加壓氣化技術方面存在的問題以及解決的辦法
水煤漿的氣化對氧氣的要求比較高，整個過程的操作r間也是比較長的。雖然說，德士古煤氣化水煤漿加壓氣化廢鍋流程，在國內已經開始運營很長一段時間了，并且取得了比較好的效果，但是有一些問題出現還是無可避免的。下面對德士古廢鍋流程在水煤漿加壓氣化技術方面，遇到的問題和解決的方法一一進行了講述。
3.1 廢鍋流程存在的問題
高壓下水煤漿的穩定性問題，此問題的出現會使得氣化爐停止工作。水煤漿在高壓水煤漿進出口處的沉積、出口線路上的電磁流量計受到信號的干擾等等原因，都會引起“水煤漿流量降低”，從而影響整個裝置的穩定運行。除此之外，水煤漿出口處的焊接部位以及集水箱內壁焊接部位容易出現對流廢鍋水冷壁漏、因氣化爐負荷的增大沒及時打開空閥門降壓引起水平輸送管線壓力的升高以及從對流廢鍋出口到洗滌塔的管道線路堵塞引起系統壓差的升高都是造成德士古煤氣化水煤漿加壓氣化廢鍋流程出現問題的原因。
3.2 廢鍋流程問題的解決辦法
對新增水冷壁的設計進行改良。多次的調查表明，裝置內部結渣的最大原因就是新增水冷壁存在問題引起的。對流廢鍋原設計需要改造成為熱換刃荊這樣會減少集水箱內壁焊接部位出現水煤漿渣的積累現象。定期對螺桿吹灰機進行修檢，同樣也會降低水煤漿渣的積累。系統壓差的升高這個問題目前并沒有好的解決辦法，需要我們在今后不斷地在這方面進行摸索。對汽包空間和降壓換熱器進行改造，使其減少受到氣化爐負荷的影響。
4 總結
煤炭能源在我國占了很大的比重，但是因為煤炭是化石燃料，所以對環境污染是很嚴重的。德士古煤氣化水煤漿加壓氣化廢鍋流程的面世，讓煤炭資源的清潔化利用不再是夢想。對于德士古煤氣化水煤漿加壓氣化廢鍋流程，本了較為詳細的介紹，特別是對于德士古廢鍋流程的優勢所在，以及存在的問題和解決問題的辦法。
參 考 文 獻
[1] 陳寬平.淺析水煤漿氣化工藝過程與技術探討[J].中國石油和化工標準與質量，2011（05）.
化工固廢處理方法范文6
關鍵詞：廢催化劑 有價金屬 清潔生產
中圖分類號：X783 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（b）-0046-05
Cleaner Production Technology Research and Example Analysis of Dry Recovery of Valuable Metals in Waste Catalysts
Wang Keke Sun Zhengyu
（Henan Research Academy of Environmental Sciences， Zhengzhou He’nan， 450004， China）
Abstract：It is an industry with the dual advantages of economy and environment protecting to recover and utilize metal components from waste catalysts. The dry recovery of valuable metals in waste Catalysts has high energy consumption and heavy pollution.First，this academic paper introduces the characteristics， process and pollution point of the industry.Then，combined with the enterprise cleaner production example，analyzes the application of cleaner production technology in the enterprise and the results obtained. So as to provide ideas for the development of cleaner production of the enterprises in the industry.
Key Words：Waste catalysts； Valuable metals； Cleaner production
催化劑是一種能改變化學反應速率、卻不改變化學反應的熱力學平衡，且在化學反應前后物理和化學性質無明顯改變的化學物質。該文從干法回收廢催化劑中有價金屬的行業特點、工藝流程和產污環節著手，結合企業清潔生產實例，旨在分析清潔生產技術在企業的應用情況及取得的效果，為該行業企業的清潔生產發展提供思路。
1 前言
據統計，催化劑在化工生產中占有相當重要的地位，90%以上的化學工業中均包含有催化過程[1]，全世界每年消耗的催化劑數量約為80萬t（不包括烷基化用的硫酸和氫氟酸催化劑）。催化劑在制備過程中，為了確保其活性、選擇性、耐毒性和一定的強度及壽命等指標性能，常常選擇一些有色金屬甚至貴金屬作為主要成分[2]。隨著工業生產對催化劑的需求量不斷增加，全世界每年不可避免地要置換出數量可觀的廢催化劑[3]。以往對廢催化劑的處理方式主要以丟棄、填埋、焚化等方式為主，其不足之處一是廢催化劑往往作為危險廢物處理處置，不僅會占用大量的土地資源，還大大增加企業成本；二是催化劑在使用過程當中所吸附的一些有毒、有害物質以及自身所含有的一些金屬元素會由于各種作用而進入到自然環境，給環境帶來嚴重危害[4]；另外廢催化劑所含的各種有價金屬資源沒能得到回收利用，造成有效資源的浪費。因此，隨著金屬資源的日益衰竭以及科技水平的不斷提高，對廢催化劑的回收再利用已得到了世界上大多數國家的重視，中國也有許多研究機構在這方面做了很多工作。在日益嚴格的環保法律法規和政策標準要求下，從廢催化劑中回收有價金屬無論是在環保還是在經濟方面都有重要意義。
從廢催化劑中回收有價金屬的方法一般分為3種：干法（火法）、濕法及聯合法[5]。從文獻上看，目前單獨采用干法從廢催化劑回收有價金屬的相關研究很少；從市場上看，由于其流程短、見效快，干法工藝還有較多應用，在部分地區形成了一定規模的產業集群。但干法工藝能耗高、污染較重，往往是環境保護管理部門關注的重點。因此，對該行業的清潔生產技術開展研究和應用，對其生產全過程進行改造和治理，持續提升清潔生產水平，轉變經濟發展方式，是實現行業可持續發展的必經之路。
2 行業特點、工藝流程及產污環節
2.1 行業特點
該行業具有如下特點。
（1）與國外相比，行業起步晚，自1971年撫順石化三廠開始從廢重整催化劑中回收鉑、錸等稀貴金屬以來，我國才逐漸開展廢催化劑研究工作[6]；（2）行業個體規模小、市場較混亂；（3）生產原輔料及廢棄物多為危險廢物，環保關注程度高，標準規范復雜，管理嚴格；（4）與濕法工藝相比，干法工藝具有流程短、見效快、能耗高的特點；（5）與濕法工藝廢液易造成二次污染不同，干法工藝一次廢氣污染物濃度高，在爐渣得到有效處置的情況下，基本不產生二次污染。
2.2 工藝流程及產污環節
按照回收金屬種類的不同，行業主要工藝流程和產污環節如下。
（1）鉑、鈀及合金。
⒑鉑、鈀、鎳、釩、鈷、鉻、鉬、鈦的廢催化劑投入電弧爐中，利用電極（石墨）導電至各種金屬的熔點，將其融化為液體，同時其載體（如Al2O3）也被融化，先將熔融后的廢氣載體倒出，再將融化的金屬倒入模具成型，工藝流程及產污環節如圖1所示。
（2）粗銅提取。
將含銅廢催化劑、含銅廢物和廢活性炭混合后在焙燒爐中將銅的金屬氧化物熔成塊體，加入香炭在精煉爐中精煉產出粗銅，工藝流程及產污環節如圖2所示。
（3）氧化鋅生產。
將含鋅廢催化劑、含鋅廢物、含鋅廢泥混合香碳，一起投加入焙燒爐中，含鋅廢催化劑、含鋅廢物中的鋅和含有機鹵化物廢物中的氧化鋅在高溫下轉化成氣態，分布于焙燒爐的下層，從另一通道經過U型管冷卻后經捕集器捕集，得到氧化鋅產品。而含有CO2、SO2、粉塵的廢氣聚集于焙燒爐的上層，經沉降室重力沉降后，再經除塵脫硫后，通過煙囪排放，工藝流程及產污環節如圖3所示。
3 清潔生產審核實例
下面以干法回收廢催化劑中有價金屬的某企業清潔生產審核作為實例，分析清潔生產技術在企業的應用情況及取得的效果。
3.1 主要污染源及污染物產排情況
（1）廢水。
因為干法回收，公司無工藝廢水，職工辦公生活污水，經化糞池處理后澆灌廠區林地和菜地。
（2）廢氣。
污染源：焙燒爐、氧化鋅捕集、精煉爐及其造渣產生的含粉塵、SO2、NOx廢氣；電弧爐產生的含粉塵廢氣；職工食堂炊事油煙；包裝工序產生的含粉塵廢氣。焙燒爐廢氣及氧化鋅捕集廢氣經重力沉降+袋式除塵+雙堿法脫硫處理后由50 m高排氣筒排放；精煉爐及其造渣廢氣經重力沉降袋式除塵+雙堿法脫硫處理后由20 m高排氣筒排放；電弧爐在生產過程中產生大量粉塵，經重力沉降+袋式除塵器處理后，經20 m高排氣筒排放；氧化鋅包裝線含塵廢氣以無組織形式排放。
（3）固廢。
公司固體廢物主要為焙燒、精煉和電弧熔融過程中產生的廢渣和碳渣，除塵設備收集的粉塵、雙堿法脫硫產生的石膏和職工辦公生活垃圾。
固體廢棄物產排情況見表1。
廢渣中各類成分隨每批處理原料而變化，企業制定了廢渣檢驗制度（對每批次廢渣均進行危險性鑒別）。符合一般固廢要求的進入一般固廢堆場臨時存放，外售制磚；屬于危險廢物的進入危廢暫存間存放，定期交由有資質危廢單位處置。渣場按照《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB 18599-2001）建設，地面鋪設防滲層和刷涂防滲漆，加強防滲、防水、防風措施；危廢暫存間按照《危險廢物貯存污染控制標準》（GB 18597-2001）的要求建設。企業原料均屬于危險廢物，由專業運輸公司運輸，已辦理危廢轉運五聯單。
（4）噪聲。
噪聲主要來自工業爐窯鼓/引風機、制球機、除塵風機等。制球機等產生機械噪聲的設備采取選用低噪設備、安裝減振基礎、隔聲措施；工業爐窯鼓/引風機、除塵風機等產生空氣動力學噪聲的設備采取裝消聲器、加裝減振墊及采用彈性支承或彈性連接、隔聲措施。
3.2 企業清潔生產現狀及潛力分析
根據清潔生產的一般要求，清潔生產指標原則上分為生產工藝與裝備要求、資源能源利用指標、產品指標、污染物產生指標、廢物回收利用指標、環境管理6個方面。由于目前還沒有出臺相關的行業清潔生產標準，因此依據《中華人民共和國清潔生產促進法》的要求，從上述原則方面對企業的清潔生產潛力進行分析。
（1）生產工藝與裝備要求。
該公司已運行多年，在實際生產中，已建立起成熟可靠的生產工藝。含銅廢催化劑采用“焙燒―精煉―造渣”工；含鋅廢催化劑生產氧化鋅采用“焙燒―冷卻―捕集”工藝；合金生產采用“電弧熔融―冷卻成型”工藝。以上均為干法工藝。采用的生產設備主要為焙燒爐、干燥爐、電弧爐、制球機、捕集器、U型冷卻器等，環保設備主要為重力沉降室、袋式除塵器、雙堿脫硫等，均為行業內廢金屬催化劑處理和回收的成熟設備。
（2）能源利用指標。
公司用能主要為電能，根據生產統計，耗電量為100.4 kW?h/t產品。
（3）產品及包裝。
公司主要產品為氧化鋅、粗銅、鉬鎳合金、鉻鐵合金等。除氧化鋅為編織袋包裝外，其余均為無包裝金屬錠塊，產品及包裝符合清潔生產要求。
（4）污染物產生。
污染物包括SO2、NOx、粉塵、COD、氨氮、廢渣和脫硫石膏，均為常見污染物，經相應措施處理后均可達標排放，污染物產生情況見表2。
（5）廢物回收利用指標。
除塵設備收集的粉塵回用于生產；雙堿法產生的脫硫石膏外售于建材廠；焙燒、精煉、電弧熔融產生的廢渣和碳渣經檢驗后分類處置；生活垃圾集中收集后定期由環衛部門清運至生活垃圾填埋場處置。有用固廢綜合利用率100%，滿足清潔生產要求。
（6）環境管理。
公司環保手續齊全，辦理有排污許可證和危險廢物轉移五聯單，符合國家和地方的有關環境法律、法規要求。
（7）清潔生產水平主要潛力點。
改進設備，降低單位產品能耗物耗；減少生產過程固廢產生量，提高資源回收率；加強現場環境管理。
3.3 主要清潔生產技術方案設計及效果分析
根據分析出的清潔生產潛力，從設備改進入手，在降低能耗物耗、降低污染物產排量等方面采取了制球機改造、精煉爐及其配套電機改造等清潔生產技術，達到了“節能、降耗、減污、增效”的目的，經濟和環境均得到了明顯改善，詳細如下。
（1）制球機改造。
企業收購含銅污泥廢催化劑。污泥由于含水率高、直接精煉銅難以投料并且提取率較低，成品粗銅不易收集，因此需在精煉處理前脫水、固化。制球機可將脫水后的含銅污泥壓制成圓柱塊狀，便于投料和提取。制球機工藝原理簡單，將脫水后的含銅污泥擠壓成型即可。制球機的改進提高了污泥成型率、減少了含銅污泥廢催化劑的損耗，增大了原料提取率，該清潔生產方案總投資8萬元，實施后，提高污泥成型率，減少原料損耗，提高資源回收率，每年增加企業利潤2萬元。
（2）精煉爐及其配套電機改造。
將原有的精煉爐及其配套電機改造，增大電機功率，擴大爐容，增大單位面積進風率，采用熱風精煉，增大焦炭牢固性，整體降低單位產品能耗物耗，大幅度提高勞動生產率，方案總投資50萬元，年節約電量1.26萬元，勞動生產率提高后年增創利潤15萬元。
（3）規范原料庫管理、優化原輔材料運輸路線、加強巡檢等成套環境管理措施。
原料分區堆放，設置分區界限和各種原料標識牌及相關理化性質、組成、危險性簡要說明；原料庫與車間分區布置，原料在廠內運輸時，選擇最短、最便捷、路況最好的路線，減少廠內運輸過程中的原料遺撒量；健全崗位巡檢制度，及時排除故障，提高設備運行率，減少故障率。通過成套環境管理措施的改進，進一步節約物料成本，減少設備維修費用。
（4）清潔生產改造整體效果分析。
通過清潔生產方案的落實，企業整體達到了“節能、降耗、減污、增效”的效果，見表3。
4 結論
（1）干法回收廢催化劑中有價金屬行業具有能耗高、污染較重的特點。
（2）作為環境保護管理部門關注的重點行業，開展清潔生產審核工作，持續提升清潔生產水平，降低能耗物耗，減少污染物的產生排放，是行業可持續發展的必經之路。
（3）實踐證明，落實清潔生產技術改造工作，能夠為企業帶來可觀的環境效益和經濟效益，實現環境與經濟的雙贏。
（4）由于干法回收廢催化劑中有價金屬行業生產工藝技術大體相同，因此，實例中成功實施的清潔生產技術在整個行業有較高的參考應用價值，有助于提高行業清潔生產水平。
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