固体废物处理技术大揭秘！涉及多学科，你知道吗？

固体废物处理技术大揭秘！涉及多学科，你知道吗？

固体废物的基本处理方法固体废物处理技术涉及物理学、化学、生物学、机械工程等多个学科，主要的处理技术有： （1）固体废物的预处理。固体废物在综合利用和最终处理之前，往往需进行预处理，以利于下一步的处理。预处理主要有破碎、筛分、磨碎、压缩等工序。 （2）固体废物的物理处理。利用固体废物的物理、理化性质，从其中分选或分离有用或有害物质。根据固体废物的特性，可采用重力分选、磁力分选、电分选、光电分选、弹道分选、摩擦分选和浮选等方法。 （3）固体废物的化学处理。通过对固体废物的化学转化，回收有用物质和能量。煅烧、焙烧、烧结、溶剂浸出、热分解、焚烧、电辐射等均属于化学处理方法。 （4）固体废物的生物处理。利用微生物的作用处理固体废物。 其基本原理是利用微生物的生化作用，将复杂的有机物分解为简单的物质，将有毒物质转化为无毒物质。沼气发酵、堆肥等都属于生物处理方法。（5）固体废物的最终处理。没有利用价值的有害固体物质需要进行最终处理。最终处理方法有焚烧、填埋、海洋处置等。固体废物在填埋或海洋处置前需进行无害化处理。

一种含铅危险固体废物的环保回收方法

1 简介

锡铅合金焊料在电子信息产品制造过程中应用十分广泛，焊接过程中因高温氧化会产生大量氧化渣，氧化渣的主要成分为氧化锡铅，是一种含铅危险固体废物，其无序排放对人体和环境危害极大，被列入国家强制管理的危险固体废物范畴。

2 实验及回收原理

处理废焊渣一般采用直接加热分离法，这种处理方法不仅回收率低，而且会因“铅烟”直接挥发到大气中造成二次环境污染，目前已被禁止使用。本文采用液体覆盖还原技术，不仅能有效抑制“铅烟”的挥发，还能还原锡铅氧化物，使废焊渣回收率达到90%以上，既保护了环境，又提高了资源的回收利用率，效果理想。

采用加热液覆盖还原技术，不但可以还原锡铅氧化物，而且由于其加工温度低，不会产生铅烟或其他有害气体。锡铅氧化物的还原工艺为：

PbOx + R=Pb + OR （1）

SnOy + R = Sn +OR （2）

式中：PbOx为氧化铅，R为液态还原剂，Pb为还原铅，OR为氧化物，SnOy为氧化锡，Sn为还原锡。

上述再生过程中，成功地采用了液体覆盖还原剂，此还原剂为无毒有机物，可生物降解，其本身及氧化物对人体和环境均无害。

采用液态覆盖还原工艺处理废焊锡，一方面将温度控制在240℃以下的较低范围，远低于400℃以上的铅烟温度，另一方面液态还原剂的表面覆盖也有效抑制了铅烟的逸出，这样不仅有效还原了焊渣中的铅锡氧化物，而且有效避免了残渣及铅烟对环境的污染。

3. 工艺流程

3.1 废焊膏

采用物理加热技术处理废锡膏，使废锡膏中的助焊剂和焊料分离，处理过程中由于温度控制在240℃以下低温区，且被助焊剂覆盖，不会产生铅烟等有害气体；废锡膏容器用溶剂清洗后可当做普通塑料制品处理，清洗液可蒸馏回收。

3.2 废焊渣

采用加热液覆盖还原技术，不但可以还原锡铅氧化物，而且由于其处理温度与上述废锡膏加热处理温度相同，所以不会产生铅烟或其他有害气体。

3.3 预处理

焊锡膏和焊锡渣根据检查结果进行分类，焊锡的预处理是除去包装，包装内不得有残留焊锡渣；焊锡膏的预处理是从塑料包装瓶中取出，用溶剂洗净塑料瓶。

3.4 含铅固废焊料回收利用工艺流程

表1为含铅固体废焊料再生利用的工艺流程，如表所示，首先要对废焊料进行检验、分类，采用不同的工艺对废焊膏、废氧化渣、锅料进行回收利用。

表1 含铅固废焊料回收利用工艺流程

处理步骤

废焊料的检验与分类

废焊锡膏

氧化渣

锅材

热处理

热处理

热处理

分离

添加还原剂

脱氧渣

释放

3.5 无铅废焊渣的回收利用

无铅废焊锡渣回收利用工艺可采用表1所示的处理工艺，但需要注意的是，无铅焊锡的交叉污染问题突出，分类筛选非常重要，若处理不当，回收的焊锡将是混杂物，其再利用价值将大大降低。

4、其他需要说明的问题

4.1 安全保护

由于采用电加热器再生含铅固体废物，必须保证用电安全。操作时应穿绝缘鞋、手套。加热搅拌时，注意防止加热器内液体飞溅，以免烫伤。出料、浇铸焊料时，注意避免高温液体飞溅。浇铸钢模必须干燥，地面不允许有水、油污。向加热器加料时，应防止爆炸物、潮湿物料混入。加热器应由专人定期维护保养，确保安全运行，消除隐患。操作场地应保持清洁，通风良好。

4.2 环境保护措施

在含铅固废焊料的装卸、运输过程中，含铅固废焊料的包装应足够牢固，防止焊料散落污染环境。每次操作应配备铁桶等专用工具，以便在焊渣散落时能采取有效措施及时清理。在含铅固废焊料回收利用中，铅烟和废灰是可能造成环境污染的两个因素。废灰是焊料加工后的残渣，呈小颗粒或灰烬状。这种残渣是铅和锡的氧化混合物，对于专业冶炼厂来说仍然具有回收价值。在含铅固废焊料回收利用中，这种残渣被收集在铁桶中储存，并定期有偿输送给冶炼厂加工，因此不存在残渣污染环境的问题。

处理废物的方法

固体废物处理一般是指通过物理、化学、生物、物理化学和生物化学等方法，将固体废物转化为适合运输、贮存、利用或处置的物质的过程。固体废物处理的目的是使废物无害化、减量化和资源化。目前使用的主要方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧和生物处理。

（1）压实技术压实是一种减少废物体积、降低运输成本和延长垃圾填埋场寿命的预处理技术。压实是固体废物常用的预处理方法。例如，汽车、罐头、塑料瓶等通常先被压实。其他适合压实以减少体积的固体废物包括垃圾、松散废物、纸带、纸箱和某些纤维制品。压实不应用于可能损坏压实设备的废物。一些可能引起操作问题的废物，如焦油、污泥或液体材料，一般不适合压实。

（2）破碎技术为了减小进入焚烧炉、填埋场、堆肥系统等的垃圾尺寸，必须预先对固体废物进行破碎。破碎后的废物没有大的空隙，不仅尺寸均匀，而且质地均匀，在填埋过程中更容易压实。固体废物的破碎方法很多，主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等。此外，还有特殊的低温破碎和湿法破碎。

（3）分选技术固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段。通过分选，可以使有用物质充分选出利用，有害物质充分分离。另一种方法是将不同粒径的废物进行分选。分选的基本原理是利用物质某些性质的差异进行分离。例如，利用废物中磁性和非磁性的差异进行分离；利用颗粒大小的差异进行分离；利用比重的差异进行分离等。根据性质的不同，可以设计和制造各种机器对固体废物进行分选。分选包括人工捡拾、筛选、重力分选、磁力分选、涡流分选、光学分选等。

（4）固化处理技术固化技术是通过在废物中添加固化基质，将危险固体废物固定或容纳在惰性固化基质中的无害化处理过程。固化产物应具有良好的抗渗透性、良好的力学性能，以及抗淋溶、抗干湿、抗冻融性能。此类固化产物可直接进行安全填埋处理，或作为建筑基础材料或路基材料。根据固化基质的不同，固化处理可分为水泥固化、沥青固化、玻璃固化、自胶体固化等。

（5）焚烧热解技术焚烧是对固体废物进行高温分解和深度氧化的综合处理工艺，其优点是能将大量有害废物分解为无害物质。随着固体废物中可燃物的比例逐渐增加，采用焚烧法处理固体废物并利用其热能已成为必然的发展趋势。这种处理固体废物的方法占用空间少，处理量大，在保护环境和提供能源方面能达到良好的效果。欧洲国家较早采用焚烧法处理固体废物，焚烧厂多设在10万人口以上的大城市，并配有能源回收系统。日本由于土地紧张，焚烧法的使用逐渐增多，焚烧过程中所获得的热能可用于发电，焚烧炉产生的热量可用于居民取暖和维持温室室温。目前，日本和瑞士每年焚烧65%以上的城市垃圾以再生能源。 但焚烧也存在投资大、焚烧过程中排烟造成二次污染、设备腐蚀严重等缺点。

热解是在无氧或无氧条件下，将有机物加热至高温（500-1000℃），使其分解为气体、液体和固体三类产物的过程。与焚烧相比，热解是一种更有前景的处理方法。其显著优势是所需基础设施投资较少。

（6）生物处理技术生物处理技术是利用微生物对有机固体废物进行分解，使其无害化。各种技术均可将有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料，还可从废品、废渣中提取金属，是固体废物资源化利用的有效技术方法。目前，应用最广泛的技术有堆肥、生物气化、废弃纤维素糖化、废弃纤维饲料、生物浸出等。

由于技术或其他原因无法利用或处理的固体废物为最终固体废物。最终固体废物的处置是控制固体废物污染、解决固体废物去向问题的最后环节。处置的目的和技术要求是尽可能地将固体废物与环境中的生物圈隔离，避免或减轻其中的污染物对环境造成的污染和危害。

最终固体废物可分为海洋处置和陆地处置两大类。

（1）海洋处置海洋处置主要分为海洋倾倒和海洋焚烧两种方法。海洋倾倒是将固体废物直接处置到海洋中的一种处置方法，它基于海洋是一个巨大的废物受体，对污染物具有很大的稀释能力。进行海洋倾倒时，首先要按照有关法律规定选择处置地点，然后根据处置区域的海洋学特点、海洋保护水质标准、处置的废物种类、倾倒方式等进行技术可行性研究和经济分析，最后按照设计的倾倒方案进行倾倒。海洋焚烧是利用焚烧船在船上焚烧固体废物的处置方法。废物焚烧后产生的废气经过净化装置和冷凝器，冷凝水排入大海，气体排入大气，残渣倾倒入海洋。该技术适用于可燃性废物的处置，如含氯有机废物。

（2）陆地处置陆地处置的方法很多，包括填埋、陆地耕作、深井注入等。填埋是从传统的堆填处置发展起来的处置技术，是目前处置固体废物的主要方法，按法律规定可分为卫生填埋和安全填埋。卫生填埋是处置一般固体废物，使其不对公共卫生和安全造成危害的处置方法，主要用于处置城市垃圾。通常将运至填埋场的废物在有限的面积内摊铺成一定厚度的薄层，然后压实，以减少废物的体积。每层作业后，用土覆盖并压实。压实的废物和土覆盖共同构成一个单元。一系列相互连接的高度相同的单元构成一个立管。一个完整的卫生填埋场由一个或多个立管组成。 卫生填埋场在选择、设计、建设、运行和封存过程中，应考虑防止渗滤液的渗漏、控制降解气体的释放、消除恶臭和病原体、开发利用场地等问题。安全填埋法是卫生填埋法的进一步改进，对场地建设技术要求更为严格。填埋场必须设有人工或天然衬砌；填埋场最低层必须位于地下水位以上；采取适当措施控制和分流地表水；配备渗滤液收集、处理和监测系统，采用覆盖材料或衬砌控制可能产生的气体，防止气体释放；必须记录处置废物的来源、性质和数量，对不相容的废物必须单独处置。