目前我們常見(jiàn)的處理固體廢棄物的方法多為填埋、焚燒、堆肥等,但在經(jīng)濟發(fā)達的地區,由于土地資源緊張,已經(jīng)很難找到合適的填埋場(chǎng)地,雖然焚燒處理后可以大大減少固廢廢棄物的體積,但是目前在我國由于群眾對這一技術(shù)安全性的擔心,亦造成了其推廣的難度,而我們國家的生活垃圾由于有機物含量低,堆肥處理后多很難達到有機肥的標準,難以引進(jìn)投資,形成可持續發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。近來(lái),在中國固廢網(wǎng)和清華大學(xué)聯(lián)合主辦的“2009中國固廢高級論壇中”暨“第三屆中國固廢高級論壇”中,中國科學(xué)院力學(xué)研究所盛宏至研究員為固廢行業(yè)的專(zhuān)業(yè)人士介紹了固廢處理的另一種處理方式和思維模式——等離子體技術(shù)。
相對焚燒 更具環(huán)保指標優(yōu)勢
2002年我國工業(yè)危險廢物為1000萬(wàn)噸,醫療廢物約65萬(wàn)噸,預計2010年我國醫療廢物將達到68萬(wàn)噸。由于以POPS為主的危險廢物多含有氯,而氯對于焚燒多會(huì )產(chǎn)生負面的作用,因此國際危廢領(lǐng)域一直探索尋求更具環(huán)保指標的危廢處理技術(shù),其中等離子體技術(shù)是作為非焚燒技術(shù)的一部分,更具環(huán)保指標。將等離子體用于處理各類(lèi)污染物具有處理流程短、效率高、適用范圍廣等特點(diǎn),尤其是對于多氯聯(lián)苯類(lèi)(PCB)、氟里昂類(lèi)等難消解含鹵化合物及生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、農藥、醫院等的特殊廢棄物處理,常規的燃料熱源技術(shù)的處理效率常不能達到國際規定的標準(PCB的消解效率必須大于99.9999%),并且更高毒性的多氯二苯并二(PCDDs) 與多氯二苯并呋喃(PCDFs) 的二次污染問(wèn)題日益引起人們的重視。等離子體既可用于處理廢氣又可用于處理廢水、固體廢物、污泥、甚至放射性廢物。
等離子體技術(shù)處理危廢的原理和優(yōu)勢
等離子體是物質(zhì)存在的第四態(tài),它是氣體電離后形成的,是由電子、離子、原子、分子或自由基等粒子組成的集合體,它具有宏觀(guān)尺度內的電中性與高導電性。利用大功率等離子體處理危險有害的廢棄物和一般的焚燒方式大不一樣,等離子體火炬的中心溫度可高達攝氏2~3萬(wàn)度,火炬邊緣溫度也可達到3千度左右。當高溫高壓的等離子體去沖擊被處理的對象時(shí),被處理物的分子、原子將會(huì )重新組合而生成新的物質(zhì),從而使有害物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì),甚至能變?yōu)榭稍倮玫馁Y源。因此等離子體廢物處理是一個(gè)廢料分解和再重組過(guò)程,它可將有毒有害的有機、無(wú)機廢物轉成有價(jià)值的產(chǎn)品。等離子體高溫分解特性是:第一,溫度越高產(chǎn)生的分子的分子量越??;且C/H比越高,炭沉積為煙灰;第二,高溫分解的許多產(chǎn)物的化學(xué)反應隨溫度降低而降低。炭,氫,氯在300○C左右容易形成致癌物質(zhì):二氧(雜)芑,呋喃等,由于等離子體在處理廢物時(shí)溫度高,不易形成致癌物質(zhì),所以可以達到“零排放”。
等離子體分解有機廢物可得到氫氣及一氧化碳,并可通過(guò)一個(gè)附屬設備提取。它們可以用作化學(xué)原料去生產(chǎn)其它產(chǎn)品,如聚合物或其他化學(xué)產(chǎn)品。氫氣是十分有價(jià)值的商業(yè)氣體,可應用在多種制造日用品的工藝中,例如:氨及塑料、藥物、維生素、食油等。它亦可為燃料電池提供能量。燃料電池被廣泛認為是未來(lái)解決污染問(wèn)題的潔凈能源。從無(wú)機廢物中得到的可再用的產(chǎn)品包括可用于冶金工業(yè)的合成金屬,可用于建筑及研磨材料的玻璃狀的硅石。