陳大揚(yáng),朱 藝,陳 科
(1.北京國環(huán)清華環(huán)境工程設(shè)計研究院有限公司,北京 100084;2.中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院,北京 100191)
危險廢物,是指列入國家危險廢物名錄或者根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的具有危險特征的固體廢物。其具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性或者感染性等一種或幾種危險特性,如果隨意堆放或處理,將會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成有害影響。
“十三五”以來,國家和地方政府對危險廢物監(jiān)管日趨嚴(yán)格,《國家危險廢物名錄》于2016年進(jìn)行了修訂,將危險廢物調(diào)整為46個大類479種,并增加了“豁免管理清單”;2013和2016年,最高人民法院和最高人民檢察院兩次就非法排放、傾倒和處置危險廢物行為的量刑進(jìn)行司法解釋;2018年實(shí)施的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法》規(guī)定危險廢物的稅額為1 000元/t。
隨著法律法規(guī)的完善,危險廢物的處理處置需求顯著增加,根據(jù)近幾年《全國環(huán)境統(tǒng)計公報》等統(tǒng)計數(shù)據(jù),2016和2017年全國危險廢物的產(chǎn)生量較之前出現(xiàn)大幅增長,增幅分別為34.5%和29.7%[1-2]。為此,各省市紛紛出臺“十三五”危險廢物設(shè)施建設(shè)規(guī)劃,擴(kuò)大危險廢物減量化、資源化和無害化處理能力,力爭2020年實(shí)現(xiàn)供需匹配。結(jié)合工作過程中的經(jīng)驗(yàn),本文就危險廢物綜合處理處置中心選址設(shè)計及后續(xù)環(huán)境影響評價過程中需要關(guān)注的要點(diǎn)進(jìn)行探討和總結(jié)。2010-2017年,全國危險廢物產(chǎn)生及處理情況如圖1所示。
圖1 2010-2017年全國危險廢物產(chǎn)生及處理情況
我國危險廢物污染防治的總原則是減量化、資源化和無害化。減量化針對產(chǎn)生危險廢物的工藝過程實(shí)施清潔生產(chǎn),從源頭防止和減少危廢的產(chǎn)生量;資源化和無害化的目的是將已產(chǎn)生的危險廢物對環(huán)境造成影響的風(fēng)險降至最低,首先將危險廢物盡可能回收利用,減少無害化處理的負(fù)荷,其次是采取物理、化學(xué)和生物等多種方法,降低其危險特性和對環(huán)境的潛在影響。
無害化處理技術(shù)的選擇與危險廢物的組成、性質(zhì)、狀態(tài)、排放標(biāo)準(zhǔn)和成本等因素有關(guān),常用的處理技術(shù)可以分為物理處理、化學(xué)處理、熱處理和固化處理四大類。
1.1.1 物理處理
物理處理是指通過濃縮或相變化改變危險廢物的結(jié)構(gòu),減少危險廢物的體積,使之成為便于運(yùn)輸、儲存、利用或處理處置的形態(tài)。具體的方法有電滲析、分離、吸附、電解、過濾、浮選、絮凝、冷卻、沉淀、沉降、懸浮液冷凍、反滲透、結(jié)晶、超濾、高梯度磁分離和空氣吹脫等[3]。
1.1.2 化學(xué)處理
化學(xué)處理是指采用化學(xué)方法破壞危險廢物中的有害成分,使之達(dá)到無害化,或?qū)⑵滢D(zhuǎn)變?yōu)檫m于進(jìn)一步處理處置的形態(tài)。化學(xué)處理的目的在于改變危險廢物的化學(xué)性質(zhì),通常作為危險廢物最終處理處置前的預(yù)處理措施,具體的方法包括化學(xué)還原、化學(xué)氧化、水解、光分解和中和等。
1.1.3 熱處理
熱處理是通過高溫破壞或改變危險廢物的組成和結(jié)構(gòu),同時達(dá)到減容和無害化的目的,熱值較高或毒性較大的廢物適宜采用該處理方法,常見的有焚燒、熱解、焙燒和燒結(jié)等。
1.1.4 固化處理
固化處理是指采用固化劑將危險廢物固定和包裹,以降低其對環(huán)境的危害,主要用于無機(jī)類危險廢物,屬于最終處置過程,固化處理后的危險廢物通常會出現(xiàn)較大幅度的增容,常見的固化處理方法包括水泥固化、石灰固化和塑性固化等。
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由于危險廢物的種類眾多,性質(zhì)和狀態(tài)各異,選擇處理處置工藝時需要從適用性、經(jīng)濟(jì)性和可操控性等角度進(jìn)行綜合考量。通常來說,一個綜合性的危險廢物處理處置工程由主體工程、輔助工程、公用工程和環(huán)保工程組成。主體工程主要包括計量系統(tǒng)、綜合利用處理系統(tǒng)、物化處理系統(tǒng)、熱處理系統(tǒng)、固化穩(wěn)定化系統(tǒng)和安全填埋場等;輔助工程主要包括危險廢物暫存間、運(yùn)輸車輛清洗間、檢測中心、輔助材料倉庫、機(jī)修間和加油站等;公用工程主要是供熱、供電、供水、綠化等工程;環(huán)保工程主要是煙氣處理系統(tǒng)、安全填埋場污染控制系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)等。
危險廢物綜合處理處置中心的通常流程(見圖2)為:產(chǎn)廢單位或危廢中心按照《危險廢物收集 貯存 運(yùn)輸技術(shù)規(guī)范》(HJ 2025—2012)中的技術(shù)要求將廢物運(yùn)入處置中心,然后依次進(jìn)行稱量、樣品分析和登記儲存,再根據(jù)其類別、形態(tài)和成分等因素分別采用綜合利用處理、物化處理、熱處理、固化穩(wěn)定化處理或安全填埋處置,實(shí)現(xiàn)資源化和無害化目的。
圖2 危廢處置中心廢物進(jìn)場流程
1.2.1 綜合利用處理
危險廢物的綜合利用,是實(shí)現(xiàn)廢物資源化和減量化的有效措施,可以減輕危廢中心物化處理、焚燒處理和固化穩(wěn)定化處理系統(tǒng)的壓力,延長安全填埋場的服務(wù)年限。目前,國內(nèi)危廢處理處置企業(yè)中常見的綜合利用工藝主要有廢礦物油再生、有機(jī)溶劑再生、廢硫酸再生和重金屬回收(銅鈷鎳)等。
根據(jù)目前國家的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,危險廢物經(jīng)過處理處置或資源化利用后,仍被定義為危險廢物,其二次銷售及利用存在諸多困難,危險廢物處理處置企業(yè)承受的壓力較大。因此,迫切需要建立相關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和污染控制法規(guī)等,為危險廢物綜合利用行業(yè)發(fā)展建立良好的發(fā)展環(huán)境。
隨著危廢監(jiān)管力度的增大和危廢處理企業(yè)處理能力的日趨飽和,危險廢物綜合利用的需求增大。細(xì)分行業(yè)和特定危廢種類的綜合利用技術(shù)研發(fā)是危廢綜合利用行業(yè)未來的發(fā)展趨勢,需開展跨行業(yè)協(xié)作,按照“企業(yè)—社會—處置廠”三個層次統(tǒng)籌考慮。
1.2.2 物化處理
物化處理也可稱為危險廢物的預(yù)處理,其目的是將液態(tài)和半固態(tài)危險廢物(含部分有毒固態(tài)危廢)進(jìn)行處理,降低或解除其危害性,使之滿足后續(xù)焚燒或固化等無害化處理的需要。危廢中心常見的物化處理工藝主要有五大類:廢乳化液破乳、工業(yè)污泥或廢渣的脫水、廢酸廢堿中和處理、鉻和砷的解毒處理以及重金屬廢液處理。典型的物化處理工藝流程如圖3所示。
圖3 典型的物化處理工藝流程
1.2.3 熱處理
熱處理技術(shù)就是將預(yù)處理過的危險廢物投入燃燒爐中,在高溫條件下將其可燃成分進(jìn)行氧化分解,這種工藝是處理危廢最有效的技術(shù)手段[4]。目前,常見的熱處理工藝主要包括焚燒、熱解和等離子氣化熔融三大類,綜合考慮運(yùn)行成本和工藝技術(shù)的適用性,焚燒技術(shù)是目前應(yīng)用最多的熱處理工藝,主流焚燒設(shè)備包括“回轉(zhuǎn)窯+二燃室”和“回轉(zhuǎn)窯+爐排+二燃室”兩種,焚燒廢氣處理采用“余熱鍋爐+SNCR+急冷塔+干式脫酸反應(yīng)器+布袋除塵器+濕法脫酸+煙氣升溫”工藝。典型的危險廢物焚燒處理工藝流程如圖4所示。
圖4 典型的危險廢物焚燒處理工藝流程
據(jù)統(tǒng)計,國內(nèi)外的危險廢物焚燒均以回轉(zhuǎn)窯焚燒為主,回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)可以適應(yīng)固態(tài)、膏狀、粉狀、液態(tài)、氣態(tài)的危險廢物的協(xié)同處理[5]。等離子氣化熔融具有固體廢物減容效率高、實(shí)現(xiàn)危險廢物的完全無害化、進(jìn)料適應(yīng)性強(qiáng)以及有害廢氣排放量低等特點(diǎn),在危廢處理方面的應(yīng)用前景廣闊。
1.2.4 固化穩(wěn)定化處理
該處理方法是將危險廢物通過化學(xué)轉(zhuǎn)變引入某種穩(wěn)定固體物質(zhì)的晶格中,或通過物理過程把危險廢物直接摻入惰性基材中,使之能夠滿足《危險廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18598—2019)表5-1中的限值要求[6]。常用的固化劑可分為無機(jī)黏結(jié)物質(zhì)(如水泥、石灰、礦渣等)、有機(jī)黏結(jié)劑(如瀝青)、熱硬化有機(jī)聚合物(如酚醛樹脂和環(huán)氧化物等)和玻璃質(zhì)物質(zhì)等。
目前,國內(nèi)大多數(shù)危廢中心的常用做法是將水泥和粉煤灰作為固化劑,可以達(dá)到安全填埋場的入場限值要求,但是固化后危險廢物增容率也比較高。為了節(jié)省安全填埋場日益緊張的庫容,未來固化穩(wěn)定化處理必然朝精細(xì)化方向發(fā)展,針對不同類別廢物采用不同的穩(wěn)定劑進(jìn)行處理,將增容率控制在較低水平。
1.2.5 安全填埋處置
安全填埋技術(shù)屬于危險廢物的最終處置技術(shù),安全填埋場是一種將危險廢物放置或貯存在土壤中的處置設(shè)施,用于掩埋或改變危險廢物的特性[7]。安全填埋場屬于全封閉型填埋場,其構(gòu)筑方式和填埋方式與地形地貌有關(guān),可分為山谷型填埋和平地型填埋;平地型填埋又可分為地上式、地下式及半地下式[8]?!段kU廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18598—2019)、《危險廢物安全填埋處置工程建設(shè)技術(shù)要求》對安全填埋場的選址、設(shè)計、施工及污染控制都提出了詳細(xì)的要求,國內(nèi)安全填埋場一般遠(yuǎn)離居民區(qū)和地表水域等環(huán)境敏感區(qū),山谷型填埋場居多,通常的做法是在山谷出口設(shè)一堆石壩,在填埋場上方設(shè)擋水壩,在填埋場四周開挖排洪溝,嚴(yán)格控制地表水,使其不進(jìn)入填埋場。
安全填埋場的污染防治措施主要是清污分流,降低雨水下滲進(jìn)入庫區(qū),從而達(dá)到減少滲濾液的目的。未來的發(fā)展趨勢主要集中在污染防治和風(fēng)險管控兩方面,污染防治主要是通過精細(xì)化管理,減少作業(yè)面的暴露面積甚至將作業(yè)面完全封閉,將安全填埋場的滲濾液產(chǎn)生量降到最低;風(fēng)險管控是建立有效的滲漏檢測系統(tǒng),對安全填埋場的防滲系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控,出現(xiàn)問題及時解決,將其對地下水環(huán)境的風(fēng)險降到最低。
危險廢物來源復(fù)雜、種類繁多、產(chǎn)生集中又分布廣泛,由于其具備一種或幾種危險特性,具有高度的社會敏感性。自2015年以來,國家對危險廢物處理處置企業(yè),尤其是危險廢物綜合處理處置中心項(xiàng)目的監(jiān)督管理提出了一系列要求。環(huán)境影響評價是建設(shè)項(xiàng)目順利實(shí)施的首要環(huán)節(jié),危廢中心屬于系統(tǒng)工程,人們在環(huán)境影響評價和審批中應(yīng)統(tǒng)籌考慮各個環(huán)節(jié)可能對環(huán)境產(chǎn)生的影響。
危廢中心選址在小范圍內(nèi)會引發(fā)較高的社會關(guān)注度,必須在環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)上充分比選,符合有關(guān)要求,做到切實(shí)可行。選址是項(xiàng)目實(shí)施的重要環(huán)節(jié),應(yīng)綜合考慮處置設(shè)施的服務(wù)半徑、防護(hù)距離、運(yùn)輸距離、交通、土地利用狀況、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣象條件、基礎(chǔ)設(shè)施狀況、公眾意見等因素,在綜合比選基礎(chǔ)上合理確定場址。
場址確定后,需要結(jié)合水文地質(zhì)勘察、工程地質(zhì)勘查、地質(zhì)災(zāi)害評估等工作成果,收集必要的規(guī)劃、氣象、環(huán)保等基礎(chǔ)資料,與《危險廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18597—2001)及其修改單、《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18484—2001)、《危險廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18598—2019)和《危險廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 176—2005)中的具體要求參照對比,得出選址可行性的結(jié)論。
危險廢物的形態(tài)較為復(fù)雜,需有針對性地選擇符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求的容器或包裝物,由有資質(zhì)的運(yùn)輸人員采用有資質(zhì)的專用車輛進(jìn)行收集和運(yùn)輸,收運(yùn)路線應(yīng)按照國家和地方要求向相關(guān)部門報備,全過程可控。
在環(huán)境影響評價階段,應(yīng)重點(diǎn)針對穿越地表水源、自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)等敏感區(qū)的路線提出修改建議并具體落實(shí)到位;提出盡量回避居民集中居住點(diǎn)和大型地表水體的建議,必須穿越時提出風(fēng)險防控措施和應(yīng)急要求;針對不同區(qū)域,提出極端天氣情況下的運(yùn)輸要求和管控措施。
危廢中心的場址多遠(yuǎn)離城鎮(zhèn),在環(huán)評過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注處理處置過程對環(huán)境空氣和水環(huán)境的影響,現(xiàn)選取產(chǎn)、排污量比較大物化處理、焚燒處理和填埋處置過程進(jìn)行討論。
2.3.1 物化處理
物化處理的對象多為半固態(tài)和液態(tài)的危險廢物,一些處理工藝的反應(yīng)過程多在液相進(jìn)行,如廢酸廢堿的中和處理、含重金屬廢液的絮凝沉淀處理、廢乳化液的酸化破乳處理等。另一些處理工藝本身也會產(chǎn)生大量廢液,如工業(yè)污泥或藥渣等的干化處理。因此,危廢中心對地表水環(huán)境的影響主要來自物化處理過程,在實(shí)際工作中需要結(jié)合危廢中心的排水條件,針對物化處理過程產(chǎn)生的高鹽、高濃廢液進(jìn)行重點(diǎn)分析,論證其進(jìn)入危廢中心污水處理設(shè)施的可行性和處理后達(dá)標(biāo)排放的可靠性,必要時需要提出增加預(yù)處理或修改水處理工藝路線的建議。
2.3.2 焚燒處理
焚燒處理的對象屬于可燃性的有機(jī)類危險廢物,除了收集到的場外廢物,處置中心綜合利用和物化處理過程中也會產(chǎn)生少量可燃廢物;這些危險廢物的狀態(tài)、成分和熱值各有不同,要結(jié)合焚燒爐設(shè)計參數(shù)和入場廢物組分分析數(shù)據(jù),將不同種危廢進(jìn)行配伍后才能送入焚燒爐進(jìn)行處理。
焚燒過程所產(chǎn)生的煙氣是危廢中心環(huán)評過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的廢氣排放源,其中的氣態(tài)污染物主要包括氮氧化物、SO2和HCl等酸性氣體、顆粒物、Pb和Hg等重金屬、二噁英等。根據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》(HJ 2.2—2018)的要求,在對焚燒煙氣的環(huán)境影響進(jìn)行預(yù)測時須輸入煙囪出口的煙氣排放速度、溫度等參數(shù),應(yīng)將設(shè)計單位提供的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)總煙氣量轉(zhuǎn)化為工況條件再進(jìn)行計算和預(yù)測;而《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18484—2001)中的氣態(tài)污染物最高允許排放濃度限值是將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下、11%含氧量的干煙氣作為換算基準(zhǔn),進(jìn)行廢氣達(dá)標(biāo)分析時應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)的換算,避免出現(xiàn)廢氣源強(qiáng)和排放濃度不對應(yīng)的情況。
2.3.3 安全填埋處置
作為安全填埋處置的預(yù)處理工序,固化穩(wěn)定化過程的產(chǎn)排污量很小,除了粉塵和噪聲影響之外,應(yīng)將關(guān)注點(diǎn)放在固化/穩(wěn)定化藥劑的可行性,即固化穩(wěn)定化產(chǎn)物是否滿足安全填埋場的入場標(biāo)準(zhǔn);尤其是采用螯合劑進(jìn)行穩(wěn)定化的處理工藝,要通過文獻(xiàn)調(diào)研、類比工程實(shí)測等方式,論證螯合劑對重金屬、二噁英類物質(zhì)的穩(wěn)定化處理效果。最后,需要根據(jù)實(shí)際情況對該處理過程的后續(xù)監(jiān)測和管控提出要求。
安全填埋處置是危廢中心對地下水環(huán)境可能造成影響的主要潛在風(fēng)險源,根據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 地下水環(huán)境》(HJ 610—2016),危險廢物安全填埋場的地下水評價等級為一級,需按照其要求進(jìn)行最嚴(yán)格的評估。正常情況下,危廢中心廠區(qū)的重點(diǎn)區(qū)域及填埋場庫區(qū)都進(jìn)行了防滲處理,不會出現(xiàn)廢水滲漏污染地下水環(huán)境的情況;通過設(shè)置防滲系統(tǒng)出現(xiàn)破損的情景,模擬滲濾液或生產(chǎn)廢液通過破損進(jìn)入地下水環(huán)境后的影響范圍和影響程度,得出危廢中心各子項(xiàng)工程對地下水環(huán)境影響是否可以接受結(jié)論,并提出項(xiàng)目運(yùn)行后的污染控制及風(fēng)險管控措施。
危險廢物是具有危險特性的一類特殊固體廢物,不妥善處置會對生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響,危險廢物綜合處置中心的建設(shè)是我國處理危險廢物的重要途徑。鑒于國家和地方對危險廢物的執(zhí)法和監(jiān)管力度日趨加大,對危險廢物無害化處理能力的需求也隨之增加。危險廢物綜合處置中心的新建、擴(kuò)建和技改項(xiàng)目需要從選址開始即全面考慮項(xiàng)目審批、設(shè)計、建設(shè)和運(yùn)營全過程的環(huán)境及社會影響和風(fēng)險,作為項(xiàng)目實(shí)施首要環(huán)節(jié)的環(huán)境影響評價,應(yīng)該在滿足國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和導(dǎo)則的基礎(chǔ)上,綜合考慮工藝技術(shù)適用性和未來發(fā)展趨勢、經(jīng)濟(jì)水平和社會影響等因素,做出客觀、科學(xué)和公正的評估。