王春麗,龍錦林,蔣 鵬,陶銀鳳
(1.山東城控檢測(cè)技術(shù)有限公司,山東 濟(jì)南 250000;2.濟(jì)南市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心,山東 濟(jì)南 250100;3.山東微譜檢測(cè)技術(shù)有限公司,山東 濟(jì)南 250000)
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,化工生產(chǎn)中各種副產(chǎn)鹽渣量越來越大,對(duì)環(huán)境構(gòu)成了巨大威脅[1]。化工行業(yè)尤其是石化、煤化工、精細(xì)化工及中間體等行業(yè),每年產(chǎn)生大量的高濃度含鹽有機(jī)廢水、廢氯化鈉鹽、廢硫酸鈉鹽等廢鹽,副產(chǎn)鹽已造成行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸,同時(shí)也是社會(huì)公眾和政府部門高度關(guān)注的重點(diǎn)問題[2]。對(duì)于來源明確且屬性確定的副產(chǎn)鹽,可依據(jù)其組成成分和屬性,分別按產(chǎn)品、一般固體廢物或危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理。對(duì)于危險(xiǎn)屬性不確定的固體廢物,對(duì)其進(jìn)行危險(xiǎn)特性鑒別是否具有可行性,還需依據(jù)國(guó)家規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別程序、鑒別規(guī)則和鑒別方法進(jìn)行分析。本研究以某化工企業(yè)為例,探討副產(chǎn)鹽危險(xiǎn)廢物鑒別可行性分析的方法。
某化工企業(yè)選用液相催化酯醇交換工藝,以液體二氧化碳、環(huán)氧丙烷和甲醇為原料生產(chǎn)丙二醇,聯(lián)產(chǎn)碳酸二甲酯,副產(chǎn)碳酸丙烯酯。該工藝由兩步反應(yīng)組成:
(1)有催化劑A時(shí),由二氧化碳和環(huán)氧丙烷發(fā)生加成反應(yīng),生成碳酸丙烯酯(PC):
第一步反應(yīng)生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。
圖1 第一步反應(yīng)生產(chǎn)工藝流程示意
(2)有催化劑B(主要成分為甲醇鈉-甲醇溶液)時(shí),由碳酸丙烯酯(PC)和甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng),生成丙二醇(PG)和碳酸二甲酯(DMC):
第二步反應(yīng)生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。
圖2 第二步反應(yīng)生產(chǎn)工藝流程示意
副產(chǎn)鹽產(chǎn)生于回收利用釜?dú)堉斜肌⒓状嫉倪^程。
PG精餾塔、甲醇回收塔、甲醇分離塔分別產(chǎn)生釜?dú)垻?、釜?dú)垻凇⒏獨(dú)垻?,釜?dú)垶轲こ頎畈灰渍舫龅膹U液,主要成分為甲醇鈉和丙二醇。
將釜?dú)垻佟⒏獨(dú)垻?、釜?dú)垻奂尤胩蓟拗屑铀磻?yīng),甲醇鈉遇水分解成甲醇和氫氧化鈉,然后將CO2通入碳化罐反應(yīng)生成碳酸鈉結(jié)晶物。
(1)水解反應(yīng):甲醇鈉與水反應(yīng)生成甲醇和氫氧化鈉:
(2)碳化反應(yīng):氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉及少量碳酸氫鈉:
反應(yīng)產(chǎn)物最后經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾,濾液進(jìn)一步精餾得到丙二醇產(chǎn)品,濾渣為副產(chǎn)鹽,主要成分為碳酸鈉,含有少量甲醇和碳酸氫鈉。
依據(jù)《危險(xiǎn)廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》(HJ 298—2019)4.1.4條款,在該化工企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施、設(shè)備、原輔材料和生產(chǎn)負(fù)荷穩(wěn)定的生產(chǎn)周期,在壓濾脫除液體后的板框壓濾機(jī)上按照HJ/T 20—1998規(guī)定方法,采集5個(gè)具有代表性的副產(chǎn)鹽樣品。
按照《固體廢物 腐蝕性測(cè)定 玻璃電極法》(GB/T 15555.12—1995)的規(guī)定測(cè)定樣品pH,5個(gè)樣品的pH測(cè)定結(jié)果分別是11.30、11.27、11.21、11.08和11.10。
副產(chǎn)鹽危險(xiǎn)廢物鑒別可行性分析技術(shù)路線如圖3所示。
圖3 副產(chǎn)鹽危險(xiǎn)廢物鑒別可行性分析技術(shù)路線
依據(jù)《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則》(GB 5085.7—2007)4.1條款判斷待鑒別的物品、物質(zhì)是否屬于固體廢物,不屬于固體廢物的,則不屬于危險(xiǎn)廢物。
經(jīng)查《固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則》(GB 34330—2017),該化工企業(yè)副產(chǎn)鹽符合4.2條款“在物質(zhì)合成、裂解、分餾、蒸餾、溶解、沉淀以及其他過程中產(chǎn)生的殘余物質(zhì)”,可判定其屬于固體廢物。
副產(chǎn)鹽是利用釜?dú)垻?、釜?dú)垻?、釜?dú)垻圻@些固體廢物生產(chǎn)的產(chǎn)物,據(jù)企業(yè)提供的產(chǎn)品檢測(cè)報(bào)告等資料,其不符合《固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則》(GB 34330—2017)中5.2條款的要求,即不能按相應(yīng)的產(chǎn)品管理,仍屬于固體廢物。
該化工企業(yè)副產(chǎn)鹽的主要成分為碳酸鈉,為堿性物質(zhì),經(jīng)板框壓濾產(chǎn)出,可理解為堿渣。
經(jīng)查《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》(2021版),HW35廢堿(類別代碼900-399-35)指的是“生產(chǎn)、銷售及使用過程中產(chǎn)生的失效、變質(zhì)、不合格、淘汰、偽劣的強(qiáng)堿性擦洗粉、清潔劑、污跡去除劑以及其他強(qiáng)堿性廢堿液、固態(tài)堿和堿渣”。
根據(jù)《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 腐蝕性鑒別》(GB 5085.1—2007),按照GB/T 15555.12—1995的規(guī)定制備的浸出液,pH≥12.50的固體廢物屬于危險(xiǎn)廢物。經(jīng)檢測(cè),5個(gè)樣品中pH最大為11.30,故副產(chǎn)鹽不屬于“強(qiáng)堿性廢堿液、固態(tài)堿和堿渣”類別,即未被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》(2021版)。
經(jīng)查《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》(2021版),PG精餾塔、甲醇回收塔、甲醇分離塔分別產(chǎn)生的釜?dú)垻佟⒏獨(dú)垻?、釜?dú)垻劬鶎儆贖W11精(蒸)餾殘?jiān)悾ㄎU代碼900-013-11)危險(xiǎn)廢物,危險(xiǎn)特性是毒性(T)。釜?dú)垻?、釜?dú)垻?、釜?dú)垻墼谔蓟拗谢旌?,其混合物仍然屬于危險(xiǎn)廢物。
釜?dú)垻?、釜?dú)垻?、釜?dú)垻墼谔蓟拗薪?jīng)水解、碳化和過濾處理,釜?dú)堉械谋急换厥詹⒆鳛楫a(chǎn)品產(chǎn)出,其中的甲醇被回收利用,產(chǎn)出的副產(chǎn)鹽符合《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則》(GB 5085.7—2007)中6.2條款“具有毒性危險(xiǎn)特性的危險(xiǎn)廢物利用過程產(chǎn)生的固體廢物”。副產(chǎn)鹽是否也屬于危險(xiǎn)廢物,需經(jīng)鑒別予以判定。
該化工企業(yè)副產(chǎn)鹽來源明確,屬于固體廢物,未被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》(2021版),但不排除具有危險(xiǎn)特性和危險(xiǎn)廢物鑒別的可行性,需依據(jù)GB 5085.1~GB 5085.6以及HJ 298—2019進(jìn)行危險(xiǎn)特性鑒別,根據(jù)鑒別結(jié)果選擇管理方式。
建議企業(yè)依據(jù)副產(chǎn)鹽性質(zhì)采取合理的管理措施: (1)符合《固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則》(GB 34330—2017)中5.2條款要求,按產(chǎn)品管理;(2)采取綜合利用等措施,按一般固體廢物管理;(3)采取安全合規(guī)處置等措施,按危險(xiǎn)廢物管理;(4)確定為固體廢物但不確定廢物性質(zhì)的,進(jìn)行危險(xiǎn)廢物鑒別,根據(jù)鑒別結(jié)果,按一般固體廢物或危險(xiǎn)廢物管理;(5)不確定副產(chǎn)鹽性質(zhì),進(jìn)行副產(chǎn)鹽的屬性鑒別,根據(jù)鑒別結(jié)果,按產(chǎn)品或固體廢物進(jìn)行管理。