如果一个化工企业将固体废料埋在地下该怎么处理

如果一个化工企业将固体废料埋在地下该怎么处理

处理固体废料的方法
固体废料处理技术领域，包括物料回收、再循环以及重复利用，以及以其最高的效益和资源价值利用其组成物料。
人类进入工业化社会发展以来，一直在通过掩埋或将其倾到水体中来处理固体废料，特别是城市废料或垃圾，但是，最近人类认识到固体废料的不适当处理会引起短期或长期的污染问题，所以固体废料的处理成了日益关心的话题。从固体废料中回收有用的资源是又一个因素，它导致了对适当处理方法和固体废料利用的日益关心。在不同类型的固体废料中，城市固体废料，从其绝对体积和其组成的不同上看是具有特别意义的。
尽管通过掩埋来处理固体废料至今一直是并将继续是最广泛的方法，但已经提出和利用了多种固体废料处理方法。尽管在适当构造、运行和维持的掩埋场处理看起来好象是一种短期内相对安全的废料处理方法，但是人们仍然关心即使是设计和运行得最好的掩埋场的长期安全性。传统的掩埋场是用不透水的混凝土壳构造而成的，它能用作防止废料渗滤到供水系统的隔板，但是混凝土壳的任何缺口都会导致整个包容系统的失败。而且，处理固体废料掩埋场的传统设计和运行未能有效地利用废料流组分作为资源再使用的潜力。
焚化是另一种方法，它也长期被用来处理固体废料，有时是单独使用，有时是和从燃烧热回收能量一起使用，同样，尽管提供了一部分的解决方法，并回收了焚化废料的至少一部分资源价值，但焚化会产生空气污染，对于回收许多废料组分的资源价值来说，为热能而利用所有废料组分通常是一种极其无效的方法。
将城市废物作堆肥处理(Composting)是另一试图使用的方法。但是它未能提供一个对废料处理问题的综合性的解决办法。尽管城市废物中的某些组分能有效地被堆积分解掉，但是在整个堆肥过程中许多组分不再能生物降解，或者说将维持其有毒或有害特性。
原料分离再循环，即每一个废料产生者从废料流中将可再循环和/或可再使用的物料分离出来并单独收集，作为固体废料处理问题的有用的和有效的解决办法被强有力地提出。原料分离再循环，尽管在从废料流中分离出组分以利用它们的资源在价值上是有效的，但还是遇到了许多困难。
在城市废料的这种特殊情形中，废料的原料分离必须由每个产生废料的家庭来做，废料产生者参与详细的分离程序的意愿通常是分离或再循环程序有效性的重要的决定因素。即使是在最有效的自愿再循环程序中，产生废料的家庭参与所有废料的原料分离也是不普遍的，而且所述参与随着分离复杂性的提高而呈下降趋势。由于城市废料产生者在分辨物料上出现的错误问题也出现了，导致了回收物料的杂混，降低了分离的有效性。相应于杂混问题，通常致力于提高参与，已经提供了一些结合原料分离和收集分离方法的再循环程序，在结合程序中，从其它废料中将再利用的物料分离出来并混杂在一起，当这些废料从每一个产生者那里收集起来时进行附加的分离。然而，结合程序趋于降低废料收集的速度，经常需要额外的人工，同时在效率上的任何改进最好也只是收益仅敷支出。
另一种用于城市再循环的，或单独或结合由每一个废料产生者进行分离的方法是收集后分离，在该方法中，在废料从单个家庭中收集后至少进行一部分的分离过程。收集后分离的范围包括基于对肉眼可见的废料流的检查和可再循环物料的辨认的简单和不完全手工分离，以及利用和如对铁类金属的磁力分离、对非铁金属的感应电流分离(Induction Current Separation)、和在如水箱中进行密度分离等技术的更复杂的自动化系统。这些分离技术的有效性和效率在很广的范围内变动，作为一个一般性的方法被证明仅部分地成功。当试图解决固体废料问题时，在许多传统分离技术中使用相对大量的水也会产生环境水污染问题。
传统的再循环和再利用方法还受到经济问题的困扰，回收的或再循环的物料通常被证明比原始材料的成本更高，这至少是部分由于在破碎过程和利用设备之间的无效的处理和运输、物料净化的最后步骤的高成本，以及回收的物料的用途所造成的，而在这些用途中，它们必须直接与原始材料竞争。例如，通常可以理解回收后的物料的最好的再循环利用是使这些物料回复到其原始用途，以生产它们从废料流中回收的相同产品，虽然这种整个环路的再循环可能是理想的方法，但是只要工业经济能以较低的成本提供原始材料，回收后的物料的利用就会受到抑制，并且废料处理问题就未得到解决。
还需要一种处理固体废料的有效方法，特别是处理包括生活和工业废料的城市固体废料的方法，用来直接地解决和避免现有技术中的问题和困难。进一步说还需要一种有效的和成本上可行的方法来利用回收的物料，该方法应使最大回收和再利用废料的目标和开辟这些物料的用途路径的需要相一致，这些用途要能避免或消除与原始材料进行经济竞争时的不利的抑制影响。
本发明的概述本发明提供了一种处理大量固体废料的综合性方法，保留了构成组分的资源价值，同时避免了与目前使用的处理技术相关的问题；该方法将来自原始废料流的构成物料有效地分离成混合物料和/或为特定目标应用的单一物料支流，同时避免了与目前使用的分离技术相关的问题；该方法还利用回收和分离出来的物料生产所选择和设计的有用产品，从而在没有防碍这些利用的经济上的缺点的条件下最大限度地利用回收的物料，本方法还将回收和分离后的物料用于生产并直接利用来自于废料的有用能量。本发明方法被设计成通过三个基本的相互关联的阶段来实施，每一阶段完成整个原始原料处理步骤中的一个必要工序，每一阶段有一中间输出，它形成了相关工序中下一阶段的输入。本方法的第一阶段(有时称之为阶段I)接受来自收集的粗废料，并处理整个物料流以调整废料和保护所有组分的资源价值用于后续处理，第二阶段(有时称之为阶段II)将组分分离成按用途选择的物流，而第三阶段(有时称之为阶段III)进一步纯化物料的所选择的部分，从废料生产有用的原始和最终产品和由所选择的物料产生能量用于运行处理设备。本发明三个阶段可以在单个一体化的设备中以连续方式来实施，或者可以在三个独立的设备或在所述设备的局部组合(Subcombination)中实施。本发明方法提供了大量的处理的灵活性以及在处理步骤中物料流动方面的灵活性，允许物料在整个处理中的选择点从处理设备中排出，以直接使用或者发送后续处理步骤，绕过某些中间步骤，这种情况是由所选择的物料利用方式所决定的。在处理步骤和物料流动方面所提供的灵活性使得该方法和所设计的处理设备能够特别简便地实施该方法，从而适应范围很广的粗废料组成和宽范围的物料利用方案，所以提供一种完全是综合性的解决各种固体废料处理问题的方法。
尽管本发明方法所提供的废料处理设备的使用在现有技术中是未知的，但本发明方法的每一阶段尽可能利用常规设备，以使设备的结构和操作便于实施该方法。本发明方法所代表的先进性，不仅在于所用设备的结构和本发明的每一独立步骤的实施上，而且在于以先前未知的结合方式创造性地利用常规设备的有意义的局部一体化，在于进行先前未知的步骤组合以得到先前未知的结果。
在阶段I，将进来的粗废料处理和干燥到基本上为惰性的状态，并使其体积和重量大幅度下降，以使得在必要时从经济上考虑能便于将废料送到适合的场所贮藏和回收资源。因为废料流中所有的组分都保存下来了，所以，所有的组分都可以在本方法的第二和第三阶段得以分离和利用。进一步说，由于处理过的废料能容易地运输和保存，组分能积累到一个足够的量以支持后续的处理和利用并为其提供经济上的根据。
在典型的城市废物处理系统中，废物从每个家庭和其它废物产生者那收集起来，放到卡车上运到掩埋场或其它废弃地点，在本发明的第一阶段，利用了典型的收集方法，但是废物是传送到一个处理设备而不是废弃掉。从最初的运输工具上将废料卸下，经过一个“破袋机(Bag Shredder)”打开垃圾袋或其它废料容器，送到物料传送系统，再开始以下的基本步骤。首先，整个废料流通过一个磁力分离单元，在其中将所有铁类金属从物流中分离出来。必要时，也可以在该方法的这一步骤中从废物流中分离出其它组分，可是这种初始的分离步骤是不必要的。废料然后通过传送带系统下落到破碎机单元，再到一个粉碎机单元，在其中所有组分都被破碎和粉碎到通常是预先选定的均匀的物理尺寸。从破碎机和粉碎机单元出来的废料被送到杀菌和干燥单元，在其中被杀菌并完全干燥致从废料颗粒中除去几乎所有的自由水分。从杀菌和干燥单元出来后，废料可以直接传送去开始本方法的第二阶段，或者传送到粘结和压缩单元，在其中废料在高压下压缩形成均匀的高密度块料。在阶段I的设备与阶段II和/或阶段III的设备从地理位置上看彼此隔开的情况下，或者在一部分原来处理过的废料要储存一段时间以备在邻近的设备上使用的情况下，通常可以利用粘结和压缩步骤。
如果利用粘结和压缩步骤，在必要时可以向干的废料颗粒群中添加粘结剂，使压缩步骤能产生粘附的块料，这些块料在后续的处理和运输中能防止破裂并维持所需的形状。压缩步骤之后，每一块料都用塑料膜蜷缩(Shrink)包裹，或者用普通的不透水阻隔材料涂覆(Coated)。收缩包裹或涂覆有双重作用，维持块料的整体性和密封块料阻止物料穿过阻隔层的转移，防止废料再水合和从块料释放例如灰尘之类的东西。
废料的初步杀菌或失活是通过废料在高温下的完全干燥来完成的。优选从废料去除几乎所有自由水分及尽可能多的细胞内的水分，以得到几乎完全干燥的废料。不管是需氧还是厌氧的生物降解过程都需要水，所以物料脱水防止了干燥加热后幸存的细菌或其它微生物的延续生物活性。然而，如必要或条件允许的话，在本发明的方法中可以结合使用多种其它的杀菌和/或除臭方法。这些方法包括添加除臭剂、化学杀菌、使用气体或液体杀菌剂、微波杀菌、辐射杀菌，辐射杀菌的例子有用足够强的伽马(Gamma)射线杀灭原存于废料中的微生物。
尽管本发明方法能够用来生产任何尺寸和形状的最终废料块，但优选将块料形成便于在稳定存放中水平或垂直连结的形状。块料的尺寸应选择使得块料能有效地放置到如单节机动有轨车或半拖车的运输工具上来运输。当等待在邻近的设备上使用或等待运输，和在到达不同的场所后，块料可以直接接触地放置，而没有自由空间，使在给定的空间或地面上存放最大体积的块料。
在本发明方法的阶段II中，大量不同的构成组分被连续地自动地从在阶段I中处理和调整过的固体废料流中分离出来。应当认识到，当本发明的阶段II在本方法的整个范围内被优先或最有效地利用时，它可以被作为独立的方法用于从废料流中分离和分开物料，或者可以容易地和原料分离、结合的原料和收集分离，或初步的收集后分离技术相结合以回收未被利用的或该初步分离技术漏掉的物料。本发明的优选方案中，铁类金属至少大部分已预先从废料流中分离了，但是阶段II中的铁类金属分离，可容易地被认为是本方法的一个可供选择的步骤。在如下的关于本方法阶段II的步骤的概述中，假定要分离的废料并没有阶段I中压缩或密封，尽管阶段II的处理能容易地用来破碎压缩的物料块。而这些物料块是从远离的阶段I的设备运来的，或是在暂时存放后从邻近的阶段I的设备引入阶段II的。
本发明的阶段II利用了一系列的流化床和旋风分离器，用空气的流动基于密度来分离物料，还利用了振动传带器基于密度分离物料，甚至企图利用控制温度的传送带来分离密度相近但熔点不同的塑料物料，使用流化床和旋风分离器来进行密度分离，用空气作为分离流体，在分离过程中不用水，也不用洗涤水来净化物料，所以消除了污染水的排放或释放。此外，在本方法的优选方案中，用于分离的空气通常在一密封系统中循环，所以基本上消除了相关的空气污染。
在本发明方法阶段II的实施中，经过预先粉碎至均匀粒径并完全干燥所制备的废料被送至第一组流体分离组件中，每一组件都包括流化床单元和旋风分离器单元。分离空气被强制以控制的速度进入并从废料流化床的底部至顶部穿过第一分离组件的流化床单元。当空气穿过流化床流动时，它遇到并提升或流化补充到该床中的离散的颗粒，因此，较轻的颗粒被夹带在空气流中，并带离流化床单元的顶部，再引入到串联的第一分离组件的旋风分离器中。输入第一流化床单元的较重的物料将不会夹带入空气流，而落入单元的底部，在那里它们被移出并送到第一分离组件的振动传送单元。在第一分离组件的旋风分离器中，空气被强制以控制的速度从分离器的底部到顶部穿过该旋风分离器。废料被送入空气流，当空气遇到进入分离器的离散的废料颗粒时，较轻的颗粒被夹带到空气流中，并从旋风分离器的顶部带入一处于串联的第一和后续的分离组件之间的转换(Transition)单元之中。在体积比旋风分离器大的该转换单元中，离开旋风分离器的空气的速度显著降低，除尘埃和碎屑外，所有夹带的物料都从空气流中沉降下来。废料颗粒被从转换单元传送至进料漏斗以引入到串联的后续分离组件中。空气被从转换单元传送穿过一过滤器以除去尘埃和碎屑，然后空气在封闭的环中返回第一分离组件的流化床单元以重复穿过该组件的路径。从过滤器中回收尘埃和碎屑用以处理或利用。从第一流化床单元送入第一旋风分离器的物流中的较重物料不会被夹带入空气流中而下落到该单元的底部，在这里它们通过一个锁气室(Air Lock)移出并传送到与载带来自流化床单元的较重物料的振动传送器相同的振动传送器上。
由于废料颗粒通常具有均匀的尺寸，将颗粒分割成夹带物流和非夹带物流是基于颗粒的密度来进行的，所以颗粒的进料流量和分离空气的速度都应控制在特定的范围内，使得颗粒物料的每一分割都在预选的密度附近进行。因为废料的密度是已知的和/或容易确定的，所以存在于每一夹带和非夹带物流中的组分能够以一合理的高精度来确定和控制。在第一分离组件中，进入该组件废料物流被分割成两股物流，即包括所有密度在第一分离值之下的物料和重物流，和包括所有密度在该值之上的物料的轻物流。每一物流在后续的分离组件中被进一步精选直至达到所要求的分离程度。
较重的，即密度较高的物料流由传送器带离第一分离组件，再传送到第二分离组件，该组件也包括流化床单元和旋风分离器单元。从概念上讲，在第二分离组件中进行的过程与在第一分离组件中是相同的，其改动在于设备的容量和操作参数，以适应物料的体积和在第二分离组件中所要达到的密度分割。在第二分离组件中，来自第一分离组件的重颗粒物流进一步被精选成两个物流，每一物流都包含具有在为第二分离组件而设定的控制密度之上或之下的密度的物料。这些物流之一或两者可以在后续的分离组件中进一步处理，或送去储存。
来自第一分离组件的轻物料流经一进料漏斗送入第三分离组件中，该组件也包括流化床单元和旋风分离器单元，在其中将物料再度通过密度分离分成两个排出物流。这些物流之一或两者可以在额外的类似分离组件中进行进一步的分离。在最后一个分离器之后，在最后的转换单元中降低空气流的速度，具有最低选择密度的颗粒被允许从空气流中沉降下来。然后分离空气经过过滤器，过滤后的空气返回到环路的起始处。
应当理解，空气流动分离技术能用来将非均匀的废料物流分离为多个物流，每一物流含有具有跨越一定目标范围密度的物料，每一物流的密度范围可以通过变动每一空气流动分离组件的操作参数来选择。
根据各自的底部物流的组成以及每一底部物流的预计用途，从每一分离器底部移出的颗粒可以被进一步地分离。用于进一步分离包含在每一底部物流中的组分的技术可以依据所涉及的物料的类型来选择。具体技术包括，但不仅限于此，磁力分离，振动床分离和熔化分离。
在进入分离过程的废料含有铁类金属和铁类金属在进入第一旋风分离器之前未被除去的情况下，其中沉降有铁类金属的底部物流可以通过一个常规磁力分离单元，以除去和回收铁类金属。
振动传送器可以用来分离来自一个或多个初级分离器的沉降在同一底部物流中的具有不同密度的物料。在一种振动传送器分离方法中，一个连续的传送器，或者一连串的“无端”(End To End)传送器中的每一个，在传送器的整个宽度上都倾斜，使之一边抬高于相对的另一边，振动运动是从振动马达转换到传送器的。物料被连续地在抬高的一侧送到传送器的前端。当传送器移动时，沿传送器的长度载带物料，由于重力的作用，重(即密度更大)物料比轻物料更快地移动跨过传送器的宽度，即可从传送器的边沿下落。由于送到传送器上的颗粒尺寸是均一的，所以颗粒跨过传送器的运动以及颗粒由此从传送器上下落的位置是密度的函数。沿传送器长度在不同位置落下的物料颗粒被收集起来，并传送到后面的处理级或储存起来。

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