水泥協(xié)同處置固廢實驗室解決方案
項目意義
水泥協(xié)同處置是水泥工業(yè)提出的一種新的廢棄物處置手段,它是指將滿足或經(jīng)過預處理后滿足入窯要求的固體廢物投入水泥窯,在進行水泥熟料生產(chǎn)的同時實現(xiàn)對固體廢物的無害化處置過程。水泥窯協(xié)同處置可用于處理危險廢物、生活垃圾(包括廢塑料、廢橡膠、廢紙、廢輪胎等)、城市和工業(yè)污水處理污泥、動植物加工廢物、受污染土壤、應急事件廢物等固體廢物。但是,放射性廢物、爆炸物及反應性廢物、未經(jīng)拆解的廢電池、廢家用電器和電子產(chǎn)品、含汞的溫度計、血壓計、熒光燈管和開關、鉻渣、未知特性和未經(jīng)鑒定的廢物禁止入窯進行協(xié)同處置。
除此之外,入窯固體廢物應具有相對穩(wěn)定的化學組成和物理特性,其重金屬以及氯、氟、硫等有害元素的含量及投加量應滿足《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術規(guī)范》(HJ662-2013)的要求。協(xié)同處置運行操作的技術要求主要包括:固體廢物的準入評估、固體廢物的接收與分析、固體廢物的貯存以及預處理、固體廢物在廠內的運輸、固體廢物的投加等,具體詳見《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術規(guī)范》(HJ662-2013)和《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標準》(GB30485-2013)。
排放限值
(1)大氣污染物限值
利用水泥窯協(xié)同處置固體廢物時,水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)排氣筒大氣污染物中顆粒物、二氧化硫、氮氧化物和氨的排放限值按《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》(GB4915-2013)中的要求執(zhí)行。其他污染物執(zhí)行下表中規(guī)定的最高允許排放濃度。
協(xié)同處置固體廢物水泥窯大氣污染物最高允許排放濃度
單位:mg/m(二惡英除外)
污染物 |
最高允許排放濃度限值 |
氯化氫(HCl) |
10 |
氟化氫(HF) |
1 |
汞及其化合物(以Hg計) |
0.05 |
鉈、鎘、鉛、砷及其化合物(以Tl+Cd+Pb+As計) |
1 |
鈹、鉻、錫、銻、銅、鈷、錳、鎳、釩及其化合物 (以Be+Cr+Sn+Sb+Cu+Co+Mn+Ni+V計) |
0.5 |
二惡英類 |
0.1ngTEQ/m |
(2)水泥產(chǎn)品污染物控制
a、協(xié)同處置固體廢物的水泥窯生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品,其質量應符合《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)的標準;
b、協(xié)同處置固體廢物的水泥窯生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品中污染物的浸出,應滿足相關的國家標準要求。
檢測標準
1、GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》
2. GB4915-2013 《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》
3、GB 5086.1-1997 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 翻轉法》
4、GB/T 15555.1-1995 《固體廢物 總汞的測定 冷原子吸收分光光度法》
5.GB30485-2013《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標準》
6、GB/T 213-2008《煤的發(fā)熱量測定方法》
7、GB/T 219-2008《煤灰熔融性的測定方法》
8、GB/T 15555.1-1995 《固體廢物 總汞的測定 冷原子吸收分光光度法》
9、GB/T 15555.2-1995 《固體廢物 鎘、銅、鉛、鋅的測定 原子吸收分光光度法》
10、GB/T 15555.3-1995 《固體廢物 砷的測定 二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法》
11、GB/T 15555.4-1995 《固體廢物 六價鉻的測定 二苯碳酰二肼分光光度法》
12、GB/T 15555.6-1995 《固體廢物 總鉻的測定 直接吸入火焰原子吸收分光光度法》
13、GB/T 15555.10-1995 《固體廢物 鎳的測定 丁二酮肟分光光度法》
14、GB/T 15555.11-1995 《固體廢物 氟化物的測定 離子選擇電極法》
15、GB/T
15555.12-1995 《固體廢物 腐蝕性的測定 玻璃電極法》
16、GB 18484―2001《危險廢物焚燒污染控制標準》
17、GB 18599-2001《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》
18、HJ 781-2016 《固體廢物 22種金屬元素的測定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》
19、HJ/T 20-1998 《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術規(guī)范》
20、HJ/T 299-2007 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》
21、HJ/T 300-2007 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 醋酸緩沖溶液法》
22、HJ/T 20-1998 《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術規(guī)范》
23、HJ/T 299-2007 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》
24、HJ/T 300-2007 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 醋酸緩沖溶液法》
13 HJ/T 166-2004 《土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》
14 HJ/819-2017 《排污單位自行監(jiān)測技術指南 總則》
15 HJ848-2017 《排污單位自行監(jiān)測技術指南 水泥工業(yè)》。
圖1.ICP6800電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀
表1.ICP6800主要技術參數(shù)
高頻發(fā)生器 |
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工作頻率 |
27.12MHz |
頻率穩(wěn)定性 |
﹤0.05% |
輸出功率 |
800W ~1600W |
輸出功率穩(wěn)定性 |
≤0.05% |
匹配方式 |
自動匹配 |
掃描分光器 |
|
光路 |
Czerny turner型 |
焦距 |
1000mm |
光柵規(guī)格 |
離子刻蝕全息光柵,刻線密度3600L/mm或2400L/mm或4320L/mm;刻劃面積(80×110)mm |
線色散倒數(shù) |
0.26nm/m |
分辨率 |
≤0.008nm(3600線光柵) |
≤0.015nm(2400線光柵) |
|
≤0.005nm(4320線光柵) |
|
整機技術指標 |
|
掃描波長范圍 |
190nm~500nm(3600L/mm光柵) |
190nm~800nm(2400L/mm光柵) |
|
190nm~460nm(4320L/mm光柵) |
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重復性 |
RSD≤1.5% |
穩(wěn)定性 |
RSD≤2.0% |
●樣品可測量元素評估
1)要求:取樣需要有代表性
2)方法:散點取樣(不同部位取樣并攪拌均勻)
3)設備:取樣袋、取樣鏟等
3、樣品信息建檔
1)要求:樣品信息需詳細并真實可靠
2)內容:樣品信息需包括樣品名稱、樣品編號、取樣時間、取樣人員、樣品重量、樣品外觀、樣品氣味等
4、樣品前處理
1)含水率測定
稱取50-100g樣品置于具蓋容器中,于105℃下烘干,恒重至兩次稱量值的誤差小于±1%,計算樣品含水率:
η=(A-B)/A
A:樣品干燥前重量
B:樣品干燥后重量
η: 樣品含水率
儀器設備:分析天平、稱量瓶
2)樣品破碎
樣品顆粒應可以通過9.5mm孔徑的篩,對于粒徑大的顆??赏ㄟ^破碎、切割或者碾磨降低粒徑。
設備:篩(孔徑9.5mm)、破碎機
3)確定使用的浸提劑
(1)浸提劑:通過溶解、分離或交換,提取樣品中某些成分而使用的溶劑。
(2)種類:
浸提劑1#:加入5.7ml冰醋酸至500ml試劑水中,加64.3ml 1mol/L氫氧化鈉,稀釋至1L。配制后溶液的pH值應為4.93±0.05。
浸提劑2#:用試劑水稀釋17.25ml的冰醋酸至1L。配制后的溶液pH值應為2.64±0.05。
3)選擇浸提劑
取5.0g樣品至500ml燒杯或錐形瓶中,加入96.5ml試劑水,蓋上表面皿,用磁力攪拌器猛烈攪拌5min,測定pH,如果pH<5.0,用浸提劑1#;如果pH>5.0,加上3.5ml 1M鹽酸,蓋上表面皿,加熱至50℃,并在此溫度下保持 10min。將溶液冷卻至室溫,測定pH,如果pH<5.0,用浸提劑1#;如果pH>5.0,用浸提劑2#。
藥劑:1mol/L氫氧化鈉溶液、冰醋酸(優(yōu)級純)、 1mol/L鹽酸
設備儀器:磁力攪拌器、 pH計、水浴鍋、燒杯、錐形瓶、表面皿、量筒、移液管
5、浸出液制備
浸出液制備方法
稱取75-100g樣品,置于2L提取瓶中,根據(jù)樣品的含水率,按液固比為20:1(L/Kg)計算出所需浸提劑的體積,加入浸提劑。
A(1- η)/X=1/20
A:稱取樣品重量(單位g)
η: 樣品含水率
X:浸提劑體積(單位ml)
將已加入浸提劑的提取瓶,蓋緊瓶蓋后,固定在翻轉式振蕩儀上,調節(jié)轉速為30±2r/min,于23±2℃下振蕩18±2h。在振蕩過程中如有氣體產(chǎn)生,應定時在通風廚中打開提取瓶,釋放過度的壓力 。
注意:在振蕩過程中需要注意提取瓶是否有漏水現(xiàn)象,如有泄露,立即停止,更換新提取瓶,重復以上步驟重新制備浸出液。
設備儀器:翻轉振蕩儀,電子天平,量筒,燒杯,移液管 、提取瓶(2L)等。
6、浸出液后處理
1)過濾
振蕩過后浸出液需過濾處理,過濾用濾膜要求為玻纖濾膜或微孔濾膜,孔徑0.6-0.8μm
考慮到元素檢測儀器需求,應使用高壓過濾器進行過濾,能較大幅度降低水的鹽度,以防止儀器堵塞。
設備儀器:高壓過濾器、濾膜、氮氣發(fā)生器、燒杯等。
2)消解
為消除浸出液中有機物或還原性物質對元素檢測的影響,浸出液需進行消解處理。
目前微波消解較為普遍,效率高,且反應徹底。
微波消解儀在使用過程中需注意安全,應規(guī)范操作,并在通風廚中進行。
設備儀器:微波消解儀、燒杯、量筒、攪拌棒等
藥劑:濃硝酸等
●前處理設備
1 |
電熱鼓風干燥箱 |
1 |
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= 1 \* GB3 ①箱體內均采用鏡面不銹鋼氬弧焊制作而成,箱體外采用優(yōu)質鋼板,造型美觀、新穎。 = 2 \* GB3 ②采用具有超溫偏差保護、數(shù)字顯示的微電腦溫度控制器,帶有定時功能,控溫精確可靠。 = 3 \* GB3 ③熱風循環(huán)系統(tǒng)由能在高溫下連續(xù)運轉的風機和合適風道組成,提高工作室內溫度均勻度。 = 4 \* GB3 ④采用新型的合成硅密封條,能長期高溫運行,使用壽命長,便于更換。 = 5 \* GB3 ⑤可以從控溫面板上調節(jié)箱內進風和排氣量大小。 |
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2 |
電子精密天平 |
1 |
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= 1 \* GB3 ①原裝進口,超級單體傳感器 = 2 \* GB3 ②40M超高速微處理器MC1,五面玻璃防風罩 = 3 \* GB3 ③藍色背景光的液晶顯示屏,四級防震 = 4 \* GB3 ④可讀性:0.1mg,最大稱量值:200g, = 5 \* GB3 ⑤重復性(S):0.1mg,線性:±0.2mg。
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進口 |
3 |
分析天平 |
1 |
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0.9 |
0.9 |
稱量范圍:0~600g;感量:0.01g; |
進口 |
4 |
微波消解儀(含消解罐) |
1 |
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= 1 \* GB3 ①電源:220-240、VAC50/60Hz、8A; = 2 \* GB3 ②微波頻率:2450MHz;整機安裝功率:1800W;微波最大輸出功率:1300W,微波非脈沖連續(xù)自 = 3 \* GB3 ③動變頻控制;可實現(xiàn)最大功率1300W長時間連續(xù)工作; = 4 \* GB3 ④溫度控制系統(tǒng):鉑金電阻溫度傳感 = 5 \* GB3 ⑤測溫范圍:0-300℃, 精度±1℃指鉑金電阻 = 6 \* GB3 ⑥溫度傳感器的量程及精度;壓力控制系統(tǒng):壓電晶體壓力傳感 = 7 \* GB3 ⑦控壓范圍:0-10MPa (1500psi),精度±0.01MPa,指壓電晶體壓力傳感器的量程范圍及 = 8 \* GB3 ⑧精度;樣品在消解過程中與外部環(huán)境完全隔絕; = 9 \* GB3 ⑨微波爐腔:316L不銹鋼腔體,里外多層特氟隆防腐涂層。 |
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5 |
加熱電磁攪拌器 |
1 |
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0~1800r/min 溫度0~100℃可調,配攪拌子6個 |
國產(chǎn) |
6 |
超純水機 |
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= 1 \* GB3 ①預處理系統(tǒng)去除源水顆粒物質、鐵、錳、余氯、鈣、鎂離子及吸附有機物、異味等 |
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7 |
水浴鍋 |
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= 1 \* GB3 ①采用不銹鋼內膽、燒杯孔可任意改變大小。 = 2 \* GB3 ②高精度微電腦控制器,控溫精確可靠。 = 3 \* GB3 ③超溫聲光跟蹤報警,使樣品得到可靠保護。 |
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20 |
馬弗爐 |
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= 1 \* GB3 ①采用雙層殼體結構,配有風冷系統(tǒng),使得殼體表面溫度<60℃。 = 2 \* GB3 ②采用五面加熱??梢垣@得均勻的溫度場。 = 3 \* GB3 ③采用雙熱偶雙儀表進行溫度控制和檢測,以保證不出現(xiàn)超溫的情況發(fā)生。 = 4 \* GB3 ④頂部設有的通風口,可排出爐腔內的腐蝕性氣體和水分,從而延長加熱元件的使用壽命。 = 5 \* GB3 ⑤采用PID控制器,可以設置30段升降溫程序。 = 6 \* GB3 ⑥采用雙儀表及OMEGA的雙極K型super鎧裝熱偶,一極控制溫度采集,一極報警溫度采集,當出現(xiàn)兩極溫度差別過大時,會有報警并及時切斷主線路。 |
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8 |
定量移液器 |
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0.1-1ml任意設定,固定移液,精度≤±5ul。帶D吸頭1盒 。0.1-1ml任意設定,固定移液,精度≤±5ul。帶D吸頭1盒 。 0.1-2ml任意設定,固定移液,精度≤±5ul。帶D吸頭1盒 。 1-5ml任意設定,固定移液,精度≤±25ul。帶吸頭1盒。 1-10ml任意設定,固定移液,精度≤±25ul。帶E吸頭1盒。 |
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9 |
冰箱 |
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配套 |
0.5 |
0.5 |
= 1 \* GB3 ①高精度電腦溫度控制系統(tǒng):箱體內置精度溫度
= 2 \* GB3 ②傳感器,保持箱體內部溫度穩(wěn)定; |
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