国内外危险废弃物处理技术的发展及趋势展望
吴亚研
成都兴蓉环保科技股份有限公司 四川 成都 610000
引言:伴随工业化进程加速与产业结构调整,危险废弃物产生量持续增长,其高毒性、持久性与累积性特征对生态环境与人体健康构成严重威胁。深入研究国内外危废处理技术现状与发展趋势,有助于明晰技术演进路径,也能够为政府决策、企业技术创新与产业投资提供科学依据,对推动我国生态文明建设与“双碳”目标实现具有重要现实意义。
1.国内外危险废弃物处理技术分析
1.1 物理处理技术
危险废弃物物理处理技术在处理过程中不会改变废物化学组成,而是依靠物理力以及物理特性的差异将危险组分和非危险组分分离开来,或者借助物理作用去降低危险废物的危害性。对于分选技术而言,它是利用废物组分在密度、粒径、磁性、电性等方面存在的差异,通过筛分、磁选、气力分选、浮选等诸多方式来实现不同组分的分离,在处理成分复杂的危废,像含重金属、废旧电子设备等危废时,这类技术有着显著优势[1]。对于固化/稳定化技术而言,其主要方式是添加诸如水泥、石灰、粉煤灰等固化剂来和废物进行混合,以此让有害组分实现物理包封或者化学固定,进而形成具备结构完整性以及低浸出性的固体块体。膜分离技术属于物理处理领域新兴的方向,它借助超滤、纳滤、反渗透等过程,能够对危废中的有害成分实现有效分离,尤其在处理含重金属废水以及有机废液的时候,呈现出高效率与低能耗的特点。虽然物理处理技术存在操作简单、成本相对较低这样的优势,然而其在处理的彻底性上往往有所欠缺,一般需要和其他技术联合运用,才可以达成危废完全无害化的目标,所以对物理处理技术和其他处理方法协同增效机制加以探索,开发出适配不同类型危废的组合工艺,将会成为未来研究的关键方向。
1.2 化学处理技术
化学处理技术通过引发或加速特定化学反应改变危险废弃物的化学结构和性质,从而降低或消除其毒性和危害性,该技术在处理含特定有害组分的危废方面具有显著的针对性和高效性。氧化还原技术作为化学处理的核心方法,通过调节废物的氧化还原电位,改变有害组分的价态和存在形式,如采用高级氧化技术(AOPs)处理难降解有机物,使用还原剂处理含六价铬废水等,近年来国际上发展起来的电化学氧化技术和光催化氧化技术在效率和能耗方面取得了显著突破,而我国在这些领域的应用研究也取得了长足进展。萃取技术利用溶剂对目标物质的选择性溶解能力,将危废中的有害组分转移到溶剂相中并进行回收利用,该技术在处理含油废物、含重金属废物和有机污染物方面应用广泛,超临界流体萃取作为新型萃取技术,因其高效、无二次污染等优势在国外已进入工业化应用阶段,而国内相关技术仍处于实验室和中试研究阶段。化学处理技术具有反应速度快、处理效果显著的优点,但其对操作条件要求较高,试剂成本较大,且可能引入新的环境风险,发展绿色化学处理技术、减少有害试剂使用将成为未来研究的重要方向。
1.3 生物处理技术
生物处理技术作为一类利用微生物、植物或其酶系统的代谢活动降解或转化危险废弃物中有害成分的方法,凭借其低能耗、环境友好和处理彻底等优势,已经成为现代危废处理体系中备受关注的可持续发展技术路线,并在全球范围内得到广泛研究与应用推广。生物降解技术主要依靠微生物(如细菌、真菌、放线菌等)的生化代谢功能,通过酶催化作用将有机污染物分解为无毒或低毒的简单化合物,最终实现二氧化碳和水的矿化过程,该技术在处理石油烃、多环芳烃、多氯联苯等持久性有机污染物方面显示出独特优势。生物修复技术则更侧重于原位处理,通过向污染环境中引入或激活特定微生物群落,或者利用植物及其根际微生物协同作用,实现对污染土壤和地下水的修复,国际上已发展出包括生物通风、生物堆、生物反应器和植物修复等多种工程化应用模式。生物淋滴技术通过微生物膜对危废中特定组分的吸附和代谢,实现污染物的定向转化,该技术在处理低浓度有机废气和含重金属废水方 成生物学和基因工程技术的发展,国外已成功构建了多种具有特定降解功能的工程菌株, 对难降解污染物的处理效率,而我国在这方面的研究虽起步较晚但发展迅速,已在石油污染场地修复和焦化废水处理等领域取得实质性进展。
2 国内外危险废弃物处理技术的趋势展望
2.1 国内危废处理技术发展路线图
随着生态文明建设以及“双碳”目标的推进,我国危废处理技术呈现从传统末端处置朝全生命周期管控转变之势,体现着技术演进逻辑与环境治理需求,近期(2025-2027 年)以提升现有技术效能为核心,有着完善焚烧系统设计与烟气净化、强化物化预处理标准化应用、推动资源化利用率提升15%以上以及在重点区域布局示范中心验证协同处置技术之举;中期(2028-2030 年)聚焦于技术突破与体系重构,有着危废精细化分类处理成为主流、智能化监测与全过程管控技术实现规模应用、协同处置形成完整产业链以及生物降解和催化技术取得突破之态;远期(2031-2035 年)着眼于绿色创新与系统集成,有着发展近零排放工艺和近零能耗设备、分子级定向转化和微生物设计技术引领精准控制以及实现与循环经济深度融合之况,我国危废处理技术将会实现从跟跑到部分领域领跑的战略跨越,达成技术自主化率达 85% 以上之果,为碳中和目标提供支撑[3]。
2.2 关键技术研发与产业化推广建议
在面对危废处理技术发展及产业化进程中所遭遇的各类瓶颈问题之际,构建涵盖研发路径与推广机制且具有系统化特征的方式已然成为行业当下亟待去解决的关键战略课题,而这一课题又紧密关联着环境安全保障以及国际竞争力塑造的重大事项。针对关键技术研发工作而言,理应将重点聚焦到“卡脖子”领域上面,优先致力于突破像耐火材料寿命延长、多组分危废协同处置配伍优化、二噁英全过程控制以及新型催化材料开发等一系列技术;与此同时,还需着重加强对危废资源化利用共性技术的攻关力度,诸如含金属危废选择性提取、高浓度有机危废催化转化等相关技术。至于产业化推广这一环节,需构建起“政产学研用”相互协同且具有创新特质的体系,建立起产业联盟与成果转化相关平台,进而形成从实验室研究到产业化应用的完整链条,而在财税政策方面,应当实施分类支持策略这一举措,建立创新风险补偿机制,借此来降低技术升级投资所面临的风险。
结束语:
危险废弃物处理技术正经历从末端治理向全生命周期管控、从单一技术应用向系统集成优化、从无害化处置向资源化利用的深刻转变。未来随着智能化、精准化技术的突破与绿色低碳理念的深入,危废处理将更加注重技术与管理的协同创新,强化产业链上下游的深度融合。建立健全政策支持体系、完善标准规范、加强国际合作与人才培养,将成为推动我国危废处理技术持续升级、实现高质量发展的关键路径,为生态环境保护贡献更强大的技术力量。
参考文献:
[1]杨二辉,刘莎莎.危险废弃物处理市场前景分析[J].中国锰业,2022,40(06):1-9.
[2]张宇晟.危险废弃物管理与处理措施研究[J].农家参谋,2019,(17):130.
[3]危险废弃物处理市场及技术推广模式分析[C]//中国工业固废网,中国工业环保促进会.2017 京津冀及周边地区工业固废综合利用(国际)高层论坛论文集.[出版者不详],2017:33-36.