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化工固废处理方法范文1
关键词厌氧消化有机固体废物两相消化
有机固体废物通常是指含水率低于85%～90%可生化降解的有机废物,它们一般具有可生化降解性。这些废物中蕴含着大量的生物质能,有效利用这类生物质能源,对实现环境和经济的可持续发展具有重要意义。
有机固体废物处理的方法很多。由于有机固废的可生化降解性高，利用生物技术处理有机废物具有潜在优势。生物处理法包括好氧堆肥法和厌氧消化法。近几年来，欧洲各国纷纷将目光投向厌氧消化，兴建有机固废厌氧消化处理厂，日本等国也先后建设了有机固废厌氧消化处理示范工程。但在国内，尽管农村早有小型沼气池的应用，高浓度有机污水及污泥处理中也普遍采用厌氧消化的工艺，但应用于固废处理领域的实践很少。因此，很有必要针对国内的实际情况，对有机固废的厌氧消化进行系统研究。
1厌氧消化机理
在理论研究方面，国内外一些学者对厌氧发酵过程中物质的代谢、转化和各种菌群的作用等进行了大量的研究，但仍有许多问题需进一步探讨。对厌氧消化的微生物学认识，经历了一个由肤浅到逐渐完善的过程。20世纪30年代，厌氧消化被概括地划分为产酸阶段和产甲烷阶段，即两阶段理论。70年代初Bryantlzgl等人对两阶段理论进行了修正，提出了厌氧消化的三阶段理论，突出了产氢产乙酸菌的地位和作用。与此同时，Zeikuslao等人提出了厌氧消化的四类群理论，反映了同型产乙酸菌的作用。该理论认为厌氧发酵过程可分为四个阶段，第一阶段（水解阶段）：将不溶性大分子有机物分解为小分子水溶性的低脂肪酸；第二阶段（酸化阶段）：发酵细菌将水溶性低脂肪酸转化为H2、CH3000H、CH3CH2OH等，酸化阶段料液pH值迅速下降；第三阶段(产氢产乙酸阶段)：专性产氢产乙酸菌对还原性有机物的氧化作用，生成H2、HCO3－、CH3COOH。同型产乙酸细菌将H2、HCO3－转化为CH3COOH，此阶段由于大量有机酸的分解导致pH值上升；第四阶段(甲烷化阶段)：产甲烷菌将乙酸转化为CH4和CO2，利用H2还原CO2成CH4，或利用其他细菌产生甲酸形成CH4。无论是三阶段理论，还是四类群理论，实质上都是对两阶段理论的补充和完善，较好地揭示了厌氧发酵过程中不同代谢菌群之间相互作用、相互影响、相互制约的动态平衡关系，阐明了复杂有机物厌氧消化的微生物过程。
2厌氧消化影响因素
2.1底物组成
研究发现不同底物组成，其可生化降解性大不相同（5%～90%）。Borja等研究了不同底物组成和浓度的有机固废的厌氧消化过程，认为在其他条件相同时沼气产量相差很大，甚至达到65％。这个结果与Jokela等的研究所得基本一致。另外，底物组成不同,在发酵过程中的营养需求与调控也不同。对于像以秸秆为主的底物，须补充N源的营养，以达到厌氧消化适宜的C/N比。
目前国内外很多机构开展了生活垃圾、污泥及畜禽粪便联合厌氧消化产沼的研究。联合发酵可以在消化物料间建立起一种良性互补，从而提高产气量，而且仪器设备的共享在提高经济效益方面的作用也是非常明显的。Kayhanian评估了以城市固体垃圾生物可降解部分为底物的高固体厌氧消化示范试验。结果表明,美国典型B/F(可降解垃圾与总物料之比)的垃圾缺乏活跃而又稳定降解所需要的宏量或微量元素,若补充以富含营养的污泥和畜禽粪便,可以提高B/F，大大提高产气率并增加过程的稳定性。国内在这方面的研究仅限于实验室水平，未见相关工程应用的报道。
2.2温度
有机固废厌氧消化一般在中温或高温下进行,中温的最佳温度为35℃左右,高温为55℃左右。Ghosh等利用厌氧消化处理垃圾衍生燃料(RDF)，对比了单相式和两相式反应器的处理效果，发现在传统单相式反应器中高温(55℃)比常温(35℃)消化的甲烷产量仅提高7％；RDF粒径从2.1mm降至1.1mm在中温消化下对甲烷产量无明显影响，但当反应条件转变为高温消化时甲烷产量可提高14％。高温消化可以比中温消化有更短的固体停留时间和更小的反应器容积。然而高温消化所需热量多,运行也不稳定。最近有研究表明厌氧消化在65℃时水解活性可进一步提高。还有将超高温水解作为一个专门的反应器，对厌氧消化进行处理研究。
高温可以比中温产能多，但高温需要更多的能量，在实际情况中加热所需的能量往往与多产出的能量差不多。虽然沼气产量和生物反应动力学都表明高温消化更有优势，但理想的条件决定于底物类型和使用的系统情况。
2.3pH值
产甲烷菌对pH值的要求非常严格，pH值的微小波动有可能导致微生物代谢活动的终止。在发酵初期由于产生大量有机酸，若控制不当容易造成局部酸化，延长发酵周期，进而破坏整个反应体系。研究发现pH值为6.6～7.8范围内，水分含量为90%～96%时产甲烷速率较高；pH值低于6.1或高于8.3时，产甲烷菌可能会停止活动。
一般说来酸化相对保持略偏酸性,产甲烷相需要略偏碱性,但没有一个绝对合适的量,只需系统能够保持稳定高效便是最佳状态。pH值是厌氧消化过程的重要监测指标和控制参数。
2.4抑制
厌氧消化过程中抑制作用非常普遍，包括pH抑制、氢抑制、氨抑制、弱酸弱碱抑制、长链脂肪酸(VFA)抑制等。
许多学者都研究了厌氧消化中氨抑制的问题。当氨氮浓度从740mg/L至3500mg/L时，葡萄糖降解速度急剧下降，可以认为氨积聚对糖酵解过程有一定的抑制作用。Sung等研究了以有机固废为底物的常温厌氧消化过程中氨氮浓度对甲烷产气量的影响，常温消化当总氨氮浓度(TAN)从0.40g/L依次升至1.20、3.05、4.92、5.77g/L时，反应器内呈现慢性抑制的现象。TAN为4.92或5.77g/L时，甲烷产量分别降低39％和64％。Fujishima等研究了常温下污泥含水率对厌氧消化的影响，发现污泥的含水率低于91％时甲烷产量减少，这主要由于系统中高氨含量对氢营养甲烷菌的抑制作用。
Salminen指出渗滤液回流与pH值调节相结合可以降低酸积累的抑制效应，加速消化降解速率。然而当系统中活性产酸菌和产甲烷菌数量较少时，回流渗滤液会引起VFA积聚。Clarkson和Xiao对废报纸进行厌氧消化的研究发现，水解反应是其中限制性步骤，高浓度的丙酸盐对其具有抑制作用。
2.5搅拌
当消化底物为固态时，水解通常成为整个反应的限制性阶段。很多经典文献中强调了消化过程中应充分混和搅拌以促进反应器中酶和微生物的均匀分布。然而近年来有试验表明降低搅拌程度可以提高反应器的效率。
VavilinV.A.研究常温消化下搅拌强度的影响，试验表明当有机负荷偏高时，搅拌强度加大会导致反应器运行失败，低强度搅拌是消化过程顺利完成的关键；当有机负荷偏低时，搅拌强度对反应无明显影响。由此VavilinV.A.提出搅拌阻碍反应器中甲烷区形成的假设，认为甲烷区的形成对抵抗酸化过程中产生的抑制起重要作用。在此基础上他提出了均质柱形反应器的二维分布式模型（2Ddistributedmodels），模型基于以下假设：在维持产甲烷菌繁殖代谢处于较优水平的前提下，反应器中甲烷区所占空间存在一个最小值。通过对消化过程的模拟，认为有机负荷高时，反应初始阶段甲烷区与产酸区在空间上分离是固废物转化为甲烷的关键因素，而初始阶段甲烷区中生物量的多少则是这些活性区保留的决定性因素。此时如果高强度搅拌，甲烷区由于VFA的抑制作用会逐渐萎缩直至消失。然而当有机负荷偏低时，大部分甲烷区均能幸存并逐步扩大到整个反应器。
Stroot等学者认为剧烈搅拌会破坏微生物絮团的结构，从而打乱了厌氧体系中有机体间的相互关系。一个连续运转的消化器在启动阶段应逐步增大有机负荷以避免运转失败。当产甲烷阶段是限制性反应时高强度搅拌并不合适，因为产甲烷菌在这种快速水解酸化的环境中很难适应，因此在启动阶段应采取适量搅拌。如果水解阶段为限制性反应，此时反应器内底物浓度较大，高强度搅拌对水解起促进作用。因此为达到有机物厌氧转化的最佳条件，应综合考虑搅拌所带来的积极和负面影响。
2.6预处理
根据现有的研究发现,固体厌氧消化的速度较慢,对固体废物采用物理法、化学法、生物法等预处理可以提高甲烷产气量。Liu等人通过对消化底物进行240℃的蒸汽热处理5分钟，使甲烷产气率提高一倍，最终的甲烷产量增加40％。木质素和纤维素由于其本身结构，是公认的难降解物质，也是很多厌氧消化过程中的限制性因素。Clarkson等对废报纸进行厌氧消化研究，发现碱预处理可以显著提高废纸的可生物降解性，但延长浸泡时间或增大反应温度并不能提高转化率。
Hartmann等在传统的厌氧反应器前端设计了一个生物活性反应器，对厌氧消化进行预处理研究。该反应器用于68℃对底物进行超高温水解，这种反应器分离的设计是为了更大程度降解有机物为VFA，从而获得更高的产气量，同时超高温反应器可以有效去除氨的影响。结果表明VS去除率为78～89％，产气量640～790mL/g。超高温反应器中氨负荷降低7％。
目前对固态厌氧消化底物的物理和化学预处理方法研究较多，对生物预处理的研究则较少。Peter等从高温反应器中分离到能分解有机固体废物的嗜温微生物,用该微生物对污水污泥进行预处理,在1～2d内近40%的有机物被分解,而且与没有经过该预处理相比,厌氧消化过程中沼气产量提高50%；Ejlertsson研究表明，在消化开始阶段进行间歇曝气能有效去除易降解的固废，克服高浓度VFA带来的抑制问题；Mshandete等研究了纸浆厌氧发酵系统中，启动阶段进行9h堆肥预处理后甲烷产量提高26%；Katsura和Hasegawa进行了类似的预处理研究，对污泥进行微好氧热处理后甲烷产量提高50％。研究者认为高温好氧菌分泌的胞外酶比一般蛋白酶在溶解污泥方面更具活性。
3厌氧消化工艺
厌氧消化处理固体废物，通过技术革新逐步形成了以湿式完全混合厌氧消化、厌氧干发酵、两相厌氧消化等为主的工艺形式。
湿式完全混合厌氧消化工艺（即湿式工艺）的应用最早也最为广泛。此工艺条件下固体浓度维持在15%以下，其液化、酸化和产气3个阶段在同一个反应器中进行，具有工艺过程简单、投资小、运行和管理方便的优点。这种工艺条件下浆液处于完全混合的状态，容易受到氨氮、盐分等物质的抑制，因此产气率较低。
厌氧干发酵又称高固体厌氧消化，在传统的厌氧消化工艺中固体含量通常较低，而高固体消化中固体含量可达到20%～35%。高固体厌氧消化主要优点是单位容积的产气量高、需水量少、单位容积处理量大、消化后的沼渣不需脱水即可作为肥料或土壤调节剂。随着固体浓度的加大，干发酵工艺中需设计抗酸抗腐蚀性强的反应器，同时还得解决干发酵系统中输送流体粘度大以及高固体浓度带来的抑制问题。
两相厌氧消化工艺即创造两个不同的生物和营养环境条件，如温度和pH等。Ghosh最早提出优化各个阶段的反应条件可以提高整体反应效率,增加沼气产量，从而提出了两相厌氧消化。动力学控制是两相系统促进相分离最常用的手段，根据酸化菌和产甲烷菌生长速率的差异来进行相分离。还有一些技术可促进厌氧系统的相分离，如滤床在处理不溶性的有机物时可用来达到相分离。渗析、膜分离和离子交换树脂等也可用于相分离。
大多数观点认为，采用相分离技术创造有利于发酵细菌的生态环境，避免有机酸的大量积累，会提高系统的处理能力。Ghosh等利用厌氧消化处理垃圾衍生燃料(RDF)，对比了单相式和两相式反应器的处理效果，发现两相消化比传统单相式反应器，甲烷产量提高20％左右。Goel等人对茶叶渣进行两相厌氧消化研究，发现每去除1kgCOD，平均产气量为0.48m3，COD去除率93％，甲烷含量73％。
两相厌氧工艺的主要优点不仅是反应效率的提高而且增加了系统的稳定性，加强了对进料的缓冲能力。许多在湿式系统中生物降解不稳定的物质在两相系统中的稳定性很好。虽然两相工艺有诸多的优点，但由于过于复杂的设计和运行维护，实际应用中选择的并不多。目前为止，两相消化在工业应用上并没有表现出明显的优越性，投资和维护是其主要的限制性因素。
4结语
Edelmann利用生命周期分析(LCA)认为，厌氧消化是最适宜的有机固废处理方法。有机固废的厌氧消化技术已引起国内外的广泛关注，它们在消纳大量有机废物的同时，可获得高质量的堆肥产品和沼气，实现生物质能的多层次循环利用。
我国目前在有机垃圾厌氧消化工程应用方面的研究很少，厌氧消化的研究主要集中在水处理方面。各种厌氧发酵工艺实际应用中所存在的最大问题是规模化运行的自动化程度较低，技术装备差。因此，对厌氧消化的最佳生物转化条件、生态微环境以及设计完善的过程控制系统等方面，还需要进一步深入研究，以达到最佳的处理效果。
参考文献
1BorjaR，RinconB，RaposoFetal．Kineticsofmesophilicanaerobicdigestionofthetwo-phaseolivemillsolidwaste[J]．BiochemicalEngineeringJournal，2003（15）
2Ghosh,S，HenryM.P，SajjadAetal．Pilot-scalegasificationofmunicipalsolidwastesbyhigh-rateandtwo-phaseanaerobicdigestion[J]．WaterScienceandTechnology，2000(3)
3HinrichHartmann，BirgitteK.Ahing．Anovelprocessconfigurationforanaerobicdigestionofthermophilicpost-treatment[J]．Biotechnologyandbioengineering，2005(7)
化工固废处理方法范文2
（徐州北矿金属循环利用研究院，江苏徐州221006）
摘要：介绍了一种从在α-Al2O3载体废催化剂回收铂的新工艺。废催化剂采用焙烧、氯化浸出、固液分离、离子交换等方法进行逐步处理，最终可得到纯铂。该工艺铂回收率约为95%，纯度大于99.95%。工艺流程短，铂回收率高，对环境无危害。
关键词 ：废铂；α-Al2O3；回收
中图分类号：X74文献标识码：A文章编号：1008－9500（2015）01－0038－02
在石油精炼、化工、环保等领域，广泛使用载体催化剂。其中起催化作用的活性成分——铂族金属在使用一段时间后，由于表面积炭、中毒、活性组分氧化等原因导致催化活性丧失而报废，需要对其中经济价值很高的贵金属成分进行回收再利用。
作为催化剂载体的物质是多种多样的，前几年废铂催化剂载体通常是γ-Al2O3型的。对这种废铂催化剂，采用徐州北矿金属循环利用研究院和北京化工冶金研究院共同开发的“混酸全溶—离子交换”技术来回收铂，取得了良好的效果。此项技术在我国石化系统也得到了广泛的推广应用。
近几年来，随着α-Al2O3载体废催化剂的增多，载体已难以用混酸全溶。因此科研人员在原工艺的基础上开发了一项新型技术来专门处理α-Al2O3型载体的废铂催化剂。
1工艺介绍
本研究提出的从α-Al2O3载体废催化剂中回收铂工艺为物料先经焙烧，再氯化浸出，然后进行固液分离。所得溶液用离子交换树脂吸附铂，使铂在树脂上得以富集和净化，再对负载树脂进行淋洗。得到铂的碱性淋洗液，淋洗液经酸化、沉铂及精制后得到纯海绵铂产品。
2工艺流程
从α-Al2O3载体废催化剂中回收铂工艺流程见图1。
2.1焙烧
焙烧的目的是除去废催化剂表面的有机物和碳，避免生产中冒槽现象的产生。将催化剂放置于1Cr18Ni9Ti不锈钢托盘中，摆放在RX3-75-9箱式电阻炉内，通电加热进行焙烧。电阻炉额定功率为75kW，额定温度为950℃，足以满足所需焙烧温度550~650℃的要求。
2.2氯化浸出
将焙烧后的废催化剂置于搪瓷反应釜内用盐酸和氧化剂浸出铂。
在盐酸介质中，氧化剂NaClO3产生下列反应。
ClO3-+6H++5Cl-=3Cl2+3H2O（1）
2ClO3-+4H++2Cl-=Cl2+2ClO2+2H2O（2）
2ClO2=Cl2+2O2（3）
废催化剂在溶液中发生下列反应。
3Pt+2ClO3-+12H++16Cl-=3PtClO62-+6H2O（4）
反应结束后进行了多批次分析分析。数据表明，铂浸出率大于97%，Al2O3渣率在80%左右，可见有少部分Al2O3载体和盐酸反应生成AlCl3进入了浆液。
在试验阶段，研究人员还偿试了用混酸（HCl+H2SO4）加氧化剂来浸出铂。试验结果证明，铂的浸出效果良好。但Al2O3渣率较高，达到85%以上，渣中夹杂的铂量也由此增多，并且浸出液受硫酸铝影响浑浊度高，不利于浆液澄清，故弃用。
2.3固液分离
反应结束后，加水稀释冷却，然后用过滤设备对浸出浆液和Al2O3不溶固体渣进行分离。分离后，渣装袋作废弃物处理，所得的浆液静置自然澄清，待分层后上清液抽出送离子交换，沉淀浆渣则用水多次漂洗后，采用离心设备甩干作进一步固液分离处理，所得滤液返回供离子交换，渣则废弃。
2.4离子交换
选用的阴离子交换树脂为R410哌啶树脂。在适当酸度下，树脂上的功能原子与铂族金属离子发生配位反应，形成小分子螯合物的稳定结构。固液分离出的清液送树脂交换，在树脂上发生下列反应。
2RCl+PtCl62-=R2PtCl6+2Cl-（5）
PtCl62-离子吸附在树脂上得以富集，并与氯化铝及其它贱金属离子实现了分离。饱和的负载树脂用碱液淋洗，产生的碱性含铂溶液送提纯室提取铂，淋洗后的树脂用盐酸再生后可重复使用。
2.5沉淀铂
碱性淋洗液经盐酸酸化和H2O2氧化后，用加热器加热浓缩至原体积的一半左右，冷却过滤，滤液再加热，边搅拌边加入固体氯化铵（直至无沉淀为止），冷却过滤，沉淀用水洗后倒入蒸发皿内，最后将盛有沉淀用水的蒸发皿放入马弗内炉，经750℃高温煅烧后得到粗海锦铂。
沉淀铂及煅烧主要反应如下。
Na2PtCl6+2NH4Cl（NH4）2PtCl6+2NaCl（6）
3（NH4）2PtCl63Pt+16HCl+2NH4Cl+2N2（7）
2.6精制
精制通常采用氯化铵多次沉淀法。粗海锦铂先用王水溶解、赶硝，所得溶解液用碱液调pH值水解，过滤除杂后得到纯净的氯铂酸溶液。然后用分析纯氯化铵沉出高纯度的铂铵盐，再经锻烧得到含Pt≥99.95%的纯海锦铂。
主要反应如下。
3Pt+18HCl+4HNO33H2PtCl6+8H2O+4NO（8）
H2PtCl6+2NH4Cl（NH4）2PtCl6+2HCl（9）
3结语
（1）本工艺采用“氯化浸出—离子交换”工艺处理α-Al2O3载体废催化剂，可以使浸出液中的铂迅速富集，避免了铂分散处理（如置换法）带来的损失，缩短了工序，减少了能耗。
（2）该工艺流程短，设备简单，无特殊要求，能耗和生产成本均较低。
（3）该工艺铂收率铂95%，纯度≥99.95%，能产生明显的经济效益。
（4）生产过程中产生的“三废”能得到有效控制和处理。废剂浸出、淋洗液浓缩时产生的酸雾气体经吸收塔喷淋处理后可达标排放，不会污染环境；Al2O3废渣无污染，可用作建筑材料；废液也可中和处理后达标排放。
参考文献
1张方宇，王海翔．从重整废催化剂中回收铂、铼［J］．中国物资再生，1999，（02）：2-4．
化工固废处理方法范文3
关键词:化工;废水;处理
有一组调查数据显示，在我国的污水排放总量中，化工行业排放的污水占到全国污水排放总量的百分之二十左右。化工废水排放到环境中将对环境产生很大的危害，这就要求化工企业严格落实环保理念，对化工过程产生的的废水进行妥善处理。化工废水还有以下特点:第一，废水排放量大。化工生产离不开水，生产过程中需要大量的水作为溶剂、吸收剂和循环冷却剂等，使得废水的排放量很大。第二，污染物种类多。排出的水体中会含有一些生产中的原材料、副产物等，会使得成分复杂，种类繁多。第三，污染物毒性大、不易生物降解。在化工生产中，排放的有毒污染物大部分为硝基化合物、分散剂以及卤毒化合物等，这些化合物虽然比重小，但是由于其毒性大，导致排放的水毒性很大。第四，化工废水的水量和水质视其原料路线、生产工艺方法及生产规模不同而有很大差异。第五，污染范围广。我国的600多个化工企业，小型企业约占90%，小型企业遍布全国各地。这些中小企业工艺落后，设备陈旧，技术力量薄弱。
1化工废水的常见处理方法
1．1物理法
物理处理方法有离心分离、过滤、气浮和破乳等。其中过滤法指的是通过具有孔粒状滤料层截留水里面的杂质，主要是减少水里面的悬浮物;气浮法指的是向水中通入空气，使水中产生大量的气泡，并促使其粘附在杂质颗粒上，形成比重比水小的浮体，在浮力作用下，上浮到水面，实现固液分离;破乳主要用来处理含油废水，破坏液滴界面上稳定的乳化层，使油和水得以分离。这几种方法工艺简单，处理前后水的物理性质并没有发生变化，只能去除一些不溶于水的悬浮物，因此局限性较大。近些年以来发展的物理技术包含非平衡等离子体技术，声波技术以及磁分离法等。
1．2化学法
化学处理法是通过化学反应来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质的废水处理法，对于废水的深度处理也有着重要作用。主要的化学处理法有:混凝、中和、化学沉淀和氧化还原法。
1．2．1混凝法
混凝法是废水处理中一种经常采用的方法，它处理的对象是废水中利用自然沉淀法难以沉淀除去的细小悬浮物及胶体微粒，还可以用于除油和脱色。这种方法可以用于化工、煤炭、造纸等各种工业废水的预处理和中间处理阶段。它优点在于设备简单，操作容易掌握，处理效果好;缺点是运行费用高，沉渣量大，且脱水较困难。
1．2．2中和法
中和就是酸碱相互作用生成盐和水，也即pH调整或称为酸碱度调整。酸、碱废水的中和方法有:(1)酸、碱废水互相中和法:可以达到以废治废的目的，既简便又经济;(2)投药中和:可以处理任何浓度、任何性质的酸碱废水;(3)过滤中和:可以进行废水的pH调整。
1．2．3化学沉淀法
化学沉淀法是指向工业废水中加入一些化学药剂，使它和废水中的某些溶解物质产生反应，生成难溶物，沉淀下来。这种方法常用于处理含金属离子的工业废水。
1．2．4氧化还原法
氧化还原法是通过药剂与污染物的氧化还原反应，将废水中有害的污染物转化为无毒或低毒物质的方法。废水处理中最常采用的氧化剂是空气、臭氧、二氧化氯(ClO2)、氯气(Cl2)、高锰酸钾(KMnO4)等。药剂还原法在废水处理中应用较少，只限于某些废(如含铬废水)的处理，常用的还原剂有硫酸亚铁(FeSO4)、亚硫酸盐、氯化亚(FeCl2)、铁屑、锌粉、硼氢化钠等。另外，采用高能量脉冲发生器或者电子发射器形成的电子束和水分子发生碰撞，产生激发态而导致有机物质发生氧化降解作用的辐照技术等也渐渐开始应用于污水处理实践过程中。
1．3生物法
废水的生物处理法就是利用微生物的代谢作用，把废水当中的有机物转化为简单的无机物的过程，简而言之，就是利用微生物的生命活动过程来转化污染物，最后达到无害的一种方法。这种方法可以根据参与的微生物种类，分为好氧生物处理和厌氧生物处理。伴随着化工行业的发展，废水成分越来越复杂，含有的难降解的有机物质和有毒物质也越来越多，单纯的用物理处理法或者化学处理法是不行的。这时候，需要运用微生物的处理方法，利用微生物的新陈代谢作用，获取废水中的养分，同时使得废水中的有机污染物质得以净化。生物法处理污水具备运作成本不高、操作管理便捷的优势，在污水处理系统中的二级处理占主体地位。但是微生物对营养物质、温度以及pH值等条件有一定的要求，这种方法不容易适应化工污水水质变化快、成分繁琐、毒性强、降解困难的特点［3］，单独采用生物法处理化工污水达标工作难度很高，因此生物物理或者生物化学处理方法的相互结合成为化工行业污水处理发展的必然趋势。
1．4物化法
物化处理方法有吸附、离子交换、电渗析等。吸附法是采用多孔介质(例如磺化媒树脂以及活性炭等)吸附污水里面的非极性有机物质，此方法简便而且易于施行，不过仅能够用于处理非极性有机物质吸附之后的污水，需要深化处理吸附质，必须再生，吸附仅仅是一种污染物质的物理迁移过程而并不是真正的降解作用;离子交换法是利用离子交换树脂将废水中的阴、阳离子通过交换反应交换出来，这种方法处理效果好，不仅可以去除重金属离子，也可以去除一些阴离子［2］。不过离子交换树脂需要一系列的再生，再生费用较高;膜分离技术可以分为反渗透、超滤和电渗析。膜分离的优点在于其具备对有机污染物质去除效果好，流程简便，结构紧密，容易操控等优点，在废水深化处理方面显示出非常广泛的应用前景，不过膜污染缺陷严重影响着膜的推广和应用。
2化工废水的新型处理工艺
基于以上的处理方法，国内外的研究人员开始针对化工废水进行了大量的研究。研究人员将不同的学科及技术应用于其中，某些新技术也呈现出良好的应用前景。
2．1微电解技术
将具有电极单位差的金属与金属(非金属)在传导性较好的废水中接触，形成原电池效应或发生电解反应来处理废水的工艺，又称电解、铁屑过滤法、零价铁等［4］。微电解技术常用于含有高浓度盐、高浓度有机物的难降解废水的预处理。Zhou［5］等利用微电解接触氧化法处理混合化工废水，处理后m(BOD5)/m(CODCr)值大于0．6，CODCr的去除率为64．6%，同时对氨氮和铅有一定的去除。微电解技术有效地利用了固体废弃物，是一种"以废治废"的处理技术。
2．2MBR技术
MBR污水处理技术，是采用膜生物反应器(MembraneBioreactor，简称MBR)技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新技术，取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离，得到直接使用的稳定中水。这种新型工艺应用在在处理废水的具体操作中，地面积小，出水水质好，一般不须经三级处理即可回用。它有其工艺简单、操作方便等优点，并且全程可以实现全自动运行管理。南京工业大学开发了一种“MBR处理PTA废水的高效组合工艺”，该工艺利用活性炭作为催化剂、空气为氧化剂对聚酯企业的PTA废水进行催化氧化处理。实验结果显示，工艺出水水质符合国家废水综合排放一级标准，且有效的缩减了水处理装置的占地面积、水力停留时间以及运行费用［6］。
2．3光催化氧化技术
光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光，包括UV－H2O2、UV－O2等工艺，可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外，在有紫外光的Feton体系中，紫外光与铁离子之间存在着协同效应，使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快，促进有机物的氧化去除。在空穴附近的OH－和H2O被氧化成•OH，同时污水中的O2与激发的电子结合为•O2－，所生成的•OH和O2－将有机物氧化分解为CO2、H2O［7］。光催化氧化还原以n型半导体为催化剂，如TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2［8］等。Wang［9］等使用纳米TiO2作为催化剂进行了脱硫废水中的氯化物的光催化降解，实验发现当TiO2加入量为800mg/L、温度25℃、pH值=2时，使用UV照射仅10min，就除去了废水中47．9%的氯化物。
3总结
化工废水的处理是化工行业发展的一大难题，对于国家经济社会的发展也具有十分重要的意义。仅仅靠着上述的一些基本的处理方法还远远不够，在化工生产过程中，要使废水的排放量大大减低，从源头上减少污染。同时，我们也要努力探索废水处理的新工艺，来推动废水处理技术的发展。
参考文献
［1］蒋克彬，张小海．国内化学工业废水与治理措施情况综述［J］．科技情报开发与经济，2008，18(7):139－140．
［2］朱建军．化工安全与环保［M］．北京:化学工业出版社，2011．
化工固废处理方法范文4
在科技高速发展的今天，电子器械和各种便携设备日益普及，电池在生产生活中的地位和作用与日俱增，其使用量亦随之大幅度上升。以干电池为例，目前全世界的年总产量为250亿只，我国是世界电池第一生产大国，占全世界电池总量的二分之一左右。据统计，1998年我国电池年总产量已达140亿只。
电池在制造过程中耗用了大量的金属，Zn，Mn，Cu，Pb，Cd，Hg，Ni等（见表1）。电池用完后，其大多数成分仍以各种形式保留在电池中，如果把废电池当作垃圾丢弃，一方面，其中的Hg，Pb，Cd等金属都是环境保护所严格限制的物质，泄漏到环境中，会造成严重的污染；另一方面，这些有用的金属资源就被白白浪费了。据报道，我国干电池生产年消耗锌接近25万吨，约为年锌总产量的15%左右，其资源价值十分可观。另外，信息产业的高速发展，产生了大量的电子废弃物，仅全国手机和免提电话每年淘汰的废电池就达千吨之多。其中大量的废镍镉电池、锂电池回收利用价值很大。
表1常用电池介绍
电池品种电池表达式
原电池锌锰干电池Zn｜NH4Cl，ZnCl2｜MnO2
碱性锌锰干电池Zn｜KOH｜MnO2
锌-银电池Zn｜KOH｜Ag2O
锂电池Li｜MnO2，Li｜CF2
锌-汞电池Zn｜KOH｜HgO
蓄电池铅酸蓄电池Pb｜H2SO4｜PbO2
镍-镉蓄电池Cd｜KOH｜NiOOH
镍-金属氢化物电池Ni（OH）2｜KOH｜M（H）
锌-氧化银电池Zn｜KOH｜Ag2O
锌-空气电池Zn｜KOH｜O2
由于资源紧张和治理环境的需要，世界各国都对废电池的回收利用予以高度的重视，废电池的管理刻不容缓，如何使废电池资源化和无害化已迫在眉睫。
近年来，随着人们环保意识的日益加强，一些大中城市开始回收废电池，在商场、居民区、学校等处设立废电池回收箱，已初见成效，但尚属起步。1999年在清华大学召开的“废电池环境管理研讨会”上呼吁国家应尽快出台相应的法规、政策以规范管理。国家环保总局曾委托清华大学调查国内废电池的产量、流向及种类，为制定有关政策作准备。
二、废电池回收利用技术简介
1．锌锰干电池
1．1湿法冶金法
该法基于Zn，MnO2可溶于酸的原理，将电池中的Zn，MnO2与酸作用生成可溶性盐进入溶液，溶液经过净化后电解生产金属锌和电解MnO2或生产其它化工产品、化肥等。湿法冶金又分为焙烧—浸出法和直接浸出法。
焙烧—浸出法是将废电池焙烧，使其中的氯化铵、氯化亚汞等挥发成气相并分别在冷凝装置中回收，高价金属氧化物被还原成低价氧化物，焙烧产物用酸浸出，然后从浸出液中用电解法回收金属，焙烧过程中发生的主要反应为：
MeO＋CMe＋CO
A（s）A（g）
浸出过程发生的主要反应：
Me＋2H＋=Me2＋＋H2
MeO＋2H＋=Me2＋＋H2O
电解时，阴极主要反应：
Me2＋＋2e-=Me
直接浸出法是将废干电池破碎、筛分、洗涤后，直接用酸浸出其中的锌、锰等金属成分，经过滤，滤液净化后，从中提取金属并生产化工产品。
反应式为：
MnO2＋4HCl=MnCl2＋Cl2＋2H2O
MnO2＋2HCl=MnCl2＋H2O
Mn2O3＋6HCl2=MnCl2＋Cl2＋3H2O
MnCl2＋NaOH=Mn（OH）2＋2NaCl
Mn（OH）2＋氧化剂MnO2＋2HCl
电池中的Zn以ZnO的形式回收，反应式如下：
Zn2＋＋2OH－ZnO2－Zn（OH）2（无定型胶体）ZnO（结晶体）＋H2O
1．2常压冶金法
该法是在高温下使废电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解和挥发以及冷凝的过程。
方法一：在较低的温度下，加热废干电池，先使汞挥发，然后在较高的温度下回收锌和其它重金属。
方法二：先在高温下焙烧，使其中的易挥发金属及其氧化物挥发，残留物作为冶金中间产品或另行处理。
湿法冶金和常压治金处理废电池，在技术上较为成熟，但都具有流程长、污染源多、投资和消耗高、综合效益低的共同缺点。1996年，日本TDK公司对再生工艺作了大胆的改革，变回收单项金属为回收做磁性材料。这种做法简化了分离工序，使成本大大降低，从而大幅度提高了干电池再生利用的效益。近年来，人们又开始尝试研究开发一种新的冶金法——真空冶金法：基于废电池各组分在同一温度下具有不同的蒸气压，在真空中通过蒸发与冷凝，使其分别在不同温度下相互分离从而实现综合利用和回收。由于是在真空中进行，大气没有参与作业，故减小了污染。虽然目前对真空冶金法的研究尚少，且还缺乏相应的经济指标，但它明显克服了湿法冶金法和常压冶金法的一些缺点，因而必将成为一种很有前途的方法。
2．镍镉电池
Ni－Cd电池含有大量的Ni，Cd和Fe，其中Ni是钢铁、电器、有色合金、电镀等方面的重要原料。Cd是电池、颜料和合金等方面用的稀有金属，又是有毒重金属，故日本较早即开展了废镍隔电池再生利用的研究开发，其工艺也有干法和湿法两种。干法主要利用镉及其氧化物蒸气压高的特点，在高温下使镉蒸发而与镍分离。湿法则是将废电池破碎后，一并用硫酸浸出后再用H2S分离出镉。
3．铅蓄电池
铅蓄电池的体积较大而且铅的毒性较强，所以在各类电池中，最早进行回收利用，故其工艺也较为完善并在不断发展中。
在废铅蓄电池的回收技术中，泥渣的处理是关键，废铅蓄电池的泥渣物相主要是PbSO4，PbO2，PbO，Pb等。其中PbO2是主要成分，它在正极填料和混合填料中所占重量为41％～46％和24％～28％。因此，PbO2还原效果对整个回收技术具有重要的影响，其还原工艺有火法和湿法两种。火法是将PbO2与泥渣中的其它组分PbSO4，PbO等一同在冶金炉中还原冶炼成Pb。但由于产生SO2和高温Pb尘第二次污染物，且能耗高，利用率低，故将会逐步被淘汰。湿法是在溶液条件下加入还原剂使PbO2还原转化为低价态的铅化合物。已尝试过的还原剂有许多种。其中，以硫酸溶液中FeSO4还原PbO2法较为理想，并具有工业应用价值。
硫酸溶液中FeSO4还原PbO2，还原过程可用下式表示：
PbO2（固）＋2FeSO4（液）＋2H2SO4（液）=PbSO4（固）＋Fe2（SO4）3（液）＋2H2O
此法还原过程稳定，速度快，还可使泥渣中的金属铅完全转化，并有利于PbO2的还原：
Pb（固）＋Fe2（SO4）3（液）=PbSO4（固）＋2FeSO4（液）
Pb（固）＋PbO（固）＋2H2SO4（液）=2PbSO4（固）＋2H2O
还原剂可利用钢铁酸洗废水配制，以废治废。
Ni-MH电池、新型的锂离子电池随着近年手持电话和电子设备的发展得到了大量的应用。在日本，Ni-MH电池的产量，1992年达1800万只，1993年达7000万只，到2000年已占市场份额的近50%。可以预计，在不久的将来，将会有大量的废Ni-MH电池产生。这些废Ni-MH电池的正、负极材料中含有许多有用金属，如镍、钴、稀土等。因此，回收Ni-MH电池是十分有益的，有关它们的再生利用技术亦在积极开发中。
科技尤其是信息技术的发展，使得世界对电池的需求只会增多而不会减少，随之造成的电池污染和天然能源的消耗也将大大增加。各种回收利用技术虽日臻完善但毕竟治标不治本。因此科学家们提出了发展有利于环境保护与可持续发展的新型绿色环保电池。新型绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制开发的一类高性能、无污染的电池。目前已经大量使用的金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池、正在推广应用的无汞碱性锌锰原电池和可充电电池都属于这一范畴；正在研制开发的聚合物锂或锂离子蓄电池、燃料电池、电化学贮能超级电容器等也可列入这一范畴。
从普莱德发明第一只铅蓄电池以来，化学电池已经有了140年的历史，其家族也日益壮大。但是，大量生产电池而造成的资源消耗和废电池所带来的环境污染也是有目共睹的。早在1992年，巴西召开的世界环境发展大会上通过的21世纪议程中就已明确提出了可持续发展的方针。与地球和谐相处，走保护环境和可持续发展的道路，是工业发展的大势所趋。加强废电池的环境管理：出台相应的法规政策并不断完善和发展废电池回收技术，扩大回收范围，即使尚无能力处理的也要有相应的措施，如填埋处理等。回收技术应朝着降低成本、尽量避免二次污染的方向发展。同时走发展新型绿色环保电池之路：发展高能量、无污染的绿色电池，在制造之初就将环境污染和资源消耗控制在最小。从而使生产和再生利用形成一个良性循环，才能真正做到利于民又无害于民、无害于自然。
参考文献
1郭延杰．日本废电池再生利用简介．再生资源研究，1999，（2），36－39
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3马永刚．废电池环境研讨会综述．中国物资再生，1999，（11），19
化工固废处理方法范文5
关键词：德士古；煤气化技术；水煤浆；加压气化；废锅流程
中图分类号： TQ546 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）03-179-2
1 煤气化技术的发展
有人说煤炭工业是夕阳工业，因为它是污染严重的重工业。其实不然，煤炭素来有“工业的粮食”之称，它的重要性也就不言而喻了。怎样利用煤炭资源，能减少环境的污染就成了我们要面对的问题。所以，煤气化技术也就应运而生了。煤气化技术在煤化工业有着极其重要的地位，在技术方面和设备方面也都有着极高的要求。在国内，煤化工业正在向世人展示它的蓬勃活力，煤气化技术的发展正如火如荼，类别同样也是多种多样。
1.1 煤气化技术的定义
煤气化技术，就是在特定的温度和压强之下，在经过特殊设备的处理之后，把煤炭加工成为比较清洁的能源――粗煤气（由氢气、一氧化碳、二氧化碳等混合气体组成）。煤气化技术包含了化学反应以及物理反应这两种反应过程，并且还涉及了煤炭的气、液、固三种状态的变化。随着现代科技的不断进步和迅速发展，煤气化技术也是层出不断、多种多样。德士古水煤浆加压气化就是一种我们常见的、也是在国内实际效果比较好的一种煤气化技术。
1.2 煤气化技术的发展现状以及未来的发展
现代煤化工业的发展离不开煤气化技术的支持，这种利用煤炭资源作为工业原料，再经过诸多工序加工后，生产煤气的技术其实已经有上百年的历史了。经过近几十年的发展，我国在煤气化技术方面越来越娴熟了，种类也是变得越来越多。特别是德士古水煤浆加压气化技术，在我国已经由发展期转向了成熟期。
我国未来煤气化技术的发展一定要符合我国的国情，结合国际上煤气化的发展趋向，形成一套真正适合我国煤化工业运行的煤气化技术。加强此类技术研发和这类技术人才的发展，未雨绸缪总不会有错的。
2 德士古水煤浆加压气化废热锅炉流程
2.1 德士古水煤浆加压气化技艺
德士古水煤浆加压气化技艺主要有：全废锅流程、半废锅流程以及激冷流程（这是根据其回收热量方式的差异来分类的），德士古全废锅流程水煤浆加压气化技术，一般是用在发电方面。在反应室经过一系列反应之后的合格水煤浆，会生成含有大量杂质的粗煤气。然后生成的粗煤气，需要经过废锅的降温，然后再送至洗涤塔进行后面的处理工作。经过上述复杂处理之后的粗煤气（主要含量为氢气与一氧化碳），经过一定比例的反应之后，就会生成较为清洁的能源――甲醇。用这样的方式利用煤炭资源，就会大大降低了对环境造成的破坏。
2.2 德士古废锅流程的发展历程
1993年我国第一次引入德士古水煤浆加压气化装置（图2），十几年来，对德士古水煤浆加压气化技术不仅仅只是简单的模仿，根据国内的实际情况加压气化技术吸收以及消化，关键是在一定的基础之上得到了长远的发展。
我国第一个投料成功的德士古废锅流程装置，就装备在神华宁煤集团（装置作用是25万吨的甲醇项目）。这个装置的成功装备与运行，说明了我国在煤气化工业与世界的正式接轨，也可以说是已经位于了世界前列，特别是对于煤气化产物，粗煤气净化方面的技术。
2.3 德士古废锅流程的优势
德士古废锅流程一个重要的特点就是节约能源，德士古废锅流程采用的是全热能回收方式，它不会像德士古激冷流程那样浪费掉大量的内能。同时，在供电方面，它的供电效率也是比较高，而且安全可靠性。环境问题是当今社会普遍关注的一个问题，尤其是污染严重煤炭工业更是会引起人们的普遍关注。德士古废锅流程在解决污染问题方面做得比其他两种流程要好。对于水资源利用方面，这种模式对水源的要求比较低，因此，可以节约大量的水资源。基于上面提到的种种优势，对提高德士古废锅流程的市场竞争力会有很大的意义。
3 德士古废锅流程在水煤浆加压气化技术方面存在的问题以及解决的办法
水煤浆的气化对氧气的要求比较高，整个过程的操作r间也是比较长的。虽然说，德士古煤气化水煤浆加压气化废锅流程，在国内已经开始运营很长一段时间了，并且取得了比较好的效果，但是有一些问题出现还是无可避免的。下面对德士古废锅流程在水煤浆加压气化技术方面，遇到的问题和解决的方法一一进行了讲述。
3.1 废锅流程存在的问题
高压下水煤浆的稳定性问题，此问题的出现会使得气化炉停止工作。水煤浆在高压水煤浆进出口处的沉积、出口线路上的电磁流量计受到信号的干扰等等原因，都会引起“水煤浆流量降低”，从而影响整个装置的稳定运行。除此之外，水煤浆出口处的焊接部位以及集水箱内壁焊接部位容易出现对流废锅水冷壁漏、因气化炉负荷的增大没及时打开空阀门降压引起水平输送管线压力的升高以及从对流废锅出口到洗涤塔的管道线路堵塞引起系统压差的升高都是造成德士古煤气化水煤浆加压气化废锅流程出现问题的原因。
3.2 废锅流程问题的解决办法
对新增水冷壁的设计进行改良。多次的调查表明，装置内部结渣的最大原因就是新增水冷壁存在问题引起的。对流废锅原设计需要改造成为热换刃荆这样会减少集水箱内壁焊接部位出现水煤浆渣的积累现象。定期对螺杆吹灰机进行修检，同样也会降低水煤浆渣的积累。系统压差的升高这个问题目前并没有好的解决办法，需要我们在今后不断地在这方面进行摸索。对汽包空间和降压换热器进行改造，使其减少受到气化炉负荷的影响。
4 总结
煤炭能源在我国占了很大的比重，但是因为煤炭是化石燃料，所以对环境污染是很严重的。德士古煤气化水煤浆加压气化废锅流程的面世，让煤炭资源的清洁化利用不再是梦想。对于德士古煤气化水煤浆加压气化废锅流程，本了较为详细的介绍，特别是对于德士古废锅流程的优势所在，以及存在的问题和解决问题的办法。
参 考 文 献
[1] 陈宽平.浅析水煤浆气化工艺过程与技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2011（05）.
化工固废处理方法范文6
关键词：废催化剂 有价金属 清洁生产
中图分类号：X783 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（b）-0046-05
Cleaner Production Technology Research and Example Analysis of Dry Recovery of Valuable Metals in Waste Catalysts
Wang Keke Sun Zhengyu
（Henan Research Academy of Environmental Sciences， Zhengzhou He’nan， 450004， China）
Abstract：It is an industry with the dual advantages of economy and environment protecting to recover and utilize metal components from waste catalysts. The dry recovery of valuable metals in waste Catalysts has high energy consumption and heavy pollution.First，this academic paper introduces the characteristics， process and pollution point of the industry.Then，combined with the enterprise cleaner production example，analyzes the application of cleaner production technology in the enterprise and the results obtained. So as to provide ideas for the development of cleaner production of the enterprises in the industry.
Key Words：Waste catalysts； Valuable metals； Cleaner production
催化剂是一种能改变化学反应速率、却不改变化学反应的热力学平衡，且在化学反应前后物理和化学性质无明显改变的化学物质。该文从干法回收废催化剂中有价金属的行业特点、工艺流程和产污环节着手，结合企业清洁生产实例，旨在分析清洁生产技术在企业的应用情况及取得的效果，为该行业企业的清洁生产发展提供思路。
1 前言
据统计，催化剂在化工生产中占有相当重要的地位，90%以上的化学工业中均包含有催化过程[1]，全世界每年消耗的催化剂数量约为80万t（不包括烷基化用的硫酸和氢氟酸催化剂）。催化剂在制备过程中，为了确保其活性、选择性、耐毒性和一定的强度及寿命等指标性能，常常选择一些有色金属甚至贵金属作为主要成分[2]。随着工业生产对催化剂的需求量不断增加，全世界每年不可避免地要置换出数量可观的废催化剂[3]。以往对废催化剂的处理方式主要以丢弃、填埋、焚化等方式为主，其不足之处一是废催化剂往往作为危险废物处理处置，不仅会占用大量的土地资源，还大大增加企业成本；二是催化剂在使用过程当中所吸附的一些有毒、有害物质以及自身所含有的一些金属元素会由于各种作用而进入到自然环境，给环境带来严重危害[4]；另外废催化剂所含的各种有价金属资源没能得到回收利用，造成有效资源的浪费。因此，随着金属资源的日益衰竭以及科技水平的不断提高，对废催化剂的回收再利用已得到了世界上大多数国家的重视，中国也有许多研究机构在这方面做了很多工作。在日益严格的环保法律法规和政策标准要求下，从废催化剂中回收有价金属无论是在环保还是在经济方面都有重要意义。
从废催化剂中回收有价金属的方法一般分为3种：干法（火法）、湿法及联合法[5]。从文献上看，目前单独采用干法从废催化剂回收有价金属的相关研究很少；从市场上看，由于其流程短、见效快，干法工艺还有较多应用，在部分地区形成了一定规模的产业集群。但干法工艺能耗高、污染较重，往往是环境保护管理部门关注的重点。因此，对该行业的清洁生产技术开展研究和应用，对其生产全过程进行改造和治理，持续提升清洁生产水平，转变经济发展方式，是实现行业可持续发展的必经之路。
2 行业特点、工艺流程及产污环节
2.1 行业特点
该行业具有如下特点。
（1）与国外相比，行业起步晚，自1971年抚顺石化三厂开始从废重整催化剂中回收铂、铼等稀贵金属以来，我国才逐渐开展废催化剂研究工作[6]；（2）行业个体规模小、市场较混乱；（3）生产原辅料及废弃物多为危险废物，环保关注程度高，标准规范复杂，管理严格；（4）与湿法工艺相比，干法工艺具有流程短、见效快、能耗高的特点；（5）与湿法工艺废液易造成二次污染不同，干法工艺一次废气污染物浓度高，在炉渣得到有效处置的情况下，基本不产生二次污染。
2.2 工艺流程及产污环节
按照回收金属种类的不同，行业主要工艺流程和产污环节如下。
（1）铂、钯及合金。
⒑铂、钯、镍、钒、钴、铬、钼、钛的废催化剂投入电弧炉中，利用电极（石墨）导电至各种金属的熔点，将其融化为液体，同时其载体（如Al2O3）也被融化，先将熔融后的废气载体倒出，再将融化的金属倒入模具成型，工艺流程及产污环节如图1所示。
（2）粗铜提取。
将含铜废催化剂、含铜废物和废活性炭混合后在焙烧炉中将铜的金属氧化物熔成块体，加入香炭在精炼炉中精炼产出粗铜，工艺流程及产污环节如图2所示。
（3）氧化锌生产。
将含锌废催化剂、含锌废物、含锌废泥混合香碳，一起投加入焙烧炉中，含锌废催化剂、含锌废物中的锌和含有机卤化物废物中的氧化锌在高温下转化成气态，分布于焙烧炉的下层，从另一通道经过U型管冷却后经捕集器捕集，得到氧化锌产品。而含有CO2、SO2、粉尘的废气聚集于焙烧炉的上层，经沉降室重力沉降后，再经除尘脱硫后，通过烟囱排放，工艺流程及产污环节如图3所示。
3 清洁生产审核实例
下面以干法回收废催化剂中有价金属的某企业清洁生产审核作为实例，分析清洁生产技术在企业的应用情况及取得的效果。
3.1 主要污染源及污染物产排情况
（1）废水。
因为干法回收，公司无工艺废水，职工办公生活污水，经化粪池处理后浇灌厂区林地和菜地。
（2）废气。
污染源：焙烧炉、氧化锌捕集、精炼炉及其造渣产生的含粉尘、SO2、NOx废气；电弧炉产生的含粉尘废气；职工食堂炊事油烟；包装工序产生的含粉尘废气。焙烧炉废气及氧化锌捕集废气经重力沉降+袋式除尘+双碱法脱硫处理后由50 m高排气筒排放；精炼炉及其造渣废气经重力沉降袋式除尘+双碱法脱硫处理后由20 m高排气筒排放；电弧炉在生产过程中产生大量粉尘，经重力沉降+袋式除尘器处理后，经20 m高排气筒排放；氧化锌包装线含尘废气以无组织形式排放。
（3）固废。
公司固体废物主要为焙烧、精炼和电弧熔融过程中产生的废渣和碳渣，除尘设备收集的粉尘、双碱法脱硫产生的石膏和职工办公生活垃圾。
固体废弃物产排情况见表1。
废渣中各类成分随每批处理原料而变化，企业制定了废渣检验制度（对每批次废渣均进行危险性鉴别）。符合一般固废要求的进入一般固废堆场临时存放，外售制砖；属于危险废物的进入危废暂存间存放，定期交由有资质危废单位处置。渣场按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB 18599-2001）建设，地面铺设防渗层和刷涂防渗漆，加强防渗、防水、防风措施；危废暂存间按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB 18597-2001）的要求建设。企业原料均属于危险废物，由专业运输公司运输，已办理危废转运五联单。
（4）噪声。
噪声主要来自工业炉窑鼓/引风机、制球机、除尘风机等。制球机等产生机械噪声的设备采取选用低噪设备、安装减振基础、隔声措施；工业炉窑鼓/引风机、除尘风机等产生空气动力学噪声的设备采取装消声器、加装减振垫及采用弹性支承或弹性连接、隔声措施。
3.2 企业清洁生产现状及潜力分析
根据清洁生产的一般要求，清洁生产指标原则上分为生产工艺与装备要求、资源能源利用指标、产品指标、污染物产生指标、废物回收利用指标、环境管理6个方面。由于目前还没有出台相关的行业清洁生产标准，因此依据《中华人民共和国清洁生产促进法》的要求，从上述原则方面对企业的清洁生产潜力进行分析。
（1）生产工艺与装备要求。
该公司已运行多年，在实际生产中，已建立起成熟可靠的生产工艺。含铜废催化剂采用“焙烧―精炼―造渣”工；含锌废催化剂生产氧化锌采用“焙烧―冷却―捕集”工艺；合金生产采用“电弧熔融―冷却成型”工艺。以上均为干法工艺。采用的生产设备主要为焙烧炉、干燥炉、电弧炉、制球机、捕集器、U型冷却器等，环保设备主要为重力沉降室、袋式除尘器、双碱脱硫等，均为行业内废金属催化剂处理和回收的成熟设备。
（2）能源利用指标。
公司用能主要为电能，根据生产统计，耗电量为100.4 kW・h/t产品。
（3）产品及包装。
公司主要产品为氧化锌、粗铜、钼镍合金、铬铁合金等。除氧化锌为编织袋包装外，其余均为无包装金属锭块，产品及包装符合清洁生产要求。
（4）污染物产生。
污染物包括SO2、NOx、粉尘、COD、氨氮、废渣和脱硫石膏，均为常见污染物，经相应措施处理后均可达标排放，污染物产生情况见表2。
（5）废物回收利用指标。
除尘设备收集的粉尘回用于生产；双碱法产生的脱硫石膏外售于建材厂；焙烧、精炼、电弧熔融产生的废渣和碳渣经检验后分类处置；生活垃圾集中收集后定期由环卫部门清运至生活垃圾填埋场处置。有用固废综合利用率100%，满足清洁生产要求。
（6）环境管理。
公司环保手续齐全，办理有排污许可证和危险废物转移五联单，符合国家和地方的有关环境法律、法规要求。
（7）清洁生产水平主要潜力点。
改进设备，降低单位产品能耗物耗；减少生产过程固废产生量，提高资源回收率；加强现场环境管理。
3.3 主要清洁生产技术方案设计及效果分析
根据分析出的清洁生产潜力，从设备改进入手，在降低能耗物耗、降低污染物产排量等方面采取了制球机改造、精炼炉及其配套电机改造等清洁生产技术，达到了“节能、降耗、减污、增效”的目的，经济和环境均得到了明显改善，详细如下。
（1）制球机改造。
企业收购含铜污泥废催化剂。污泥由于含水率高、直接精炼铜难以投料并且提取率较低，成品粗铜不易收集，因此需在精炼处理前脱水、固化。制球机可将脱水后的含铜污泥压制成圆柱块状，便于投料和提取。制球机工艺原理简单，将脱水后的含铜污泥挤压成型即可。制球机的改进提高了污泥成型率、减少了含铜污泥废催化剂的损耗，增大了原料提取率，该清洁生产方案总投资8万元，实施后，提高污泥成型率，减少原料损耗，提高资源回收率，每年增加企业利润2万元。
（2）精炼炉及其配套电机改造。
将原有的精炼炉及其配套电机改造，增大电机功率，扩大炉容，增大单位面积进风率，采用热风精炼，增大焦炭牢固性，整体降低单位产品能耗物耗，大幅度提高劳动生产率，方案总投资50万元，年节约电量1.26万元，劳动生产率提高后年增创利润15万元。
（3）规范原料库管理、优化原辅材料运输路线、加强巡检等成套环境管理措施。
原料分区堆放，设置分区界限和各种原料标识牌及相关理化性质、组成、危险性简要说明；原料库与车间分区布置，原料在厂内运输时，选择最短、最便捷、路况最好的路线，减少厂内运输过程中的原料遗撒量；健全岗位巡检制度，及时排除故障，提高设备运行率，减少故障率。通过成套环境管理措施的改进，进一步节约物料成本，减少设备维修费用。
（4）清洁生产改造整体效果分析。
通过清洁生产方案的落实，企业整体达到了“节能、降耗、减污、增效”的效果，见表3。
4 结论
（1）干法回收废催化剂中有价金属行业具有能耗高、污染较重的特点。
（2）作为环境保护管理部门关注的重点行业，开展清洁生产审核工作，持续提升清洁生产水平，降低能耗物耗，减少污染物的产生排放，是行业可持续发展的必经之路。
（3）实践证明，落实清洁生产技术改造工作，能够为企业带来可观的环境效益和经济效益，实现环境与经济的双赢。
（4）由于干法回收废催化剂中有价金属行业生产工艺技术大体相同，因此，实例中成功实施的清洁生产技术在整个行业有较高的参考应用价值，有助于提高行业清洁生产水平。
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