水泥協(xié)同處置固廢實(shí)驗(yàn)室解決方案
項(xiàng)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(yù)處理后滿足入窯要求的固體廢物投入水泥窯，在進(jìn)行水泥熟料生產(chǎn)的同時實(shí)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(yīng)急事件廢物等固體廢物。但是，放射性廢物、爆炸物及反應(yīng)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(guān)、鉻渣、未知特性和未經(jīng)鑒定的廢物禁止入窯進(jìn)行協(xié)同處置。
除此之外，入窯固體廢物應(yīng)具有相對穩(wěn)定的化學(xué)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(yīng)滿足《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》(HJ662-2013)的要求。協(xié)同處置運(yùn)行操作的技術(shù)要求主要包括:固體廢物的準(zhǔn)入評估、固體廢物的接收與分析、固體廢物的貯存以及預(yù)處理、固體廢物在廠內(nèi)的運(yùn)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(hù)技術(shù)規(guī)范》(HJ662-2013)和《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(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(biāo)準(zhǔn)》(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)
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污染物 |
最高允許排放濃度限值 |
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氯化氫(HCl) |
10 |
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氟化氫(HF) |
1 |
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汞及其化合物(以Hg計) |
0.05 |
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鉈、鎘、鉛、砷及其化合物(以Tl+Cd+Pb+As計) |
1 |
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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 |
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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(zhì)量應(yīng)符合《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)的標(biāo)準(zhǔn);
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(yīng)滿足相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
檢測標(biāo)準(zhǔn)
1、GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》
2. GB4915-2013 《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》
3、GB 5086.1-1997 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 翻轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)》
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(biāo)準(zhǔn)》
17、GB 18599-2001《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》
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(shù)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(shù)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(shù)規(guī)范》
14 HJ/819-2017 《排污單位自行監(jiān)測技術(shù)指南 總則》
15 HJ848-2017 《排污單位自行監(jiān)測技術(shù)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(shù)參數(shù)
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高頻發(fā)生器 |
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工作頻率 |
27.12MHz |
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頻率穩(wěn)定性 |
﹤0.05％ |
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輸出功率 |
800W ～1600W |
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輸出功率穩(wěn)定性 |
≤0.05％ |
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匹配方式 |
自動匹配 |
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掃描分光器 |
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光路 |
Czerny turner型 |
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焦距 |
1000mm |
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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 |
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線色散倒數(shù) |
0.26nm/m |
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分辨率 |
≤0.008nm(3600線光柵） |
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≤0.015nm(2400線光柵) |
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≤0.005nm(4320線光柵) |
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整機(jī)技術(shù)指標(biāo) |
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掃描波長范圍 |
190nm～500nm（3600L/mm光柵） |
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190nm～800nm（2400L/mm光柵） |
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190nm～460nm（4320L/mm光柵） |
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重復(fù)性 |
RSD≤1.5％ |
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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(diǎn)取樣（不同部位取樣并攪拌均勻）
3）設(shè)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(xì)并真實(shí)可靠
2）內(nèi)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(shè)備：分析天平、稱量瓶
2）樣品破碎
樣品顆粒應(yīng)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(shè)備：篩（孔徑9.5mm）、破碎機(jī)
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(yīng)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(yīng)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(shè)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(zhuǎn)式振蕩儀上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)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(yīng)定時在通風(fēng)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(fù)以上步驟重新制備浸出液。
設(shè)備儀器：翻轉(zhuǎn)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(yīng)使用高壓過濾器進(jìn)行過濾，能較大幅度降低水的鹽度，以防止儀器堵塞。
設(shè)備儀器：高壓過濾器、濾膜、氮?dú)獍l(fā)生器、燒杯等。
2）消解
為消除浸出液中有機(jī)物或還原性物質(zhì)對元素檢測的影響，浸出液需進(jìn)行消解處理。
目前微波消解較為普遍，效率高，且反應(yīng)徹底。
微波消解儀在使用過程中需注意安全，應(yīng)規(guī)范操作，并在通風(fēng)廚中進(jìn)行。
設(shè)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(shè)備
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1 |
電熱鼓風(fēng)干燥箱 |
1 |
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= 1 \* GB3 ①箱體內(nèi)均采用鏡面不銹鋼氬弧焊制作而成，箱體外采用優(yōu)質(zhì)鋼板，造型美觀、新穎。 = 2 \* GB3 ②采用具有超溫偏差保護(hù)、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(fēng)循環(huán)系統(tǒng)由能在高溫下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)和合適風(fēng)道組成，提高工作室內(nèi)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(yùn)行，使用壽命長，便于更換。 = 5 \* GB3 ⑤可以從控溫面板上調(diào)節(jié)箱內(nèi)進(jìn)風(fēng)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(jìn)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(fēng)罩 = 3 \* GB3 ③藍(lán)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(fù)性(S)：0.1mg，線性：±0.2mg。
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進(jìn)口 |
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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(jìn)口 |
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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(jī)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(shí)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(diào)，配攪拌子6個 |
國產(chǎn) |
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6 |
超純水機(jī) |
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= 1 \* GB3 ①預(yù)處理系統(tǒng)去除源水顆粒物質(zhì)、鐵、錳、余氯、鈣、鎂離子及吸附有機(jī)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(nèi)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(hù)。 |
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20 |
馬弗爐 |
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= 1 \* GB3 ①采用雙層殼體結(jié)構(gòu)，配有風(fēng)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(jìn)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(shè)有的通風(fēng)口，可排出爐腔內(nèi)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(shè)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(dāng)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(shè)定，固定移液，精度≤±5ul。帶D吸頭1盒 。0.1-1ml任意設(shè)定，固定移液，精度≤±5ul。帶D吸頭1盒 。 0.1-2ml任意設(shè)定，固定移液，精度≤±5ul。帶D吸頭1盒 。 1-5ml任意設(shè)定，固定移液，精度≤±25ul。帶吸頭1盒。 1-10ml任意設(shè)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(nèi)置精度溫度
= 2 \* GB3 ②傳感器,保持箱體內(nèi)部溫度穩(wěn)定； |
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