Page 319 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

第 5 期 吴骞等：工业废盐热处理技术研究进展 · 1675 ·

时，有机物的氧化分解机理如式（4）～式（7）所示，过 测了经高温热管技术处理后的废盐中有机污染物的
氧离子和超氧离子作为主要的活性氧参与到有机污 去除情况，发现二氯乙烷、甲苯、间二氯苯以及对二
染物的消除过程中。碳酸盐能够促进氧气反应形成 氯苯的去除率分别 为 87.76%、100.00%、82.68 % 和
[82]
过氧离子和超氧离子 ，如式（8）和式（9）所示。 84.57%，且烟气的主要成分为苯系物。
( )
b
2C a H b + 2a+ O 2 −→ 2aCO 2 +bH 2 O （4） 3 工业废盐热处理技术中的二次污染问题
2
（5）
C a H b N c +O 2 −→ CO 2 +H 2 O+N 2 +NO x
( ) 非金属元素（主要 为 N 和 S 等）氧化物的排放、
b−c
2C a H b N c +cNa 2 CO 3 + 2a+ O 2 −→ 重金属元素的挥发和二噁英的产生往往是造成工业
2 （6）
废盐热处理技术中二次污染的主要原因。
(2a+c)CO 2 +bH 2 O+2cNa x
( )
b 3.1 重金属元素
2C a H b S c +2cNa 2 CO 3 + 2a+ +3c O 2 −→
2 （7） 工业废盐中的重金属元素由于密度和熔点温度
等因素，在不同操作环境下，部分以金属等形式沉积
2(a+c)CO 2 +bH 2 O+2cNa 2 SO 4
2− 2− （8）
O 2 +2CO −→ 2O +2CO 2
3 2 在反应器底部，其余以氧化物或溴化物等形式随飞
2− − （9）
3O 2 +2CO −→ 4O +2CO 2
3 2 灰进入大气环境，造成二次污染。林诚乾 [87 ] 认为，废
Volkovic 等 [83 ] 认为，硝酸根也可促进热处置系
h
盐中重金属挥发不仅与高温下共同反应的物质种类
统中超氧离子的产生，从而增强有机污染物的去除
及其浓度有关，还与操作温度等因素有关。研究发
率。该过程常为过氧离子与硝酸盐反应形成超氧离
现，含溴物质与含重金属废盐混合加热会促进废盐
子和亚硝酸盐，亚硝酸盐被过氧离子再氧化成硝酸
中重金属元素的挥发，C 在 600 ℃ 下 与 B 反应形
u
r
盐，从而连续提供超氧离子来氧化废盐中的有机物，
成 CuBr 、CuB 而挥发，A 在 1 000 ℃ 与 B 反应形
r
r
g
如式（10）和式（11）所示。 2
成 AgB 而挥发 [88] 。陈杰等 [89 ] 测定了不同含碳量
r
−
2−
−
2NO +O −→ 2NO +2O − （10）
3 2 2 2 的工业废盐焚烧飞灰发现，工业废盐的含碳量为
2−
−
NO +O −→ NO +O 2− （11）
−
2 2 3
4
u
热处理工业废盐时，有机污染物的分解消除情 54.70 % 时，Fe、C 以 Fe （SO ） 、CuSO 的形式挥
4 3
2
b
况随热处理温度的变化而变化。苏梦等 [84 ] 利用高温 发，随飞灰进入大气环境。此外，重金属元 素 P 随
[87]
热管技术研究了农药废盐的热处理特性，结果表明， 着操作温度的上升，其挥发量也在不断上升 。
随着温度增加，废盐中的有机污染物先分解为杂环 Zhan 等 [90 ] 研究发现，80 % 以上 的 Cr、Cu、Ni，
g
类、酚类、醇类和脂肪族氯化物，进而分解为脂肪族 74%～94 % 的 Zn，46%～79 % 的 P 都残留在灰渣
b
氯化物，直至完全分解，有机污染物的分解主要发生 中；47%～73 % 的 C 和 60%～100 % 的 H 迁移至
g
d
在 25～300 ℃ 以及 450～600 ℃。董俊佳等 [85 ] 认 飞灰中。金属离子在高温处理时的迁移形式主要为
为，在氧气气氛下，废盐中有机污染物的分解主要发 挥发-冷凝和机械迁 移 2 种形式，且以前者为主，迁移
生 在 510 ℃。李唯实等 [86 ] 利用气相色谱-质谱仪检 过程如 图 1 所示 [91-92] 。
2

图 12 金属离子的迁移过程 [92]
Fig.12 Migration process of metal ions