一、国内外现状、发展趋势、社会经济意义
碱渣主要来源于石油产品的油品精制，因精制工艺和被精制油品的性质及产量的不同，碱渣的性质各异。碱渣组成复杂，除游离碱外，还含有环烷酸、酚、中性油以及硫化物等，其COD值可达几万到几十万。国内炼油厂碱渣年产量约30万吨，由于缺乏理想的处理方法，目前仅做初步处理后排至污水场。碱渣污染物毒性大、浓度高，直接排放到炼厂的综合污水处理系统会严重影响污水处理场正常运行、大大降低污水处理达标率、增加污水处理运行费用。
国内开发的其他碱渣处理技术，以期最大限度地回收碱渣中的酚，降低处理后污水中的有毒物质，但均未取得突破性进展。由于发达国家采用全加氢炼油工艺，不存在或很少有碱渣产生，而且大多对碱渣采用集中处理的办法。而根据我国国情采用此方法在目前一个相当长的阶段不现实，随着国家环境保护法律法规的逐步健全以及执法力度的逐步加大，开发具有我国自主知识产权的炼油碱渣处理技术，以减轻它对环境造成的危害，对国内以及发展中国家炼油行业的污水处理具有深远的意义，推广前景良好。
由环保科技有限公司与大学环境工程联合开发的炼油碱渣处理技术，是典型的产、学、研联合创新项目。该项目利用大孔树脂吸附技术和微电解原理，采用我们自行研制的DRH类树脂（发明专利，CN1142485A），吸附碱渣中的酚类物质，可重复使用再生；微电解技术依靠原电池的作用，使污水中的某些污染物经还原和氧化而去除。该课题自1997年开始进行研究，目前已完成了全国炼油系统碱渣处理现状调研、碱渣处理技术试验研究小试、确定碱渣总体处理流程、在小试基础上确定碱渣处理工业试验装置设计参数、工业试验装置设计、建设等工作。
目前国内对常一、二、三线及催化碱渣的处理工艺如下：
1 常一、二、三线碱渣
1.1、硫酸酸化法
1.2、二氧化碳酸化法
2、催化碱渣
催化碱渣目前较好的工艺是：
上述处理工艺排放的废水仍含有很高浓度的COD、酚等，虽然限量流入污水处理场，仍影响污水处理场的处理效果，并且腐蚀管线。国内正在或已经开发的碱渣处理技术，以期最大限度地回收碱渣中的环烷酸、酚，降低处理后废水中的有害物质，但均未取得突破性进展。
二、大孔吸附树脂处理炼油碱渣工艺创新内容、技术路线、技术指标及技术关键
1、创新内容
利用对酚具有特效吸附能力的大孔吸附树脂和微电解工艺，结合炼油厂各类碱渣的特点，在优化条件下处理碱渣，最大限度地回收碱渣中的酚、环烷酸，降低处理后废水中的有害物质，消除该废渣对污水处理场的冲击影响。
炼油碱渣处理技术开发的主要内容包括以下三个方面：①常一、二、三线碱渣处理小试、工业试验研究；②催化碱渣处理小试、工业试验研究；③混合碱渣处理工业
试验研究。本项目创新内容主要是利用对酚具有特效吸附能力的大孔吸附树脂和微电解工艺，结合炼油厂各类碱渣的特点，在优化工艺操作条件下处理碱渣，最大限度地回收碱渣中的酚，降低处理后污水中的有害物质，消除该废渣对炼油厂终端污水处理厂的冲击。
2、主要技术内容及基础原理
炼油碱渣处理系统工艺流程见图1：
由酸化处理单元来的柴油碱渣废水和汽油碱渣废水混合后进入烟煤吸附滤池，滤后的废水用泵打入铁屑微电解塔。电解后的出水进入第一缓冲槽，用泵抽出送入净化塔，在泵前分别加入NaOH溶液和高分子絮凝剂，控制PH=8.5。经沉淀后的上清液和污泥分别经微孔过滤机过滤后进入第二缓冲槽，在此将废水调至PH=6-7，然后用泵打入树脂吸附塔，树脂吸附后的水直接流入炼厂污水处理场。吸附饱和后的树脂用碱再生，再生后的树脂继续用于吸附。解吸下来的酚液经储槽用泵送到蒸发器蒸发浓缩到碱浓度为30%，然后排入浓缩液储槽，最后将其送到催汽碱渣储槽，和汽油碱渣一起酸化分离出粗酚。
3、主要技术创新点论述
3.1、烟煤吸附技术
1 目前钢渣主要处理工艺
1.1 风淬法
热熔钢渣被压缩空气击碎落入水中急冷、改质、粒化。其优点是排渣速度快、占地面积少、污染少、处理后钢渣粒度均匀；其缺点是处理率低、钢渣利用途径窄。
1.2 粒化轮法
将熔融的钢渣落到高速旋转的粒化轮上，因机械作用将熔渣破碎、粒化，被粒化的熔渣在空间经喷水冷却后，渣水一同落入脱水转鼓。其优点是排渣速度快、污染少；其缺点是处理率低（一般在50%左右）、只能处理流动性好的钢渣、设备磨损严重、钢渣胶凝性能变差影响其利用。
1.3 热泼法
（1）渣线热泼法。将钢渣倾翻，喷水冷却3～4天后使钢渣大部分自解破碎，运至磁选线处理。此工艺的优点在于对渣的物理状态无特殊要求、操作简单、处理量大。其缺点为占地面积大、浇水时间长、耗水量大，处理后渣铁分离不好、回收的渣钢含铁品位低、污染环境、钢渣稳定性不好、不利于尾渣的综合利用。
（2）渣跨内箱式热泼法。该工艺的翻渣场地为三面砌筑并镶有钢坯的储渣槽，钢渣罐直接从炼钢车间吊运至渣跨内，翻入槽式箱中，然后浇水冷却。此工艺的优点在于占地面积比渣线热泼小、对渣的物理状态无特殊要求、处理量大、操作简单、建设费用比热闷装置少。其缺点为浇水时间24h以上、耗水量大、污染渣跨和炼钢作业区、厂房内蒸汽大、影响作业安全。钢渣稳定性不好、不利于尾渣综合利用。
1.4 盘泼法
将热熔钢渣倒在渣罐中，用吊车将罐中钢渣均匀倒在渣盘上，喷淋大量水急冷，再倾翻到渣车中喷水冷却，最后翻入水池中冷却。其优点是快速冷却、占地少、粉尘少、钢渣活性较高；其缺点是渣盘易变形、工艺复杂、投资和运行费用高、钢渣稳定性差。
1.5 水淬法
钢渣水淬是20世纪70年代为获得粒度小于8mm钢渣返回烧结而研究成功的工艺。高温液态钢渣在流出下降过程中，被压力水分割、击碎，再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，同时进行了热交换，使熔渣在水幕中进行粒化。其优点是排渣速度快、工艺流程简单、占地面积少、投资少；其缺点是处理率低（最高50%）、水淬时操作不当易发生爆炸、处理后渣利用途径窄、钢渣水硬胶凝性低影响钢渣的利用。
1.6 滚筒法
高温液体钢渣在高速旋转的滚筒内，以水作为冷却介质，急冷固化、破碎。其优点是排渣速度快、占地面积少、污染少；其缺点是设备较复杂且故障率高、投资大、钢渣活性低。
1.7 热焖法
钢渣热焖处理技术是将熔融钢渣倾翻在热焖装置内，封盖，喷水。水遇热渣产生蒸汽，使钢渣发生化学反应，游离氧化钙生成氢氧化钙，体积膨胀并在温度变化应力作用下破裂粉化，使钢渣稳定。热闷处理工艺简单，能够处理固态钢渣，处理后的钢渣活性高、安定性好，利于钢渣的后期利用。
2 国内钢渣利用概况
2.1 钢渣用于冶金原料
（1）回收废钢铁。钢渣中含有较大数量的铁，平均质量分数约为25%，其中金属铁约占10%。磁选后，可回收各粒级的废钢，其中大部分含铁品位高的钢渣作为炼钢、炼铁原料。
（2）钢渣用作烧结材料。由于转炉钢渣中含40%～50%的CaO，用其代替部分石灰石作烧结配料，不仅可回收利用钢渣中残钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰、稀有元素（V、Nb等）等，而且可使转鼓指数和结块率提高并有利于烧结造球及提高烧结速度。钢渣中Fe、FeO在氧化反应过程中产生的热量可降低烧结矿燃料消耗。
（3）钢渣用作高炉熔剂。转炉钢渣中含有40%～50%的CaO、6%～10%的MgO，将其回收作为高炉助溶剂可代替石灰石、白云石，从而节省矿石资源。另外，由于石灰石（CaCO3）、白云石[CaMg（CO3）2]分解为CaO、MgO的过程需耗能，而钢渣中的Ca、Mg等均以氧化物形式存在，从而节省大量热能。
（4）钢渣用作炼钢返回渣料。钢渣返回转炉冶炼可降低原料消耗，减少总渣量。对于冶炼本身还可促进化渣，缩短冶炼时间。
2.2 钢渣用于道路工程
（1）钢渣生产水泥及混凝土掺合料。钢渣中含有具有水硬胶凝性的硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）及铁铝酸盐等活性矿物，符合水泥特性。因此可以用作生产无熟料水泥、少熟料水泥的原料以及水泥掺合料。钢渣水泥具有耐磨、抗折强度高、耐腐蚀、抗冻等优良特性。
（2）钢渣代替碎石和细骨料。钢渣碎石具有强度高、表面粗糙、耐磨和耐久性好、容重大、稳定性好、与沥青结合牢固等优点，相对于普通碎石还具有耐低温开裂的特性，因而可广泛用于道路工程回填。钢渣作为铁路道渣，具有不干扰铁路系统电讯工作、导电性好等特点。由于钢渣具有良好的渗水和排水性，其中的胶凝成分可使其板结成大块。钢渣同样适于沼泽、海滩筑路造地。
2.3 新型建筑材料工程应用
（1）新型混凝土。通过磨细加工，使工业废渣的活性提高并作为一种混凝土用掺合料进入混凝土的第6组分――矿物细掺料。细磨加工不仅使渣粉颗粒减小，增大其比表面积，使渣粉中的f-CaO进一步水化以提高渣粉稳定性，还伴随着钢渣晶格结构及表面物化性能变化，使粉磨能量转化为渣粉的内能和表面能，提升钢渣胶凝性。利用钢渣微粉与高炉矿粉相互间的激发性，加以适当的激发剂可配制出高性能的混凝土胶凝材料。同时，根据不同的使用要求，还可配制出道路混凝土（抗拉强度高，耐磨、抗折、抗渗性好）、海工混凝土（良好的渗水、排水性，海洋生物附着率高）等系列产品。
（2）碳化钢渣制建筑材料。造成钢渣稳定性不好的主要因素是游离氧化钙和游离氧化镁，它们都可以和CO2进行反应，且钢渣在富CO2环境下，会在短时间内迅速硬化。利用这种性质，可利用钢渣制成钢渣砖，再次用到不同的建筑中，其重要意义在于碳化养护材料的物理化学性能得到了重大改进。与此同时，有效控制了CO2的排放，改善温室效应。
2.4 钢渣在环境工程方面的应用
钢渣较高的碱性和较大的比表面积可用于处理废水。研究表明，钢渣具有化学沉淀和吸附作用。在钢渣处理含铬废水研究中，铬的去除率达到99%。钢渣处理含锌废水的研究中，锌的去除率达98%以上，处理后的废水达到GB897888污水综合排放标准。 钢渣处理含汞废水的研究中，汞的去除率达到90.6%。其研究结果为解决海洋汞污染提供了一种有效途径。钢渣还可用于处理含磷废水及含其他重金属废水。
3 结束语
根据中国目前钢渣的利用情况，应对以下几个方面进行更为深化的研究：
（1）对钢渣成分和性能进行深入了解，为钢渣的开发利用提供理论依据。
（2）加强钢渣处理技术的研究，以解决钢渣内所含的游离氧化钙（f-CaO）和氧化镁（MgO）遇水后易膨胀的问题，还有由于钢渣中的Ca、Si、Al三大元素相对偏低，所形成的硅酸盐总量与水泥熟料相差过大（近45%）的问题。
（3）通过推广钢渣作冶炼（烧结、高炉、炼钢）熔剂的应用技术，充分利用其中所含的铁、钙、镁、锰等成分的同时，还可以节省大量能源。加强钢渣作回填和筑路材料的研究。
碱渣主要来源于石油产品的油品精制,因精制工艺和被精制油品的性质及产量的不同,碱渣的性质各异。碱渣组成复杂,除游离碱外,还含有环烷酸、酚、中性油以及硫化物等,其COD值可达几万到几十万。国内炼油厂碱渣年产量约30万吨,由于缺乏理想的处理方法,目前仅做初步处理后排至污水场。碱渣污染物毒性大、浓度高,直接排放到炼厂的综合污水处理系统会严重影响污水处理场正常运行、大大降低污水处理达标率、增加污水处理运行费用。
国内开发的其他碱渣处理技术,以期最大限度地回收碱渣中的酚,降低处理后污水中的有毒物质,但均未取得突破性进展。由于发达国家采用全加氢炼油工艺,不存在或很少有碱渣产生,而且大多对碱渣采用集中处理的办法。而根据我国国情采用此方法在目前一个相当长的阶段不现实,随着国家环境保护法律法规的逐步健全以及执法力度的逐步加大,开发具有我国自主知识产权的炼油碱渣处理技术,以减轻它对环境造成的危害,对国内以及发展中国家炼油行业的污水处理具有深远的意义,推广前景良好。
一、目前国内对常一、二、三线及催化碱渣的处理工艺
1、硫酸酸化法
2、二氧化碳酸化法
3、催化碱渣
催化碱渣目前较好的工艺是:
上述处理工艺排放的废水仍含有很高浓度的COD、酚等,虽然限量流入污水处理场,仍影响污水处理场的处理效果,并且腐蚀管线。国内正在或已经开发的碱渣处理技术,以期最大限度地回收碱渣中的环烷酸、酚,降低处理后废水中的有害物质,但均未取得突破性进展。
二、大孔吸附树脂处理炼油碱渣工艺创新内容、技术路线、技术指标及技术关键
1、创新内容
利用对酚具有特效吸附能力的大孔吸附树脂和微电解工艺,结合炼油厂各类碱渣的特点,在优化条件下处理碱渣,最大限度地回收碱渣中的酚、环烷酸,降低处理后废水中的有害物质,消除该废渣对污水处理场的冲击影响。
炼油碱渣处理技术开发的主要内容包括以下三个方面:①常一、二、三线碱渣处理小试、工业试验研究;②催化碱渣处理小试、工业试验研究;③混合碱渣处理工业
试验研究。本项目创新内容主要是利用对酚具有特效吸附能力的大孔吸附树脂和微电解工艺,结合炼油厂各类碱渣的特点,在优化工艺操作条件下处理碱渣,最大限度地回收碱渣中的酚,降低处理后污水中的有害物质,消除该废渣对炼油厂终端污水处理厂的冲击。
2、主要技术内容及基础原理
炼油碱渣处理系统工艺流程见图1:
由酸化处理单元来的柴油碱渣废水和汽油碱渣废水混合后进入烟煤吸附滤池,滤后的废水用泵打入铁屑微电解塔。电解后的出水进入第一缓冲槽,用泵抽出送入净化塔,在泵前分别加入NaOH溶液和高分子絮凝剂,控制PH=8.5。经沉淀后的上清液和污泥分别经微孔过滤机过滤后进入第二缓冲槽,在此将废水调至PH=6-7,然后用泵打入树脂吸附塔,树脂吸附后的水直接流入炼厂污水处理场。吸附饱和后的树脂用碱再生,再生后的树脂继续用于吸附。解吸下来的酚液经储槽用泵送到蒸发器蒸发浓缩到碱浓度为30%,然后排入浓缩液储槽,最后将其送到催汽碱渣储槽,和汽油碱渣一起酸化分离出粗酚。
三、主要技术创新点论述
1、烟煤吸附技术
利用烟煤对碱渣中有机物的吸附性去除其中的COD,特别是去除有机酸类和长链烃类。另外可利用烟煤过滤去除酸化碱渣中的部分悬浮物,并使Na2SO4能全部结晶出来,避免对后续污水处理产生影响。且吸附后的烟煤能直接做燃料,通过燃烧将有害物质处理掉,避免产生二次污染。
2、铁屑微电解 + 混凝沉淀
本技术去除废水中污染物的原理在于:①废水中的含氮化合物在还原气氛中可形成不溶性化合物而除去;②废水中的硫化物可和Fe2+形成FeS沉淀而去除;③在加碱中和过程中新生态的氢氧化铁可吸附其中部分有机化合物而去除;④利用铁屑中和废水中的酸而使PH值上升;⑤经中和絮凝沉降、过滤可使水中悬浮物充分去除,便于后续的树脂处理。
炉渣是电厂锅炉、各种工业及民用锅炉，炉窑燃烧煤炭后排出的固体废弃物。由于煤炭在燃烧过程中进入大量空气，冷却后又逃逸，导致生成的炉渣形成多孔结构。炉渣中含有的多种碱性氧化物（cao、al2o3等）在与工业废水接触后能溶出部分碱性物，因而对工业废水中的有机物、重金属、悬浮物具有一定的吸附、过滤、中和及絮凝作用。近年来国内利用炉渣对工业废水进行处理的报道越来越多，一些技术已用于工业实践，本文即对炉渣在处理工业废水的机理和应用实践作一综述。 1 炉渣的化学组成和理化特性 1.1 炉渣的化学组成
炉渣是煤炭燃烧后的融熔产物，含有大量硅、镁、钙、铝、铁的氧化物，化学组成见表1[1]。 表1 燃煤炉渣化学成分 煤种 w(sio2) w(fe2o3) w(al2o3) w(cao) w(mgo) w(k2o) w(残炭) 烟煤 37.8-60.9 4.3-24.9 16.8-35.2 0.9-9.6 0.4-3.9 0.3-3.4 10-30 无烟煤 49.3-62.5 5.1-16.1 15.1-25.2 0.7-4.9 0.5-1.8 1.3-2.8 10-30 褐煤 21.0-59.1 4.5-12.2 12.2-23.1 1.7-41.3 1.1-2.4 0.9-2.8 10-30 1.2 炉渣的物理特性
炉渣的物理特性见表2[2]。 表2 炉渣的物理特性 有效粒径d10/m 不均匀系数k80 当量粒径dp/m 床层孔隙率ε 密度ρs/（kg.m-3) 吸水率h2o 0.315×10-3 1.99 0.45×10-3 0.555 2.30×103 0.413 注：经人工破硫筛分，粒径在0.2-0.9mm范围 表3 炉渣被水浸泡后水的ph值 tr> 水浸泡时间/h 1 2 3 4 5 ph值 7.83 8.64 9.12 9.54 9.76 注：浸泡水的ph=7.0 表4 炉渣被水淋洗后水的ph值 水淋溶时间/h 24 48 72 96 120 ph值 9.05 9.55 9.67 9.80 9.94 注：淋溶水的ph=6.86 表5 炉渣被水浸泡后铝的溶出量 炉渣被水浸泡时间/min 35 45 55 65 溶出铝ρ（al)/(mg.l-1) 22.48 44.6 46.75 53.04 1.3 炉渣被水浸泡、淋洗后的部分化学特性
炉渣在被水（ph=7.0）浸泡、淋洗后，水中ph值变化和铝的溶出量见表3、表4[4]和表5[5]。 2 炉渣处理废水机理
炉渣去除工业废水中污染物的过程较复杂，与其物理结构、化学成分，废水性质(ph值、有机物组成等）等因素有关。根据目前的有关资料，炉渣处理废水的主要机理为吸附、中和及絮凝沉降作用。
2.1 吸附过滤作用
炉渣具有多孔结构，孔隙率达50％－60％，比表面积较大，表面能高，炉渣中含有的残炭达10％－30％，这些残炭具有活性炭的性质，因此炉渣对工业废水中的有机物、重金属、悬浮物具有较强的物理和化学吸附作用。表6为炉渣对某些废水中污染物的吸附情况[5-7]。 表6 炉渣对工业废水中污染物的吸附情况 废水种类 炉渣吸附情况 中药废水 有机物（cod）吸附量达1.71g/kg[炉渣] 化工硝基废水 硝基废水中有机物吸附为23.7-37.7g/kg[炉渣] 对硝基物（nb）吸附为1.5-27.3g/kg[炉渣] 植物油脂废水 油脂吸附率为5-8kg/m3[炉渣]，废水中悬浮物吸附为25-30kg/m3[炉渣] 2.2 中和作用
炉渣中含有的cao，mgo，fe2o3，al2o3，k2o，na2o等碱性氧化物被水浸泡后进入废水中，能提高废水的碱度，可用来中和酸性废水的酸度，这在处理酸性除尘废水，酸性矿井废水以及某些酸性重金属废水方面有较好的效果。
2.3 絮凝沉降作用
炉渣在被中性水浸泡35－65min后，被溶出的铝达到22.5－53mg／l。铝在水中形成的氢氧化物是良好的絮凝剂，能对废水中有机物、重金属、悬浮物起絮凝作用，加强其澄清沉降效果，此外炉渣中的部分无机粉尘对废水也有混凝作用。 3 炉渣在工业废水处理中的应用 3.1 对印染废水的处理
印染废水的特点是水质复杂，含各种有机物浓度高，碱度大、色度大。近年来纺织行业不断改变产品结构，提高纺织物印染性能，带来印染废水中难生物降解物质日益增多。炉渣所具有的对废水吸附和中和性能特别适宜对印染废水中染料、浆料。
助剂、色度、碱度等进行吸附处理。表7[8-11]为国内部分印染厂采用炉渣吸附处理印染废水实例。 表7 炉渣吸附处理印染废水 处理工艺 进水水质 炉渣过滤后水质 ρ（cod）/(mg.l-1) 色度 ph值 ρ（cod）/(mg.l-1) 色度 ph值 废水絮凝炉渣过滤 946.5 1.03×30（吸光度） 10.82 93.3 0.021(吸光度） 10 废水除尘炉渣过滤 729.5 885.1（倍） 10.85 94.5 0.33（倍） 6.98 废水烟气中和炉渣过滤 400-1200 ＞250(倍） ＜10 ＜10 无色 7-7.8 废水sbr炉渣过滤 cod去除率30.7%-35.7% 色度脱色率60%-80% 3.2 对染料废水的处理
染料废水是较难处理的难生物降解废水，与印染废水相比，染料生产废水不仅成分复杂，而且各种污染物浓度更高。国内一些研究者研究了利用炉渣来处理染料废水。例如：张建志研究了用炉渣直接过滤染料废水，废水中色度，cod，ss，s，胺基物和硝基物去除率分别达94％，73.7％，78.5％，25％，9.4％和25.5％。如在炉渣中掺人少量粉煤灰和焦渣，在过滤废水大于炉渣体积16.7倍情况下，对废水中硝基物和胺基物去除率在70％以上[12]； 孙华研究了利用炉渣处理含偶氮、酞菁有机染料的废水，在进水ρ（cod）为251mg／l时，处理效率为44.3％，脱色率为 50％[13]。
3.3 对制药废水的处理
制药废水不论是中药废水还是化学制药废水都是含有机物和各种化学物质较多的工业废水，特别是抗菌素废水，每升废水中含cod高达数万毫克，是当前国内外都较难处理的一类工业废水。表8[14-16]为国内部分制药厂（含中药厂和化学制药厂）利用炉渣处理制药废水的情况。 表8 炉渣处理制药废水情况 废水类型 处理工艺 废水处理前 废水处理后 ρ（cod）/（mg.l-1) ph值 ρ（ss）/（mg.l-1) ρ（cod）/（mg.l-1) ph值 ρ（ss）/（mg.l-1) 中药废水 炉渣直接过滤 1728 6.4 1656 822 8.5 106 中成药废水 炉渣吸附 2500 0.5 1050 8 麻黄素、抗菌素废水 炉渣过滤 460 7.4 120 7 化学制药厂有机废水 炉渣过滤+生物处理 1162 6.8 382 35.8 7.1 22.4 3.4 对造纸废水的处理
同秀芝[17]等利用炉渣处理再生纸废水，处理工艺为炉渣吸附-化学混凝沉淀，经炉渣吸附过滤后的废水，其水质色度，ss，cod和bod去除率分别达41.5％，29.6％，32.6％和30.3％。
3.5 对锅炉湿法除尘废水的处理
锅炉湿法除尘废水的特征是ph值低（ph=2－4），含大量悬浮物，要达到除尘废水回用目的，需除去废水中过高的酸度和悬浮物。表9[18]为国内厂家利用炉渣处理锅炉除尘废水情况。
3.6 炉渣对其它工业废水处理
炉渣直接过滤吸附二艺适用于许多工业废水净化处理，如对再生胶废水，化工硝基废水。制革废水等。 表9 炉渣处理锅炉除尘废水 废水类型 处理工艺 进水 出水 ρ（cod）/（mg.l-1) ph值 ρ（ss）/（mg.l-1) ρ（cod）/（mg.l-1) ph值 ρ（ss）/（mg.l-1) 锅炉脱硫除尘废水 炉渣过滤 830 3.22 1712 100-400 7.94 未测出 锅炉除尘废水 炉渣和微孔陶瓷过滤 2.4 300-430 6.5 100
4 影响炉渣处理效果因素 4.1 炉渣的粒径和比表面积
炉渣的粒径越小，同样体积的炉渣比表面积越大，与废水接触面积也越大，对废水的吸附效果也越好。因此对于链条炉和一些老式锅炉炉渣（多呈块状）在一定条件下可将其打碎筛选后使用，而对于沸腾炉的炉渣可不需筛选直接用于废水处理。
4.2 炉渣的化学成分
如果炉渣化学组分中，sio2及al2o3等活性物含量高，则有利于化学吸附。cao的含量对炉渣处理效果有一定影响，当炉渣中cao含量较低时，应投加一定量的石灰对炉渣进行改性，提高炉渣处理废水能力。
4.3 废水ph值
炉渣对于ph值较低的酸性工业废水处理效果较好，这主要由于炉渣含碱性物质，炉渣在处理这类废水时既起到了吸附作用也起到了中和作用。例如炉渣处理硝基苯工业废水，ph值是影响其吸附效果的主要因素，当废水ph值从1上升到3时，炉渣对硝基苯废水中cod和nb吸附效果由42％－74％和9％－27％下降到10％－31％和1.5％－16％。
4.4 温度影响
一般来说，炉渣处理废水，温度越低处理效果越好。
4.5 污染物浓度影响
炉渣处理合重金属离子的工业废水，对于低浓度的工业废水，处理效果较好。如含cr3+和pb2+的废水，在ρ（cr3+）＜10mg／l，ρ（pb2+）＜50mg/l时，经炉渣吸附能使废水很快达到排放标准，而对于较高浓度的cr3+、pb2+、废水，需加大炉渣量或采用絮凝沉淀法后再用炉渣吸附工艺处理。 5 结语
炉渣是一种良好的吸附介质，对工业废水中的有机物，重金属离子、悬浮物（ss）、酸性物、色度有良好的吸附和中和能力，可用于工业废水的前处理和深度处理，并可在一定程度上代替活性炭，因而可降低工业废水处理费用，吸附饱和后的炉渣可进焚烧炉焚烧，以消除二次污染。 参考文献：
[1] 李彩亭，刘精今.炉渣处理烟气脱硫除尘废水[j].环境与开 发，1996，11（4）：10—12.
[2] 王学文，曲爱平，文联奎.炉渣在深层过滤中的应用研究＊ 环境工程，1994，12（5）；43－45
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水电站的施工地点基本上都在崇山峻岭之中,交通不便。因此建筑施工材料大多靠就地取材获得,这些施工材料中占多数的是砂石料。而砂石料开采后需要经过清洗等步骤才能用于建筑施工中,由此引发了砂石料加工后的废水处理问题。由于材料性质不同,产生的加工后废水的特性也不尽相同。就目前的废水处理工艺来看,主要还是通过沉淀等手段来净化废水,以及沉淀后的泥渣脱水等。由于水电站施工对建筑材料消耗巨大,废水来不及及时处理,引发的问题就是大量的废水直接排放污染环境,或者是因废水的处理方式不当造成的废水处理结构的淤死等。
对于砂石料加工废水的处理是一个普遍存在又不易解决的问题,其中最主要的废水沉淀和和沉渣的脱水处理。因此对废水的处理工艺主要集中在这两个方面。
2砂石料加工废水处理工艺概述
(1)简单物化、设置沉淀池。这种方式主要是靠废水的自然沉淀,由于在实际施工中砂石料每天生产量巨大,废水中的泥砂来不及沉淀,因此这种处理方式效果不理想,但这种方法操作简单,成本较低,得到了广泛的应用,但对环境影响较大。
(2)机械压滤处理方法。即利用压滤机压滤废水,尽管提高了废水处理的效率。这种废水方法曾经在云南金安桥电站左岸砂石加工系统中采用过,但在成本和效果上都不令人满意。
(3)絮凝沉淀和机械脱水法。其原理是利用气动清淤泵和管道系统将沉渣运输到指定堆场,减少了废水的排放,从效果看较为理想。这类处理方法在贵州索风营电站人工砂石生产系统、广西龙滩电站(大法坪料场)施工等具体操作中都有应用。.
从当前电站砂石料加工废水处理工艺来看,主要的成功经验是在沉渣淤积之前就进行分类处理,并设定沉渣堆放场地,降低废水排放的颗粒浓度等。
3砂石料加工废水处理工艺
3.1 砂石料加工废水处理的基本流程
废水处理最理想的情况是将处理后的废水重复利用,将其重新用到砂石料加工的筛分冲洗中,其基本流程设计如下:(1)回收细砂:将砂石料加工废水流入平流沉砂池,用刮砂机将细砂取出脱水。(2)回收废水:将回收细砂后的废水加絮凝剂后流入辐流式沉砂池,沉淀后的虑流水则由泵站提升至生产水池回收。(3)处理沉渣:将沉淀池中的沉渣用刮砂机取出用压滤机去水后运至指定的堆场。
3.2 细砂回收站的设计
细砂回收的目的在于降低废水中的细微颗粒含量和对细砂的回收利用。细砂回收站主要由两部分构成:一是平流沉砂池部分;一是水力旋流器部分。
平流沉砂池部分主要由沉砂池、刮砂机以及脱水筛组成。其工作原理为用沉淀池将废水中的细砂沉淀,再用刮砂机将细砂送入脱水筛脱水后回收利用。
水力旋流器部分则由调节水池、渣浆泵、水力旋流器和脱水筛组成。其工作原理为将废水中的细颗粒骨料和粗颗粒骨料分别从不同地方分离,起到颗粒分级和压缩脱水的目的。工作流程为利用渣浆泵把废水送至旋流器进行颗粒分级和浓缩,再将细砂送至脱水筛,对脱水后的细砂回收利用。
3.3 废水处理站的设计
(1)沉砂池。将砂石料加工废水注入沉砂池的目的在于降低水浊度。一般要求废水在池中停留的时间应不低于3h～4h,沉砂池运行的关键在于及时处理沉淀的沉渣。当前废水处理中最主要的问题之一就是沉淀池的板结问题。因此将沉淀的泥砂及时排出显得尤为关键,可以采用的模式主要有用泥浆罐中转和用渣浆泵将沉淀泥砂送至压滤机两种方式。
(2)回收水池。设置回收水池的目的在于收集沉淀池的出水和压滤机产生的清水,通过泵站中转后将其回收利用。
(3)压滤车间。压滤车间在废水处理中占据重要的位置,是实现沉砂脱水的主要执行机构,任务非常繁重,在设计时应当配置足够的压滤机。
4 其他技术细节
4.1 废水沉降特性分析
砂石料废水特性测定主要是了解两个方面的问题:一是废水中的悬浮颗粒是否易于沉淀;二是沉淀后的沉渣脱水特性。沉渣的比阻是估计沉渣脱水性能的重要指标,沉渣比阻越大则脱水性能越差。因此对废水的沉降特性的分析是选择合理的废水处理工艺的重要步骤,应当引起重视。
对砂石料废水的沉降特性测定可利用废水样品做沉降试验,绘制相应的砂石料废水沉降曲线。具体操作可按单位测量设备(1L量筒)对水样进行每分钟一次的沉降界面记录,绘制沉降曲线。一般而言,如果在30min内出现压缩点,则表明废水的沉降性和压缩性教为理想。
4.2 废水组合式沉淀工艺
在砂石料加工废水沉淀过程中存在一种现象,由于各种材料开采和清洗的顺序不同,在沉淀池中处理的废水所含颗粒物沉降顺序的间隔会在沉渣中形成颗粒分层的特点。总体来讲是粗颗粒沉降快而细颗粒沉降慢。在特定的材料处理周期完成后会在本周期的沉渣表面形成一层由细颗粒所组成的含水率高但透水性差的泥膜。多个材料处理周期后会在沉渣中形成多层的泥膜“夹心”。这种“夹心”层会严重干扰沉渣的脱水处理。
因此有学者探讨了一种按照不同沉渣颗粒尺寸分别采取不同脱水措施的组合式沉淀工艺。目前这种工艺尚处在实验室阶段,未见有具体工程运用的实例。但这种方式显然是一种重要的革新,其研究进展值得关注。
5结语
水电站砂石料加工中的废水处理问题是施工中的一个重要环节。受施工条件和科技水平的限制,废水的处理一直处于探索阶段,随着新工艺的采用,将废水处理后的回收利用和沉渣脱水将是这一问题的核心,是以后需要深入研究的方向。
参考文献
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中图分类号：U213.1文献标识码： A 文章编号：
作者简介：史 钰 1964年出生、男、满族，辽宁岫岩人、现供职于新兴际华进出口公司物流工程项目部、工程师、本科、研究方向为工程施工技术。
正文：
冶金工业废渣在公路路基处理工程中的应用技术
一、技术领域：
适用于钢铁冶金企业及其周边区域公路路基处理工程。
二、背景、技术及内容：
随着建筑行业改革发展。建筑业的生产方式和组织结构的变化，工程项目责任制的贯彻落实，工程项目管理水平得到有效提升。根据建筑行业对工程建设工期、人工劳效、建筑材料的需求，合理利用冶金工业废渣，进行优化配比，创新工程做法，运用到建筑工程当中。达到了缩短工期、提高劳效、节约建材、降低工程成本投入，提高经济效益之目的。结合工业废渣的化学成分及物理特性，合理改进常规工程施工技术做法，使工业废渣变废为宝，应用到建筑工程当中，缩短了工程建设工期，减少了工程人力投入，节约了大量工程材料成本。下面就几个方面论述冶金工业废渣在公路路基处理工程中的应用技术。
1、在公路路基处理工程中可利用冶金工业废渣的种类以及成分、物理性能。
(1)、炼钢后不能再生产利用废弃钢渣。
钢渣成分：氧化钙、氧化硅、氧化镁、氧化铁、其它氯化物。
钢渣成分比例：
氧化钙（CaO占41%）。
氧化硅（SiO2占11%）。
氧化镁（MgO占5%）。
氧化铁 (Fe2O3占5%)。
其它氯化物(占39%)。
钢渣的物理性能：粒径在40 mm左右，具有密度大，强度高，表面粗糙，稳定性好，耐磨耐久性强的特点。颗粒具有孔隙，透水性能强，与混凝土结合牢固，对基础周围混凝土、黄土无腐蚀性。
(2)、烧制白灰后不能再生产利用废弃石粉。
石粉成分：石子、石子粉末、白灰、杂土。
石粉成分比例：
石子（粒径《20 mm）、占45%。
石子粉末（粒径1 mm左右）、占40%。
白灰颗粒（白灰窑未烧透的返白灰粉颗粒，粒径1.5 mm左右）占10%。
杂土（呈粉末状）占5%。
石粉具有稳定性好，透水性能强，与混凝土结合牢固，对基础周围混凝土、黄土无腐蚀性。
(3)、炼铁后的外排水渣。
水渣成分比例：
锰（Me占40%）。
二氧化硅（SiO2≤35%）。
氧化铁 (Fe2O3≤19.4%)。
氧化钙（CaO≤5%）。
硫（S≤0.5%）。
磷（P≤0.25%）。
水（H2O≤1%）。
水渣粒径在2 mm左右具有潜在的水硬胶凝性能，无腐蚀性，耐高温。常用作水泥原料。
2、公路路基处理工程中应用冶金工业废渣项目以及相关创新技术工程做法
2.1公路钢筋混泥土路面下路基处理相关创新施工技术工程做法：
(1)、路基基槽开挖至设计深度，对原土找平碾压密实。
(2)、铺筑200mm厚粒径≤40mm钢渣。分二层碾压密实，每层厚度为100mm，要求第一层底部钢渣嵌入原土层中。
(3)、将钢渣与石粉用施工机械按比例搅拌均匀，分层铺筑，碾压密实，每层厚度为100mm。比例要求为钢渣：石粉=6：4。要求所用石粉施工前必须经过所用洒水润湿，已使石粉中未烧透的返白灰粉颗粒遇水粉化，降低其膨胀性。所用钢渣粒径必须≤40mm。
1 前言
近年来,陶瓷生产固废物循环应用得到了行业的高度关注,并取得了一定的成绩。但磨边和抛光这两大陶瓷废渣,在陶瓷生产中的循环应用较少,这两大废渣分别是有釉陶瓷和抛光砖生产过程产生的各种废水经过废水池处理后压滤产生的废渣,废渣量比较大,成分复杂且很不稳定。尤其是抛光废渣,量非常大,据统计,每平米抛光成品砖产生抛光废渣约3kg,仅佛山陶瓷产区,每年各种抛光废渣的产生量已超过300万吨。由于受技术上的局限,陶瓷抛光废渣含有严重影响墙地砖烧结的杂质,会造成产品发泡、膨胀、变形,破坏砖体;而磨边废渣含有釉料成分,高温下会造成产品软塌变形。所以,要在陶瓷砖生产中大量应用这两大陶瓷废渣,还必须进一步深入研究,找到一条有效的途径。
抛光废渣目前有90%以上的量采用填埋处理,只有10%以下的量被循环利用到以下几个方面:一是作水泥生产的原料或免烧型广场道路砖的填充物,都是作为低品质低价值原料应用;二是作为发泡剂和主要原料用于陶粒、多孔陶瓷和轻质隔音保温砖等产品的生产上。多孔陶瓷和轻质隔音保温砖理化性能优良、装饰效果独特、规格可大可小、经济效益好,是废料精用的好途径。但由于这些产品的应用面比较窄,市场销量不大,还未能大量消化抛光废渣;第三是作为少量掺入原料用于低温烧结的其它陶瓷砖上,如锑、钒矿渣黑色瓷质砖等,但也由于这些产品的市场销量不大,不能大量消化抛光废渣。因此,只有从技术上进行了突破,抛光废渣才能在陶瓷墙地砖生产中大量循环利用。
釉面砖是目前国内外建筑陶瓷的主导品种之一,市场占用率高。抛光废渣的成分是以抛光砖的坯体占大部分,抛光砖坯体使用的原料其实要比釉面砖坯料中使用的原料优质得多。有时为了增加白度,还要在配方中添加硅酸锆或烧滑石等化工原材料,并且这些废渣大部分都是经过1200℃以上煅烧的熟料,如能成功应用到釉面砖坯料中,有可能对釉面砖坯体的白度及强度都有促进作用。为了节约成本,提高产品档次,我公司研究了陶瓷砖冷加工废渣在釉面砖生产中的循环应用,通过多次试验,最后从抛光废渣的发泡特性及磨边废渣的低温易熔特性入手,改变釉面砖高温素烧、低温釉烧的传统二次烧成工艺,采用低温素烧、高温釉烧的新工艺,并调整烧成制度,调节底、面釉性能等,克服了抛光废渣高温发泡膨胀,以及磨边废渣易熔变形的难题,成功将抛光废渣及磨边砖废渣循环应用到釉面砖坯体中(抛光废渣的用量达到18%~22%,磨边废渣用量达7%~10%),用以生产高档釉面砖,经过大生产试验后,产品效果较好,生产稳定,为废渣大量用于釉面砖生产开辟了一条新途径。
2 陶瓷冷加工废渣特性分析
陶瓷冷加工废渣主要有抛光废渣及磨边废渣两大类,它们分别是瓷质砖在抛光过程产生的废水,釉面砖、仿古砖等有釉陶瓷产品在磨边过程产生的废水,工厂烟气脱硫及其它生产工序产生的废水,经废水池处理后压滤产生的废渣,它们的特性分析如下:
2.1 抛光废渣特性
2.1.1化学组成
抛光废渣中不仅含有抛光砖坯的成分,还有抛光时带入的大量抛光磨头的碎屑(主要由磨头的磨料以及磨料结合剂的碎屑组成)、烟气脱疏时加入的碱性物质和作为污水处理的絮凝剂等其它成分。尤其是抛光磨头的碎屑,抛光磨头主要含有碳化硅、金刚石,刚玉等成分,其中碳化硅可以在较高温度下氧化分解并放出二氧化碳气体;从磨料结合剂的构成来看,作为胶凝材料的主要有轻烧镁矿与氧化镁和硫酸镁,这些矿物在700℃分解放出大量二氧化碳,如果把它们作为原料引入坯体中,这些成分在高温煅烧时会氧化分解,放出大量气体,容易导致坯体发泡或膨胀变形。经分析,抛光废渣的化学成分见表1。
2.1.2 物理性能
抛光废渣的差热曲线如图1所示,曲线显示,在517℃左右有一个放热峰,然后持续吸热至1090℃左右,在1100℃左右又开始出现一个放热峰,从整条曲线可知,抛光废渣的晶格非常不稳定,易破坏。
抛光废渣的X射线衍射曲线如图2所示,曲线显示其物相组成如下:以石英、钠长石为主,带有部分白云母、高岭石及少量顽辉石。
2.1.3工艺性能
为了进一步了解抛光废渣发泡的特性,我们将抛光废渣进行打饼,烘干,分别在1000℃、1050℃、1090℃、1138℃和1175℃下煅烧,以观测抛光废渣在这些温度下的烧失量、收缩率和烧后的吸水率变化,结果如表2所示。
从表2可看出,废渣在1050℃时出现最大烧失量,在1090℃时出现最大的收缩量,随后便开始膨胀,而最低吸水率则出现在1138℃或以上。同时也可以看出,抛光废渣的烧失、收缩和吸水率与一般的陶瓷原料相比,有点反常,并不是随温度的变化而呈规律性的变化,由此可看出,抛光废渣的成分比较复杂。
2.2 磨边废渣特性
本文所述的磨边废渣主要是本企业生产的有釉陶瓷产品在原料加工车间、釉料加工车间、施釉线、磨边线和烟气脱硫所产生的废水,经处理后压滤所得的废渣 ,其特性分析如下:
2.2.1化学组成
磨边废渣的主要成分为有釉陶瓷产品的坯料和釉料,还含有少量的磨头屑、烟气脱硫时的碱性物质,以及废水处理时加入的絮凝剂,因此成分也较复杂,经分析其化学成分见表3。
2.2.2工艺性能
为了进一步了解磨边废渣在不同温度下的收缩率和吸水率的变化,我们将磨边废渣进行了取样打饼、烘干并分别在1090℃和1135℃下试烧,其收缩率及吸水率如表4。从表4可看出,磨边废渣的熔融温度较低,这主要是由于废渣中含有釉料成分的熔剂。
3 废渣循环应用思路
3.1 技术可行性
从上面的废渣特性分析可知,抛光废渣具有发泡膨胀的特性,而磨边废渣具有低温易熔特性,这些特性对陶瓷产品的性能影响较大。从目前生产的各种陶瓷产品的烧成温度来看,吸水率低于10%的陶瓷产品的烧成温度普遍超过1170℃。为了进一步分析废渣在不同陶瓷产品上使用的可行性,需要根据不同陶瓷产品及废渣的温度、吸水率相关图来进一步分析(图3),确定废渣能够在哪种陶瓷产品上应用。
在保证废渣不发泡的前题下,废渣的吸水率与温度变化曲线均落在吸水率>10%的陶质砖(即釉面砖)区域;另外,两次烧釉面砖的素烧工艺有利于坯体排放大量的气体,以及釉面砖坯体的气孔率高、收缩小、强度要求不高等特性,都为废渣的掺入使用创造了条件,因此决定将废渣运用于釉面砖坯体。
3.2 核心难题
从前面对废渣的特性分析可知,这些废渣不但成分复杂,而且性能特别,尤其是抛光废渣在1050℃时出现最大烧失量,在1090℃时出现最大收缩量,随后便开始膨胀,而最低吸水率则出现在1138℃或以上。从这里可看出,要保证不让废渣起泡膨胀,破坏产品性能,釉面砖的烧成温度应低于1138℃,但在1138℃时废渣的膨胀率已经达到5.5%,因此为了保险起见,产品的烧成温度只能控制在1130℃左右,但我们厂生产的釉面砖采用的是高温素烧、低温釉烧的传统二次烧成,素烧温度高达1170℃,远远超过了废渣发泡的温度1138℃。而1090℃到1130℃只有40℃的温度差,要在这么短的温度区域内要完成釉从熔融到玻化的整个过程对釉料的性能要求也是一大难题;又因废渣在1050℃时出现最大烧失量,在1090℃又出现最大收缩量,1050~1090℃也只有40℃的温度差,要在这么短的温度区域内将这大量的气体排放完毕,对烧成制度的调节,以及底、面釉的始融温度、高温粘度的要求,又是一大难题;再加上磨边废渣熔融温度低,一旦控制不好,容易造成产品在高温中软塌变形。因此要想达到废渣在釉面砖生产中使用的目的,就必须通过技术攻关,解决以上难题,克服废渣在高温中发泡膨胀及软蹋变形的缺陷。
3.3 技术措施
为了解决以上技术难题,通过分析研究,决定采取以下的技术方法来克服废渣在高温中发泡膨胀及软塌变形的难题。
3.3.1 生产工艺
为了保证产品不出现高温发泡膨胀,决定改变原来高温素烧、低温釉烧的传统工艺,采用低温素烧、高温釉烧的新工艺。首先,可以避开废渣在1090℃后开始出现的发泡膨胀,其次在1050℃废渣大量出现气体时,可以在素烧阶段采取保温,让这些气体尽可能排走,从而减少釉烧时的气体排放;在釉烧时因气体排放大量减少,从而提高废渣发泡的温度,有利于釉烧的温度控制;最后,低温素烧、高温釉烧工艺还可以解决因废渣加入后在1090℃以后出现素坯吸水率低而造成的淋釉困难。
3.3.2 烧成制度
从前面对抛光废渣的性能分析可知,抛光废渣在1138℃出现膨胀发泡,由此可见,要将抛光废渣用于釉面砖生产中,最高烧成温度应控制在1138℃以下,以免因废渣发泡而造成产品变形。另外,抛光废渣在1050℃时吸水率为24.95%,在1090℃时吸水率为16%,并且从磨边废渣性能来看,在1090℃时吸水率为14.45%,在1135℃时其吸水率为9.76%。为了保证素坏的吸水率能够适应淋釉工艺,素烧温度应控制在1050~1090℃为好。再者,抛光废渣在1050℃时出现最大烧失量,说明在该温度下各种有机物发生剧烈反应,产生大量气体。为了让废渣产生的气体尽可能在第一次烧成时排放,素烧的升温速度在此阶段要尽量放慢,并采取保温,从而减少釉烧时气体的排放量。同时在釉烧时,此阶段也要适当放慢并采取保温措施,以免因素烧未排完的气体在此集中排放而影响到釉面质量。
在1090℃时,由于抛光废渣出现了最大的收缩,表明此时抛光废渣中的各类矿物在此温度区域反应速度最快,生成的液相量加大,同时磨边废渣中因含有釉的成分,在此时也出现液相,使得坯体内的气孔率逐渐变小,产品出现剧烈收缩,为了保证产品收缩均匀,在此温度区域也应采取保温措施,延长烧成时间,以免因窑内的温差过大而使产品收缩不均匀导致变形。
3.3.3 釉料配方
由前面的试验可知,抛光废渣在1050℃时产生最大烧失量,1090℃时出现最大收缩,1138℃时出现膨胀发泡。因此底、面釉的一些关键性能应与以上三个温度相适应:首先,底、面釉的始融温度应控制在1050℃附近,以保证此时釉料有最大的气孔率,以利于气体的排出。如始融温度过低,釉料过早出现液相而封闭气孔,不利于气体排出,易造成针孔、气泡等缺陷;若始融温度过高,则会因釉料的熔融时间不够而造成釉面的平滑度,光泽度变差。其次,在1090℃时,磨边废渣、抛光废渣均出现液相,尤其是抛光废渣在此温度区间内出现最大的液相量。因此,为了保证生成良好的坯、釉中间层,釉料也应与坯体在此时同步熔融而出现液相;并同时为了保证釉面质量,此时应提高釉料在该区域的高温粘度,快速封闭气孔,以防止坯体内部残留气体再排出。最后,由于抛光废渣在1138℃时已出现发泡,釉烧最高温度低于此温度,而1090℃到1138℃也只有48℃的温度差,在这么短的温度区间内面釉要完成从熔融到玻化的整个过程,就必须保证此时面釉要产生最大的液相量,并具有适当的高温粘度,使得液相能在短时间内快速延展开,填平釉面因气体排出所产生的小凹坑。因此要满足以上三个方面的要求,釉料组成非常关键,高温粘度大的石英、煅烧后气体排放少的烧滑石在底釉中可适当多加一些,在高温中能产生大量的液相的Li2O、SrO2等碱金属及碱土金属氧化物,在面釉中也应适当多加一点,以保证在短时间内釉面玻化完全,从而提高釉面的光泽度和平滑度。
4 废渣在釉面砖生产中的应用试验
4.1 废渣掺入量的确定
4.1.1磨边废渣用量
由于磨边废渣主要是本厂有釉陶瓷产品在生产中产生的各种废水经处理后压滤剩下的废渣,从前分析可知,这些废渣中含有釉的成分,熔融温度较低,而且釉具有其它任何单一原材料无法比拟的特性,在高温中熔融成玻璃相,这些玻璃相随着温度的提高,熔融能力加强并且延展性好、持续时间长,在冷却时这些玻璃相又能随着温度的降低,粘度快速增大,粘接凝聚力增强,迅速从液相变成固相。如将它加入到坯体中,在高温下产生的这些玻璃相能不断地填充到因抛光废渣排放大量气体后留下的小孔洞中,并在冷却时,粘度快速加大,粘接凝聚力快速增强,从而将坯体因大量气体排放或因轻微发泡而造成的松散结构重新凝聚连接起来,降低因气孔多而造成的坯体破坏,并提高产品强度。但磨边废渣的加入量不能过大,否则会因高温下熔融能力过强,液相量过多而造成坯体软蹋变形,经多次试验,确定其掺入量为7%~10%。
4.1.2 抛光废渣用量
为了能较大量掺入抛光废渣,达到经济、环保双赢的目的,分别在釉面砖粉料中外加15%和25%的抛光废渣,在1090℃和1135℃下煅烧,测得烧后瓷坯的相关数据见表5。
试烧结果表明,外加15%和25%的抛光废渣掺入到釉面砖粉料中,在1135℃以下没有出现发泡膨胀现象,但随着掺入量的加大,烧失也随之加大,收缩率反而变小,且吸水率大幅增高,考虑到抛光废渣成分的不稳定性,确定掺入量为18%~22%。
4.2 坯料配方试验
4.2.1 原料选用
本项目所采用的坯用原料除抛光废渣、磨边废渣外,其它的原料与原釉面砖的坯用原料基本相同,其化学组成见表6。
4.2.2 坯料配方
在确定了釉面砖坯料中抛光废渣的加入量为18%~22%,磨边废渣为7%~10%后,通过多次试验最后试制出适合釉面砖生产的坯料配方,其化学组成见表7。
4.2.3粉料制备
将上述坯用原料及稀释剂、水、按配方准确配料,入36T球磨机球磨,细度控制为250目筛余3.5%~4.5%,含水量为34%左右的浆料,经过筛、除铁、喷雾造粒成一定颗料级配和含水率的粉料。
4.2.4 素坯性能
粉料经1500T压机在245Mpa压力下压制成形,产品规格为330mm×600mm。通过干燥窑烘干后,在1090℃±5℃温度下素烧,烧成时间为50min。烧好的素坯取样经检测,测定其断裂模数为20~22MPa,吸水率为18.00%~18.80%,与原生产的素坯性能相近。
4.3 釉料配方试验
4.3.1釉用原料
釉用原料的化学组成见表8。
4.3.2釉料配方试制
由于在坯料配方中加入20%~25%的抛光废渣 ,7%~10%的磨边废渣,为了保证产品的质量,底、面釉应与坯体具有良好的匹配性,通过多次试验,调试出适应性能较好的底面釉配方,其化学组成见表9和表10。
4.3.3釉料的制备及烧成
根据配方分别将底、面釉的原料与适当比例的羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水准确配料,入1.5T球磨机,釉浆细度控制为325目筛余0.2%~0.3%,含水率为29%左右,经过筛、除铁后在施釉线上用钟罩淋底釉180g/片,面釉260g/片(规格330mm×600mm),经辊筒印花后入窑炉烧成,温度为1130±5℃,烧成时间为50min,烧成曲线见图4。
4.4试验结果
按上述试制方法烧制的釉面砖产品平整度好,后期变形小,坯体细腻柔白,釉面平滑、光泽度好,采用辊筒印花,花色新颖,装饰效果好,完全达到原产品的要求,经检测各项主要性能如表11。
从表11可看出,试验产品的各项主要性能均达到或优于国标,尤其是断裂模数,与原产品的平均断裂模数24.2MPa相比,试验产品的平均断裂模数达到26.7MPa,还高过原产品。
5 废渣在釉面砖生产中的应用
5.1 生产工艺流程
生产工艺流程如图5所示。
5.2 主要工艺参数
5.2.1坯料工艺参数
(1) 球磨时间6.5~7h;
(2) 浆料细度:3.5%~4.5%(250目筛余);
(3) 浆料水分:34%~35%;
(4) 粉料水分:6.6%~7.2%;
(5) 粉料颗粒级配:20目以上:≤1.5%;20~40目:20%~40%;40~60目:45%~65%;120目以下:≤4%。
5.2.2 釉料工艺参数
(1) 釉浆细度:0.2%~0.3%(325目筛余);
(2) 釉浆水分:28.5%~29.5%;
(3) 釉浆流速:100ml伏特杯流出时间40~55s。
5.2.3 成形工艺参数
(1)压机型号:1500T;
(2) 工作压力:245~250MPa(产品规格330mm×600mm);
(3) 冲压厚度:9.5~10mm。
5.2.4 烧成工艺参数
(1) 素烧温度:1090±5℃,素烧周期50min;
(2) 釉烧温度1130±5℃,釉烧周期50min。
5.2.5施釉工艺参数
(1) 底釉施釉量180g/片(330mm×600mm);
(2) 面釉施釉量260g/片(330mm×600mm)。
5.3 实践结果
通过半年多的生产实践,采用上述工艺生产的釉面砖,产品稳定,各项性能指标均达到或超过国标,强度达到26MPa,坯体细腻柔白,磨边处断面色泽一致,细腻无黑点,投入市场后客户反映良好。因在坯料配方中加入了7%~10%的磨边废渣,18%~22%的抛光废渣,如此大比例的废渣循环应用,不但解决本厂自身的磨边废渣排放难题,同时还大量使用了抛光废渣,节省了原料与废渣处理费,最大的效益还是环保,降低了因废渣填埋造成的二次污染。
6 小结及建议
(1) 实践证明,抛光废渣、磨边废渣,这两大陶瓷废渣完全可以在釉面砖生产中较大量地循环应用。
(2) 冷加工废渣循环利用于釉面砖生产,不但节省了原料费、废渣处理费,降低了生产成本,增强了企业的竞争力,还为政府正在推进的节能减排工程做出了重大贡献,同时对陶瓷行为的可持续发展具有重大意义。
(3) 陶瓷砖冷加工废渣在釉面砖生产中循环应用,只是陶瓷行业减排工程中的一部分,在陶瓷减排方面还有许多潜力可挖,我们相信通过整个陶瓷行业的共同努力,陶瓷生产不但完全可以做到低排,甚至可以达到零排放。
工业固体废弃物，是指工矿企业在生产活动过程中排放出来的各种废渣、粉尘及其它废物如冶金废渣、高炉矿渣、煤矸石、选矿废石、尾矿、粉煤灰、冶炼渣、污泥、粉尘等工业废弃物。传统的工业发展模式，高强度的开采和消耗资源，同时高强度的破坏生态环境，其对生态环境的干扰力度往往超过了自身的回复和承受能力，造成了生态环境的恶化、资源短缺的窘境，使我国经受到了不同程度的制约。上世纪60年代，“循环经济”一词，首先由美国经济学家K・波尔丁提出，主要指在人、自然资源和科学技术的大系统内，在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中，把传统的依赖资源消耗的线形增长经济，转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。传统经济是“资源－产品－废弃物”的单向直线过程，创造的财富越多，消耗的资源和产生的废弃物就越多，对环境资源的负面影响也就越大。循环经济则以尽可能小的资源消耗环境成本，获得尽可能大的经济和社会效益，从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐，促进资源永续利用。循环经济概念使得工业固体废弃物在处理上由过去的方式变为资源化的生态友好方式。工业固体废物有造成环境污染的一面，也有益处的一面，最好的处置办法是综合利用、化害为利、变废为宝。某一部门产生的废物通过信息交流、物质交换、技术开发等措施对另一部门可能是有用之物。而以往消极地采取填埋、贮存和焚烧等处理手段投资大，极易造成二次污染，对资源是一种浪费。
一、工业固体废弃物的资源化途径
1、矿业废石和尾矿的资源化
矿物的开采过程中，除了生产出符合企业要求的矿物外，还会产生很大数目的固体矿物废弃物，比如矿山废石等，占据了很大的空间，严重的危害生态环境。推进矿业废石资源化势在必行。
（1）回收有价金属。尾矿中含有一定量的金、银、铜、铁、铅、锌、镓等金属。由于矿山的尾矿数量巨大，从总量上说，这些金属的含量也是十分的巨大。如能采取一定的技术或提取方法，通过低成本的方式将这些资源回收利用，其所带来的效益不言而喻，对环境的保护及企业的发展都将产生大的革新。因此，提取矿山废石所含有的各种金属可以作为废弃物的资源化的重要途径，并在很大程度上提高了资源的利用率。
（2）生产建筑材料。工业固体废弃物种类多、废物消耗量大，可以替代粘土生产各种建筑材料如砖块、水泥、玻璃等。使用工业废弃物生产的各种建筑材料的性能均符合国家制定的各项标准，而且再生产成本方面，有效的利用废弃物，降低了生产成本，减少了废弃物对环境的污染，节约了土地资源，保护了耕地。
（3）炉渣的资源化。炉渣在西方的发达国家基本得到高效利用，其最常用的处理技术是水淬工艺。主要用途有生产矿渣水泥、砖块制品、混凝土制品、替代普通砂和碎石用于工程建设，生产膨胀矿渣作为轻质混凝土制品和防火隔热材料，生产具有保温和隔音等性能的矿渣棉等。炉渣也可以用于生产炉渣水泥，其生产过程是首先利用炉渣前进行加工处理生成水渣，在水泥熟料、石灰、石膏等的激发下，水渣便可以表现出水硬胶凝性能。由水渣为原料制成的水泥主要有矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥和石灰矿渣水泥等。
（4）采空区回填。为了防止地面沉降，减少地质灾害的发生，往往将尾矿进行地下采空区的回填。这是一种较简单的尾矿资源化方式，耗资少，操作简便。
2、钢渣等废弃物资源化途径
钢渣就是炼钢过程排出的熔渣。钢渣主要是金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蚀的炉衬料和补炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性质而特意加入的造渣材料。如：石灰石、白云石、铁矿石、硅石等。全世界每年排放钢渣量约1~1.5亿T。我国国内积存钢渣已有1亿T 以上，且每年仍以数百万吨的排渣量递增，我国钢渣的利用率较低，约为10%。若不处理和综合利用，钢渣会占用越来越多的土地、污染环境、造成资源的浪费，影响钢铁工业的可持续发展。因此有必要对钢渣进行减量化、资源化和高价值综合利用研究。钢渣废料的资源化利用已成为国内外的重要研究课题。
（1）钢渣用作冶金原料。钢渣返回冶金再用，包括返回烧结、返回高炉和返回炼钢。由于钢渣作冶炼熔剂可以回收钢渣中Ca、Mg、Mn的氧化物和稀有元素等成分，能大量节约石灰石、萤石，降低焦比、提高利用系数、降低成本。对企业成本控制有着很重要的意义。另外，钢渣可以回收废钢铁。钢渣中含有20％左右的FeO，并夹杂有金属Fe，钢渣破碎的粒度越细，回收的金属Fe越多。国外较早开展从钢渣中回收废钢铁，例如：美国1970-1972年从钢渣中回收近350万t钢。我国已有不少厂家建立了处理钢渣生产线，例如：鞍钢采用无介质自磨及磁选的方法回收钢渣中的废钢量达8.0％，武钢达8.5％。
（2）作烧结矿熔剂：钢渣中因含有大量的CaO、fCaO、FeO、MgO、MnO、SiO2等，配人烧结，可以节省不少的熔剂原料(石灰、云石等)和铁矿。
（3）钢渣用于建筑材料。钢渣用于生产水泥：碱度高、有很好的水硬性，如果熔融钢渣的碱度及其各氧化物之间的分子配比和冷却速度合理，常温下与水作用的主要矿物组成硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙，能产生一定的强度。早在70年代就已开始利用钢渣来生产水泥，由于钢渣的后期强度较高，配加部分水泥熟料，利用熟料早期强度高的优势，制成的钢渣水泥具有各龄期强度好、耐磨、抗渗等优点。目前在豫北地区水泥厂采用，但钢渣掺量一般为15％左右。
（4）作农肥和酸性土壤改良剂。钢渣含Ca、Mg、Si、P等元素，可根据不同元素的含量作不同的应用，我国用钢渣改良土壤始于20世纪50年代末、60年代初。1958～1960年，中国科学院东北林业土壤研究所对全国各地主要炼钢厂的平炉钢渣进行了分析研究，将加工的粉化钢渣用于各种不同的土壤中进行田间肥度试验。1965～1973年中科院南京土壤研究所对含磷较多的平炉钢渣加工粉化，用于水稻、黄豆作物试验。1984～1985中科院开展了钢渣的农用试验研究，在用量、用法、粒度、土种、肥度及作物品种、性状、抗性和肥种对比等10个方面，取得了可喜进展。目前，我国用钢渣生产的磷肥品种有钢渣磷肥和钙镁磷肥。
二、国家在工业固体废弃物资源化利用方面的政策支持
国内外的经验表明，没有政府的支持，固体废弃物资源化利用的产业化不可能迅速地发展。固体废弃物资源化利用是新技术，仍在成长发展阶段，需要扶持。2005年9月8日国务院出台了《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》指出“力争到2010年，我国消耗每吨能源、铁矿石、有色金属、非金属矿等十五种重要资源产出的GDP比2003年提高25%左右。矿产资源总回收率和共伴生矿综合利用率分别提高5个百分点，工业固体废物综合利用率提高到60%以上；再生铜、铝、铅占产量的比重分别达到35%，25%，30%，主要再生资源回收利用量提高65%以上。”。要实现这些目标就需要我们积极实践循环经济，大力发展固体废物再生资源产业。目前，为缓解资源短缺、减轻环境污染压力，工信部将对各地建筑废物的综合利用再生制品生产企业进行摸底，拟出台建筑废物资源化扶持政策。发达国家的经验证明，资源循环利用也是可以创造丰厚物质利润的产业。21世纪初，发达国家资源循环利用产业产值已经达到6000亿美元。工信部认为，中国作为世界上建设规模最大的国家，资源的利用率还并不高。建筑垃圾已经成为我国城市单一品种排放数量最大、最集中的固体废弃物，给生态环境带来巨大压力，建筑原料短缺的状况也越来越严重。近期可能出台的扶持政策包括鼓励企业收取建筑废物消纳费、优先提供填埋场或再生企业建筑用地、市政道路工程优先采购服务、减免增值税等等。
三、企业依托新政策扶持发展战略的转变
1、在新的政策扶持下，企业应抓住机遇，加快结构调整力度，并从中受益，具体可以从三方面着手：一是编制计划方案，建立临时的试点。编制初步的实施方案并建立试点对工业固体废弃物资源化利用可能带来的利害及面临的各种问题进行预先的思考，做出相应的初步解决措施，未雨绸缪，以尽可能地降低企业介入项目的风险；二是加强领导，分工职责。新项目的出台需建立配套的方法意见、管理条例。明确各成员单位的职责分工，加强对组织领导的监督；三是继续加强对工业固体废弃物特性的深入研究，系统规划企业工业固体废弃物的综合利用，拓展应用渠道，提高利用率，提高产品的附加价值。
2、以下阐释将以粉煤灰的资源化利用为例：粉煤灰是煤在锅炉中燃烧后形成的被烟气携带出炉膛的细灰，产生粉煤灰的主要工业行业有火电、矿物冶炼等高耗能企业。一般来说，随着大型火电项目的投产，粉煤灰的产量会以15%的总量增加，若不加以利用，将对大气造成很大污染。粉煤灰的价格大约是150元每吨，而大型火电生产企业若使用粉煤灰生产建材将获得很高利益。企业经过深入考察后可引进西方的建材生产线，比如全自动彩色混凝土屋面瓦生产线，生产的彩瓦具有环保、利废、保温、隔音等性能。
3、企业未来发展的基本战略目标是：加快结构调整力度。这里可以分为部门结构、产品结构和产业布局结构调整。部门结构调整的基本任务是加快资源深加工的发展，最大限度占有国内高科技含量产品的需求市场。而产品和产业结构调整的基本方向是以资源换市场。具体而言，就是通过新技术手段增大原材料的利用率，并最大化的使废弃物资源化来增大资源供应的对外依存度，扩大制成品的占有度。不断提高技术进步水平，推进技术进步与创新，引导企业部门的科学管理，强化工业发展的科技和人才支撑。这是企业持续健康发展的保证，新技术的使用提高了投入产出效益，达到了最佳的资源整体利用效果。
总而言之，从循环经济角度，工业固体废弃物资源化利用将极大提高企业在发展历程中的创新变革和可持续发展能力并对企业部门的整合、成本的控制、企业发展方向的再次确定有着很大的影响。抓住新时期废弃物资源化的优势，站在高的位置，从企业全局出发，资源化的路径带来的效益才能更快的推动企业的发展。
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[中图分类号] R28；S-1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）03（c）-0038-04
Utilization Status of Traditional Chinese Medicine Wastes
QIN Meng1，2 HUANG Luqi3 PEI Lin1，2 HE Pei1，2 MA Zongmin1，2 LIU Jia1，2
1.Hebei Province Academy of Traditional Chinese Medicine， Hebei Province， Shijiazhuang 050051， China； 2.Turbidity Toxin Syndrome Key Laboratory of Hebei Province， Hebei Province， Shijiazhuang 050051， China； 3.National Resource Center for Chinese Materia Medica， China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100700， China
[Abstract] With the rapid development of the cause of Chinese medicine， traditional Chinese medicine production and processing scale gradually increased， resulting in the growing number of Chinese medicine dregs. By the impact of technology， capital， use consciousness and so on， traditional Chinese medicine residue treatment approach simple and rugged， not only caused a large number of waste of resources， at the same time bring serious environmental pollution. To improve the utilization of traditional Chinese medicine residue， reducing the variety of problems caused by improper handling， the article mainly from edible fungus cultivation， production of animal feed， preparation of organic fertilizer and so on， summed the research status of traditional Chinese medicine residue in recent years.
[Key words] Traditional Chinese medicine residue； Treatment； Research status
《中医药发展“十三五”规划》的出台，标志着我国中医药产业发展被提升为国家重点发展方向，中医药医疗、保健、科研、教育、产业、文化发展迈上新台阶，中药产业的标准化、信息化、产业化、现代化水平不断提高。随着中医药产业的迅速发展，在带来巨大经济效益的同时，中药企业及社会将面临新的难题和压力，即中药废渣的科学利用。对中药废渣进行合理应用不仅可以减少资源的浪费，提高中药废渣的利用率，改善生活环境，同时对中药产业的良性循环发展具有重要意义。近年来主要从以中药废渣为原料制备食用菌培养基、畜禽饲料、有机肥等方面展开研究，取得了较好的成效，现对其综述如下。
1 中药药渣
中药废渣是指在药材生产、饮片加工、中药提取物制备等过程中未被开发利用的生物组织器官，通常是植物的根茎叶、动物残体、矿物药等经过提取后的混合物。目前我国中药废渣产生量巨大，且呈逐年升高的趋势。中药废渣通常为O易腐烂的湿材料，如不及时处理，长时间堆放，很容积发酵腐烂，并散发出极其刺鼻的异味（特别是在炎暑季节），一旦遇到下雨天气，产生的污水将直接深入到地下，影响周边居民的生活用水和空气质量，同时也制约着药品的加工生产，因此药渣要随时进行合理处理。目前中药废渣的处理主要以堆放、填埋、焚烧等方式为主，不仅需要消耗大量的资金，造成资源的浪费，同时对环境造成巨大污染，严重影响周边居民的生活和健康。更重要的是，如果这些药渣被一些不法分子收集后，经过简单处理又廉价卖给药企进行药品生产，这将会给生产商和消费者带来严重的伤害。因此，如何科学合理的利用中药药渣成为中药制造业面临的棘手问题。中药废渣虽然经过提取，但仍含有大量的纤维素、木质素、糖类、皂苷类、黄酮类等成分及多种微量元素，极具开发利用价值，如果直接丢掉会造成资源的浪费，采用科学有效的技术和方法进行深加工，使未被利用的成分得到有效开发、转化和利用，将其变废为宝，开发成具有高附加值的产品将成为药渣处理的最佳选择。
2 中药药渣的综合利用
2.1 用于发酵
中药废渣在生物发酵方面有着广泛的应用，目前多用于乙醇、食醋、生物发酵制剂等生产。将中药废渣发酵，加工成乙醇，是中药废渣有效利用的方法之一，张英等[1]以藿香正气水药渣为原料，利用稀硫酸对药渣进行预处理后，添加酵母膏、纤维素酶对药渣进行同步糖化发酵生产乙醇，并对发酵温度、发酵时间、接种量等影响同步糖化的因素进行了优化，在最优工艺条件下，乙醇的质量浓度可达16 g/L左右。廖湘萍等[2]以白酒酒糟和灵芝药渣为原料，添加糖化剂和发酵剂，采用半固态发酵法生产食醋，缩短了发酵时间，提高了物料的利用率，在该工艺条件下，发酵出来的醋不仅色泽鲜艳、口感好、营养丰富，醋总酸含量为5%～6%，同时具有一定的保健效果。王建芳等[3]以中药废渣为原料，采用香菇作为发酵菌种对其进行固态发酵，发酵产物中粗蛋白和可溶性多糖含量大大提高，并对其进行小鼠增重和免疫试验，结果显示，其能促进小鼠生长，提高小鼠的免疫能力。王德馨等[4]采用常规细菌分离纯化方法，以中药废渣为原料，从中筛选出两种微生物作为研究对象，发酵生产微生物絮凝剂，结果表明，利用中药废渣发酵生产的絮凝剂能够对高岭土混悬溶液起到絮凝作用，减少营养物质的消耗量，降低生产成本，提高发酵效率。以上研究表明，利用中药废渣制备的发酵产物具有一定的功效性，可能是微生物利用中药废渣中的有机物经过一定的代谢途径，代谢产物具有特定的生物活性，因此利用中药废渣，通过微生物发酵制备相应的功能性产物具有积极意义。
2.2 用作食用菌培养基
中药药渣中富含多糖、纤维素、蛋白质、无机盐等多种营养成分，可以用作食用菌的栽培料，为食用菌的生长提供能量。这方面已经有不少研究报道，技术也相对成熟，应进行推广应用。前期的研究表明以中药废渣作为食用菌栽培料，具有极高的生物转化率，中药废渣对食用菌具有明显的增产效果。采用中药药渣作为基质栽培的食用菌主要有灵芝菌、平菇、草菇、杏鲍菇、姬菇等[5-9]。汪涛等[10]以不同浓度的中药废渣作为平菇培养基，中药废渣可以提供平菇生长的全部营养元素，其生物转化率超过50%，出菇4潮子实体性状良好，无畸形菇，生物学效率高达111.1%。李明江等[11]通过对中药废渣的物理性状、碳氮比、营养成分、农残及重金属含量进行检测分析后，用其作为基质栽培平菇、金针菇、鸡腿菇、杏鲍菇等食用菌，结果显示，在最佳的药渣配比条件下，平均产量可增加10.4%。王建芳等以中药废渣为原料，用香菇对其进行固体发酵后，粗蛋白（CP）含量提高了68.2%，粗纤维（CF）含量降低了44.9%，多糖含量提高了150.9%。金茜等[12-14]以中药废渣作为食用菌培养基，研究其对食用菌中氨基酸含量、微量元素含量及重金属含量的影响，结果表明，用中药废渣栽培的食用菌氨基酸含量及生物活性成分含量均得到显著提高，同时富含人体所必需的各种微量元素，虽然药渣中含有多种重金属，但从用其栽培出的食用菌中并未检测到重金属，说明其没有对药渣中的重金属产生富集，虽然在平菇中检测出来了铜，但是其含量显著低于国家食品卫生规定的最低标准。研究实践显示，中药废渣中包含大量的适合食用菌生长的营养成分，且中药废渣性质稳定，含水量适宜，适合用于食用菌的栽培。以中药废渣为基质栽培食用菌可以节约生产成本，产生较高的经济效益和社会反响，但如果进行大规模的生产，则需要对药渣的种类进行进一步的筛选优化。
2.3 作为饲料或饲料添加剂
中药药渣中含有多糖类、生物碱、挥发油类等多种提高动物免疫力的活性成分及一些药用成分，利用酶解和微生物技术，通过微生物发酵将废弃药渣转化为菌体蛋白饲料，用于畜牧业、家禽养殖业等，可有效地改善动物的食欲，增强免疫功能，提高抗应激能力，目前已成为动物饲料研究开发的热点。李艳军等[15]通过在饲料中添加党参、山楂、陈皮等药渣，研究其对家兔生长效果的影响。结果表明，药渣对家兔具有明显的增肥作用，可有效提高家兔和肉用仔鸡日增重，同时减少饲料消耗量，降低生产成本和料肉比，提高经济效益。李艳军等[16]研究了栀子、黄连、牡丹皮等清瘟败毒药渣对泌乳母兔和獭兔生产性能和营养消化率的影响，结果表明其可显著提高母兔的食欲和泌乳能力、仔兔的免疫力和生长性能、仔兔断奶成活率、獭兔生产性能和饲料转化率，降低了饲料成本。石宝珍等[17]利用航天诱变筛选得到的菌种，以中药废渣为原料，添加无机氮源，生产单细胞蛋白饲料，制得的蛋白饲料中蛋白含量达28.9%，比原来提高了270%。李肖梁等[18]利用“十全大补”药渣饲喂肥育猪，研究其对肥育猪生长性能、胴体特性和肉|的影响，研究结果显示，中药药渣可满足肥育猪的营养需求，增加进食量，提高生长速度，降低肥育猪的发病率，改善猪肉的品质和口感。将药渣加工成饲料用于动物的饲养，不仅可以节约成本，还提高了药渣的附加值，变废为宝，带来更高的经济效益。
2.4 制备有机肥
利用中药废渣制备有机肥，可广泛应用于蔬菜、水果、农作物、中药材等作物种植。中药药渣富含有机质及N、P、K等多种营养元素和无机营养成分，是制备有机肥的最佳原料之一。以中药废渣为主要原料，经混合、发酵后制备的有机肥具有促进作物增产、提高作物品质、增强作物抗病性及抗逆性等优点。王茂等[19]以板蓝根、连翘、芦根等抗病毒药渣为主料，以杏鲍菇菌渣和鸡粪为辅料，按照一定的比例混合发酵用于生菜种植，研究其对田间肥效和生菜的影响，试验结果显示，用中药废渣发酵的肥料可促进叶片的生长，提高生菜的产量及品质。丁能飞等[20]研究发现药渣有机无机复混肥对番茄和萝卜的生长指标、产量及品质具有明显作用，施肥量为1552 kg/ha时，番茄、萝卜生长健壮，产量明显增加，品质和口感得到显著改善。王引权等[21]研究发现，中药渣堆肥能促进当归生长后期根系的伸长及增粗，降低抽薹率，增加产量，提高阿魏酸和藁本内酯含量。李静娟等[22]将蚯蚓加入到中药废渣中生产药渣蚓粪，然后用于玉米的种植，考察其对玉米生长特性及土壤肥力的影响，结果表明，药渣蚓粪可显著增加玉米的株高、茎粗、叶面积、叶绿素含量及植株地上地下部分的质量，提高土壤容重、pH、有机质及全氮、速效钾含量，促进作物的生长。在药渣中加入一定比例的珍珠岩、蛭石等辅料，配置成蔬菜育苗基质，用于小白菜、生菜、黄瓜、番茄等的种植，可改善土壤结构，促进蔬菜生长，提高蔬菜产量。有机肥与普通化肥相比，具有协助释放土壤中潜在养分的功效，促进作物根际有益微生物的增殖，同时具有生物利用率高、作用周期长、成本低，对土壤及环境不会造成危害等优点。因此中药药渣制备有机肥具有广阔的应用前景。
2.5 再提取其他有效成分
提取中药废渣中的其他有效成分是对中药废渣进行再利用的最直接、最有效的方法。由于中药材成分复杂，仅通过简单提取无法实现有效成分的完全转移，造成中药废渣中仍残留大量的不溶或水溶性很小的药用有效成分，采用合理的技术手段对中药废渣进行再提取，可有效减少资源的浪费。邹盛勤[23]采用超声辅助提取法，研究发现枇杷叶药渣中仍含有大量的乌索酸和齐墩果酸，含量分别为0.83%和0.18%。采用水提法，从三七药渣中提取三七多糖，经分离纯化后获得的三七多糖收率为50%。卢英财等[24]采用醇提水沉法富集经亚临界萃取后的牛蒡子药渣中木脂素类成分，优化提出工艺条件后总木脂素纯度可达50%以上，转移率超过80%。张锐等[25]等采用正交实验设计，以石油醚为提取溶剂，从美洲大蠊药渣中提取残油用于制备生物柴油，优化制备工艺条件后，生物柴油的转化率高达94.37%。陶小芳等[26]采用乙醇回流提取五味子药渣中的木质素类成分，并利用急性肝损伤大鼠模型，考察木质素类成分对大鼠急性肝损伤的保护作用和对肠道菌群结构的影响，结果显示，五味子木质素类成分可以通过清除氧自由基、抑制有害菌生长的方法起到对肝脏的保护作用。戴新新等[27]以水为溶剂从酸碱处理过的丹参药渣中提取丹参酮，并用纤维素酶进行降解，经过酶解后的丹参药渣中二氢丹参酮Ⅰ、丹参酮Ⅰ、隐丹参酮、丹参酮ⅡA的含量均明显提高。由此可见，通过超声辅助提取、萃取、醇提等方法可以将中药废渣中的其他有效活性成分高效率的提取出来，但是成本却不低廉，因此研究和开发出高效率且低成本的提取方法和提取设备将成为中药废渣中的其他药用活性成分能被高效率提取出来的关键因素。
2.6 其他方面
中药废渣在生物油制备[28]、沼气[29]、活性炭制备[30]、重金属废水处理[31]、造纸[32]、草皮卷生产[33]等方面也有着广泛的应用。
3 结语
我国中药资源丰富，具有悠久的应用历史，随著研究的深入、加工技术的发展，中药材的加工利用呈现规模化、产业化，同时也伴随中药废渣的大量产生。中药废渣中富含大量生物活性成分，具有极大的开发应用潜能，因此，从“资源节约性，环境友好性”的可持续发展战略角度出发，对中药废渣科学利用不仅可以减少环境污染，实现资源的综合利用，同时保护了生态环境，实现了中药产业的良性循环发展，解决了困扰中药企业发展的难题，为构建和谐社会创造了有利条件。
目前中药废渣的再利用依然存在诸多问题，加工处理技术及加工机器的落后，利用意识的淡薄、资金投入的比例等，均严重制约着中药废渣的循环利用。由于药渣来源不同、种类不同，将其加工成动物饲料、制备成有机肥、作为食用菌栽培料等应用于农业种植和畜牧业养殖行业都有可能产生二次污染。因此，研究探索新的应用方式，增强开发利用意识，增加资金的投入就显得尤为紧迫。
将中药废渣进行再加工，合理利用，―方面可降低医院、制药企业及药店处理中药废渣的成本，并带来较高的经济效益，另―方面也可减弱给社会环境带来的压力。因此，要加大宣传力度，颁布相应的鼓励和奖励政策，带领相关企业和单位积极投身到中药废渣的综合利用，提高中药企业对中药废渣综合利用的积极性。
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截止目前，乌海市建成投产氯碱项目4个，产能为106万吨，在建氯碱项目1个，产能为50万吨，总生产能力达156万吨/年。目前我市已投产和在建PVC项目全部采用电石法生产PVC，乙炔气清净普遍采用次钠清净工艺，全部采用离子膜法生产烧碱，VCM聚合除一家采用本体法聚合外全部采用悬浮法聚合，乙炔气发生有的采用干法乙炔生产工艺，有的采用湿法乙炔工艺。
2乌海市PVC行业工艺废水处理现状
调查乌海市近几年建成投产的和在建的PVC企业的工艺废水处理措施及去向，分析PVC行业工艺在经济可行的前提下目前是否能够做到废水零排放。通过对乌海市现有及在建氯碱项目废水处理工艺及废水去向的调查可知：
1）我市PVC行业氯碱界区工艺废水（包括酸碱废水、含盐废水）所采取的处理工艺相同，全部是经中和、絮凝、沉淀处理后用于化盐，在氯碱界区实现了废水零排放。
2）固碱蒸发工段的蒸汽冷凝水已建企业中有的进行了回收利用，有的直接排入大气，未进行回收利用；固碱蒸发冷凝水实现零排放在乌海有运行实例。
3）已建PVC项目离心母液处理工艺虽然不相同，工艺较完善、处理效果较好的工艺为两级生化+絮凝沉淀+过滤+次钠消毒工艺，最简单的工艺为沉淀池沉降+纤维过滤器工艺，但去向全部是补入循环冷却水系统，不外排；目前在乌海最好的工艺为加药絮凝沉淀+BAF+臭氧氧化+曝气还原+BAF+双膜工艺+混床处理工艺对离心母液进行处理，处理后60%回用于聚合系统，40%回用于循环冷却水系统，不外排，实现了离心母液零排放。
4）含汞废酸全部采用盐酸解析技术处理后，用做VCM酸洗用水，不外排。
5）其它含汞废水全部经处理达标后回用于VCM碱洗或水洗用水，不外排。含汞废水处理工艺较先进的为硫化钠-氯化铁沉淀+三级活性炭+三级离子交换器处理工艺，处理后废水蒸发结晶处理，产生的结晶盐送有资质单位处理，实现含汞废水零排放。
6）次钠废水的处理：有的送至全厂综合废水处理系统经生化处理后用于乙炔发生和自备电厂冲灰，有的单独设置一套处理装置，采用汽提+冷却+加药混凝沉淀工艺，处理后部分回用于乙炔发生，部分回用至次钠配置单元，少量进入综合处理单元处理后排入园区污水处理厂，有的采用加药混凝沉淀+次钠氧化工艺处理后用于乙炔发生，但乙炔发生产生的电石渣浆有部分排到渣场。
7）电石渣浆:有的采用沉淀+浓密池澄清+板框压滤工艺处理后用于乙炔发生和排至自备电厂灰场降尘，有的采用沉淀+浓密池澄清+板框压滤工艺，处理后部分回用于乙炔发生，有的采用沉淀+板框压滤工艺处理后部分用于乙炔发生，部分随电石渣一起排到渣场，有的因采用干法乙炔发生工艺不产生电石渣浆废水；由以上分析可以看出，采用干法乙炔生产工艺，不产生电石渣浆，采用湿法乙炔生产工艺，少数企业做到了电石渣浆不外排，多数企业均有电石渣浆排至灰渣场，故电石渣浆实现零排放有待进一步探讨。由以上分析可以看出，由于项目筹备和建设时间不同，乌海市PVC项目废水治理工艺出不同，总之，随着建设时间的推移，在总结已投运的PVC企业的经验教训的基础上，废水处理工艺和回用途径的设置也越趋合理，在废水分类处理、废水分质使用方面也采取了一些较好的措施，如乌海市君正化工40万吨PVC及40万吨烧碱项目在废水分类处理、废水分质使用方面做的相对较好，对次钠废水进行了单独处理，并采取了蒸发装置的蒸汽冷凝水回用纯水站；纯水站浓水回用乙炔清净；干燥蒸汽冷凝液回用聚合热水槽入聚合釜等废水回用措施但仍未实现工艺废水零排放。
3与国内当前较成熟氯碱行业废水处理工艺及排放水平的对比分析
目前国内氯碱界区产生的工艺废水（包括酸碱废水、含盐废水）普遍采用中和、絮凝、沉淀处理工艺处理酸碱和含盐废水，处理后全部用于化盐；对固碱蒸发产生的蒸汽冷凝水收集回用于化盐系统和电解槽。PVC界区产生的含汞酸采用共沸解析技术和加盐解析技术处理后，用做VCM酸洗用水；产生的其它含汞废水采用硫化钠-氯化铁沉淀+三级活性炭+三级离子交换器处理工艺，处理后废水有的回用于VCM碱洗用水，有的回用于VCM水洗用水，有的直接排放；离心母液普遍采用两级生化+絮凝沉淀+过滤工艺处理后补入循环冷却水系统；采取加药絮凝沉淀+BAF+臭氧氧化+曝气还原+BAF+双膜工艺+混床处理工艺处理离心母液目前主要处于中试阶段，处理后母液60%回用于聚合系统的企业尚未实现长期稳定运行；次钠废水单独设置处理装置，采用汽提+冷却+加药混凝沉淀工艺，也逐步开始在各大企业中推广应用；电石渣浆普遍的处理方法是沉淀+浓密池澄清+板框压滤工艺，处理后回用于乙炔发生，或采用干法乙炔生产工艺杜绝电石渣浆的产生。由此可见，乌海市PVC项目废水治理基本上全部采用了国内较为成熟的治理工艺，君正化工40万吨PVC及40万吨烧碱项目经内部挖潜，在某些方面还优于国内普遍水平，但次钠废水仍做不到零排放，有少部分需处理达标后排至园区污水处理厂，工艺废水做不到零排放。
4乌海市现有PVC及烧碱项目存在的问题及解决办法
4.1存在的问题乌海市现有PVC及烧碱项目废水治理主要存在以下问题：
1）有的企业固碱蒸发工段的蒸汽冷凝水直接排入大气，未进行回收利用。
2）离心母液部分企业采用的处理工艺达不到循环水补充水水质要求，造成循环冷却水系统排水水质不能满足环保要求。
3）含汞废酸共沸解析技术和加盐解析处理装置运行不稳定。
4）其它含汞废水处理工艺参差不齐，有些企业处理工艺较简单落后，实现达标有一定的难度。
5）次钠废水经处理后普遍做不到零排放。
6）有些企业有部分电石渣浆随电石渣一起排到渣场或灰场，未实现零排放。
4.2解决方法
1）针对部分企业固碱蒸发工段的蒸汽冷凝水直接排入大气，未进行回收利用这一问题，因乌海当地已有成功经验，对现有企业可以通过技术改造回收利用这部分蒸汽冷凝水，实现固碱蒸发冷凝水的回收利用，针对新建项目，可通过环保三同时要求实现蒸汽冷凝水零排放。
2）针对部分企业离心母液采用的处理工艺达不到循环水补充水水质要求，要求部分企业学习先进经验，改进离心母液处理工艺，保证处理后水质能够满足循环冷却水系统对水质的要求，全部补入循环冷却水系统，不外排；
3）含汞废酸共沸解析技术和加盐解析处理装置运行不稳定，积极寻求技术支持，做好设备防腐蚀工作，保证处理装置稳定运行。
4）改进含汞废水处理工艺，以保证含汞废水实现稳定达标。
5）次钠废水做不到零排放，主要原因有两个：一是部分企业未对这部分废水进行有效的处理，不能满足回用于乙炔发生用水要求；二是即使对这部分废水单独进行了处理，能够满足乙炔发生用水水质要求，但由于乙炔发生产生的电石渣制水泥对氯根的要求，不能全部回乙炔发生，剩余次钠废水又找不到合适的去向及用途，只能外排。最好的解决办法是改变乙炔清净工艺为硫酸清净，但又出现固废硫酸处理问题，在我市及周边硫酸处理企业几乎没有，故改次钠清净为硫酸清净不现实，着眼于实际，解决办法是次钠废水单独设置处理系统，处理后废水在满足水泥生产要求的前提出尽可能回用，剩余部分立足于其它对水质要求不高的用水单位及项目进行回用。
6）针对电石渣浆有部分外排这一问题，因我市已有成功实例，立足于加强管理，废水分质使用，学习先进经验，来实现零排放。
5乌海市现有PVC及烧碱项目及新建氯碱项目发展方向初探
目前乌海市已投产和在建PVC项目普遍采用电石法生产PVC，采用离子膜法生产烧碱，乙炔气发生正在由湿法乙炔向干法乙炔转变，乙炔气清净普遍采用次钠清净工艺。一方面，PVC项目产生的大量废水外排，得不到综合利用，造成环境污染。另一方面，我市处于缺水地区，用水量不足已成为制约企业发展的一个重要因素。故本论文立足于节约用水，提高水资源利用率，按照废水分质使用、梯级利用的原则，希望乌海市PVC及烧碱项目将来的发展方向应为：从生产工艺角度分析，希望乙炔发生采用干法乙炔生产技术以彻底解决电石渣浆外排的问题；采用低汞触媒，改进含汞废水处理工艺，处理后含汞废水采取蒸发结晶的办法实现含汞废水的零排放；在引进废硫酸处理工艺及项目的前提下改次钠清净为硫酸清净，以期彻底解决次钠废水外排问题和电石渣氯含量高影响水泥质量的问题。从废水处理方面分析，希望根据废水特点，分别设置废水处理系统。对电石渣浆，经厢式压滤机压滤后，采用多级冷却技术进行降温，通过加药沉淀处理后解决水温高、易结垢的问题全部回用；对离心母液，采用两级生化+絮凝沉淀+过滤+次钠消毒工艺处理后水质能够满足循环冷却水系统对水质的要求，全部补入循环冷却水系统，并将最终回PVC聚合釜作为以后探索、试验及发展的方向；对次钠废水，应单独设立废水处理系统，处理后部分回用，剩余寻求其它利用途径或处理达标后回用。
6几点建议
为节约用水，提高水资源利用率，逐步达到PVC及烧碱项目工艺废水零排放的目标，提出以下几点建议：
1)由于PVC及烧碱项目循环冷却系统排污水和自备电站水处理及锅炉排污水的量也很大，采取反渗透处理工艺将这部分水进行处理回用于生产。
2乌海市PVC行业工艺废水处理现状
调查乌海市近几年建成投产的和在建的PVC企业的工艺废水处理措施及去向,分析PVC行业工艺在经济可行的前提下目前是否能够做到废水零排放。通过对乌海市现有及在建氯碱项目废水处理工艺及废水去向的调查可知:
1)我市PVC行业氯碱界区工艺废水(包括酸碱废水、含盐废水)所采取的处理工艺相同,全部是经中和、絮凝、沉淀处理后用于化盐,在氯碱界区实现了废水零排放。
2)固碱蒸发工段的蒸汽冷凝水已建企业中有的进行了回收利用,有的直接排入大气,未进行回收利用;固碱蒸发冷凝水实现零排放在乌海有运行实例。
3)已建PVC项目离心母液处理工艺虽然不相同,工艺较完善、处理效果较好的工艺为两级生化+絮凝沉淀+过滤+次钠消毒工艺,最简单的工艺为沉淀池沉降+纤维过滤器工艺,但去向全部是补入循环冷却水系统,不外排;目前在乌海最好的工艺为加药絮凝沉淀+BAF+臭氧氧化+曝气还原+BAF+双膜工艺+混床处理工艺对离心母液进行处理,处理后60%回用于聚合系统,40%回用于循环冷却水系统,不外排,实现了离心母液零排放。
4)含汞废酸全部采用盐酸解析技术处理后,用做VCM酸洗用水,不外排。
5)其它含汞废水全部经处理达标后回用于VCM碱洗或水洗用水,不外排。含汞废水处理工艺较先进的为硫化钠-氯化铁沉淀+三级活性炭+三级离子交换器处理工艺,处理后废水蒸发结晶处理,产生的结晶盐送有资质单位处理,实现含汞废水零排放。
6)次钠废水的处理:有的送至全厂综合废水处理系统经生化处理后用于乙炔发生和自备电厂冲灰,有的单独设置一套处理装置,采用汽提+冷却+加药混凝沉淀工艺,处理后部分回用于乙炔发生,部分回用至次钠配置单元,少量进入综合处理单元处理后排入园区污水处理厂,有的采用加药混凝沉淀+次钠氧化工艺处理后用于乙炔发生,但乙炔发生产生的电石渣浆有部分排到渣场。
7)电石渣浆:有的采用沉淀+浓密池澄清+板框压滤工艺处理后用于乙炔发生和排至自备电厂灰场降尘,有的采用沉淀+浓密池澄清+板框压滤工艺,处理后部分回用于乙炔发生,有的采用沉淀+板框压滤工艺处理后部分用于乙炔发生,部分随电石渣一起排到渣场,有的因采用干法乙炔发生工艺不产生电石渣浆废水;由以上分析可以看出,采用干法乙炔生产工艺,不产生电石渣浆,采用湿法乙炔生产工艺,少数企业做到了电石渣浆不外排,多数企业均有电石渣浆排至灰渣场,故电石渣浆实现零排放有待进一步探讨。由以上分析可以看出,由于项目筹备和建设时间不同,乌海市PVC项目废水治理工艺出不同,总之,随着建设时间的推移,在总结已投运的PVC企业的经验教训的基础上,废水处理工艺和回用途径的设置也越趋合理,在废水分类处理、废水分质使用方面也采取了一些较好的措施,如乌海市君正化工40万吨PVC及40万吨烧碱项目在废水分类处理、废水分质使用方面做的相对较好,对次钠废水进行了单独处理,并采取了蒸发装置的蒸汽冷凝水回用纯水站;纯水站浓水回用乙炔清净;干燥蒸汽冷凝液回用聚合热水槽入聚合釜等废水回用措施但仍未实现工艺废水零排放。
3与国内当前较成熟氯碱行业废水处理工艺及排放水平的对比分析
目前国内氯碱界区产生的工艺废水(包括酸碱废水、含盐废水)普遍采用中和、絮凝、沉淀处理工艺处理酸碱和含盐废水,处理后全部用于化盐;对固碱蒸发产生的蒸汽冷凝水收集回用于化盐系统和电解槽。PVC界区产生的含汞酸采用共沸解析技术和加盐解析技术处理后,用做VCM酸洗用水;产生的其它含汞废水采用硫化钠-氯化铁沉淀+三级活性炭+三级离子交换器处理工艺,处理后废水有的回用于VCM碱洗用水,有的回用于VCM水洗用水,有的直接排放;离心母液普遍采用两级生化+絮凝沉淀+过滤工艺处理后补入循环冷却水系统;采取加药絮凝沉淀+BAF+臭氧氧化+曝气还原+BAF+双膜工艺+混床处理工艺处理离心母液目前主要处于中试阶段,处理后母液60%回用于聚合系统的企业尚未实现长期稳定运行;次钠废水单独设置处理装置,采用汽提+冷却+加药混凝沉淀工艺,也逐步开始在各大企业中推广应用;电石渣浆普遍的处理方法是沉淀+浓密池澄清+板框压滤工艺,处理后回用于乙炔发生,或采用干法乙炔生产工艺杜绝电石渣浆的产生。由此可见,乌海市PVC项目废水治理基本上全部采用了国内较为成熟的治理工艺,君正化工40万吨PVC及40万吨烧碱项目经内部挖潜,在某些方面还优于国内普遍水平,但次钠废水仍做不到零排放,有少部分需处理达标后排至园区污水处理厂,工艺废水做不到零排放。
4乌海市现有PVC及烧碱项目存在的问题及解决办法
4.1存在的问题乌海市现有PVC及烧碱项目废水治理主要存在以下问题:
1)有的企业固碱蒸发工段的蒸汽冷凝水直接排入大气,未进行回收利用。
2)离心母液部分企业采用的处理工艺达不到循环水补充水水质要求,造成循环冷却水系统排水水质不能满足环保要求。
3)含汞废酸共沸解析技术和加盐解析处理装置运行不稳定。
4)其它含汞废水处理工艺参差不齐,有些企业处理工艺较简单落后,实现达标有一定的难度。
5)次钠废水经处理后普遍做不到零排放。
6)有些企业有部分电石渣浆随电石渣一起排到渣场或灰场,未实现零排放。
4.2解决方法
1)针对部分企业固碱蒸发工段的蒸汽冷凝水直接排入大气,未进行回收利用这一问题,因乌海当地已有成功经验,对现有企业可以通过技术改造回收利用这部分蒸汽冷凝水,实现固碱蒸发冷凝水的回收利用,针对新建项目,可通过环保三同时要求实现蒸汽冷凝水零排放。
2)针对部分企业离心母液采用的处理工艺达不到循环水补充水水质要求,要求部分企业学习先进经验,改进离心母液处理工艺,保证处理后水质能够满足循环冷却水系统对水质的要求,全部补入循环冷却水系统,不外排;
3)含汞废酸共沸解析技术和加盐解析处理装置运行不稳定,积极寻求技术支持,做好设备防腐蚀工作,保证处理装置稳定运行。
4)改进含汞废水处理工艺,以保证含汞废水实现稳定达标。
5)次钠废水做不到零排放,主要原因有两个:一是部分企业未对这部分废水进行有效的处理,不能满足回用于乙炔发生用水要求;二是即使对这部分废水单独进行了处理,能够满足乙炔发生用水水质要求,但由于乙炔发生产生的电石渣制水泥对氯根的要求,不能全部回乙炔发生,剩余次钠废水又找不到合适的去向及用途,只能外排。最好的解决办法是改变乙炔清净工艺为硫酸清净,但又出现固废硫酸处理问题,在我市及周边硫酸处理企业几乎没有,故改次钠清净为硫酸清净不现实,着眼于实际,解决办法是次钠废水单独设置处理系统,处理后废水在满足水泥生产要求的前提出尽可能回用,剩余部分立足于其它对水质要求不高的用水单位及项目进行回用。
6)针对电石渣浆有部分外排这一问题,因我市已有成功实例,立足于加强管理,废水分质使用,学习先进经验,来实现零排放。
5乌海市现有PVC及烧碱项目及新建氯碱项目发展方向初探
目前乌海市已投产和在建PVC项目普遍采用电石法生产PVC,采用离子膜法生产烧碱,乙炔气发生正在由湿法乙炔向干法乙炔转变,乙炔气清净普遍采用次钠清净工艺。一方面,PVC项目产生的大量废水外排,得不到综合利用,造成环境污染。另一方面,我市处于缺水地区,用水量不足已成为制约企业发展的一个重要因素。故本论文立足于节约用水,提高水资源利用率,按照废水分质使用、梯级利用的原则,希望乌海市PVC及烧碱项目将来的发展方向应为:从生产工艺角度分析,希望乙炔发生采用干法乙炔生产技术以彻底解决电石渣浆外排的问题;采用低汞触媒,改进含汞废水处理工艺,处理后含汞废水采取蒸发结晶的办法实现含汞废水的零排放;在引进废硫酸处理工艺及项目的前提下改次钠清净为硫酸清净,以期彻底解决次钠废水外排问题和电石渣氯含量高影响水泥质量的问题。从废水处理方面分析,希望根据废水特点,分别设置废水处理系统。对电石渣浆,经厢式压滤机压滤后,采用多级冷却技术进行降温,通过加药沉淀处理后解决水温高、易结垢的问题全部回用;对离心母液,采用两级生化+絮凝沉淀+过滤+次钠消毒工艺处理后水质能够满足循环冷却水系统对水质的要求,全部补入循环冷却水系统,并将最终回PVC聚合釜作为以后探索、试验及发展的方向;对次钠废水,应单独设立废水处理系统,处理后部分回用,剩余寻求其它利用途径或处理达标后回用。
6几点建议
为节约用水,提高水资源利用率,逐步达到PVC及烧碱项目工艺废水零排放的目标,提出以下几点建议:
1)由于PVC及烧碱项目循环冷却系统排污水和自备电站水处理及锅炉排污水的量也很大,采取反渗透处理工艺将这部分水进行处理回用于生产。
