鈦白粉是一種白色無機(jī)填料，廣泛應(yīng)用于造紙、涂料、油墨、陶瓷等行業(yè)。近年來，隨著鈦白粉產(chǎn)量的不斷增加，廢水處理產(chǎn)生的污泥也隨之增加。由于廢水處理污泥的資源化利用率相對(duì)較低，大量污泥被隨意堆放，沒有按照《一般工業(yè)固體廢物貯存處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行科學(xué)處置，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成很大影響。因此，主要是對(duì)廢水處理污泥中的一般工業(yè)固體廢物的性質(zhì)進(jìn)行鑒定，為一般工業(yè)固體廢物一類或二類場(chǎng)的廢水處理污泥的后續(xù)貯存和處置提供技術(shù)參考。

一、企業(yè)生產(chǎn)概況

1.1主要產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝及原輔材料

某鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)的主要產(chǎn)品是高品位金紅石型鈦白粉。鈦白粉的主要生產(chǎn)工藝有:研磨、酸解、沉降洗渣、二價(jià)鐵分離濃縮、水解、一洗、漂白、二洗、鹽處理、煅燒、粗品粉碎等。生產(chǎn)鈦白粉所用的原輔材料主要有鈦精礦、硫酸、鐵粉、鋁粉、鈦渣礦和絮凝劑。

1.2生產(chǎn)廢水來源及廢水處理工藝

生產(chǎn)廢水主要是洗渣工段產(chǎn)生的洗滌廢水，其主要污染是pH值。洗滌工段的廢酸和洗滌廢水主要由硫酸、硫酸亞鐵、其他硫酸鹽等組成。地面清水的主要污染物為COD、SS、石油類等。

某鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)廢水處理污泥工藝為中和+板框壓濾+輻流式沉淀+絮凝沉淀，包括調(diào)節(jié)池、中和池、板框壓濾、輻流式沉淀池、中間水池、沉淀池、鈣泥儲(chǔ)槽等裝置在內(nèi)的整套污水污泥處理設(shè)備。粗鈦白生產(chǎn)廢水采用中和+板框壓濾+徑向沉淀，其他廢水采用絮凝沉淀直接處理。本次研究的污泥來源主要是生產(chǎn)廢水處理后產(chǎn)生的鈦石膏，年產(chǎn)量約100萬噸。

二、一般工業(yè)固體廢物篩選分析

2.1識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18599—2001)，一般工業(yè)固體廢物是指未列入國家危險(xiǎn)廢物名錄或根據(jù)國家GB5085鑒別標(biāo)準(zhǔn)和GB/T15555鑒別方法判定不具有危險(xiǎn)特性的工業(yè)固體廢物?？煞譃閮深?按GB5086規(guī)定的方法進(jìn)行淋溶試驗(yàn)得到的滲濾液中任何一種污染物的濃度不超過GB8978的較高允許排放濃度，pH值在6 ~ 9范圍內(nèi)的，列為I類一般工業(yè)固體廢物；如果一種或多種污染物的濃度超過GB8978的較高允許排放濃度或pH值在6 ~ 9的范圍之外，則列為II類一般工業(yè)固體廢物。

2.2特征污染物的初步篩選

2.2.1無機(jī)物的全掃描分析

隨機(jī)選取10個(gè)固體廢物樣品進(jìn)行無機(jī)成分的XRF全掃描分析。XRF全掃描無機(jī)成分測(cè)定結(jié)果表明，固體廢物樣品中無機(jī)金屬元素主要為鈣、鐵、鈦、鎂、鋁和錳，含量范圍為34.31% ~ 36.53%，0.45% ~ 14.10%，2.70% ~ 4.04%，0.86% ~ 1.51%和0.96%。固體廢物中鉻、鋅、砷、銅、鎳和鉛的含量均有檢測(cè)，含量范圍為0.027% ~ 0.099%。

2.2.2有機(jī)物的全掃描分析

用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)10個(gè)固體廢物樣品進(jìn)行了篩選，揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的分析方法參照《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》(GB5085.3—2007)附錄O和附錄P，半揮發(fā)性有機(jī)化合物(SVOCs)的分析方法參照《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》(GB5085.3—2007)附錄K。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，GB8978—1996中未檢出相應(yīng)的VOCs，SVOCs中僅檢出苯酚和鄰苯二甲酸二丁酯，其中苯酚僅在1個(gè)樣品中檢出，濃度為0.11mg/kg，鄰苯二甲酸二丁酯在所有樣品中均檢出，濃度為0.40 ~ 0.97 mg/kg。

2.2.3一類污染物

根據(jù)企業(yè)內(nèi)原輔材料、生產(chǎn)工藝、無機(jī)、有機(jī)的全掃描結(jié)果，GB8978中第一類污染物初步篩選指標(biāo)為總鉻、六價(jià)鉻、總鎳、總砷、總鉛。10個(gè)收集的固體廢物樣品的滲濾液檢測(cè)結(jié)果顯示，總鉻、六價(jià)鉻、總鎳和總鉛均未檢出，總砷濃度為0.0005~0.12mg/L/L。

2.2.4二類污染物

根據(jù)企業(yè)原輔材料、生產(chǎn)工藝、無機(jī)和有機(jī)的全面掃描結(jié)果，GB8978中二類污染物的初步篩選指標(biāo)為:pH值、懸浮物、BOD5、COD、石油類、揮發(fā)酚、總氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸鹽、總銅、總鋅、總錳、陰離子表面活性劑(LAS)、可吸附有機(jī)鹵化物、苯酚、鄰苯。

根據(jù)初篩樣品的檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)了10個(gè)固體廢物樣品滲濾液中的pH值、懸浮物、BOD5、COD、石油類、揮發(fā)酚、氨氮、氟化物、磷酸鹽、總銅、總鋅、總錳、可吸附有機(jī)鹵化物、鄰苯二甲酸二丁酯和總有機(jī)碳等指標(biāo)。濃度分別為7.53 ~ 8.54毫克/升、4.1 ~ 36.4毫克/升、3.1 ~ 9.8毫克/升、12.4 ~ 45.5毫克/升、0.03 ~ 0.04毫克/升、0.02 ~ 0.05毫克/升和0.80 ~ 2.36毫克/升。0.01 ~ 0.038毫克/升、0.009 ~ 1.85毫克/升、0.033 ~ 0.310毫克/升、0.0005 ~ 0.02毫克/升和1.24 ~ 4.89毫克/升，但總氰化物、硫化物、陰離子表面活性劑(LAS)和酚均未檢出。

2.3識(shí)別指標(biāo)的確定

為了進(jìn)一步明確該企業(yè)鈦石膏的分類，采用無機(jī)XRF和有機(jī)GC-MS對(duì)固體廢物樣品進(jìn)行全面掃描，結(jié)合企業(yè)主要原輔材料，根據(jù)GB8978中第一、二類污染物的初步篩選分析，測(cè)定了pH值、懸浮物、BOD5、COD、石油類、揮發(fā)酚、氨氮、氟化物、磷酸鹽、總砷、總銅、總鋅和總錳。

三。一般工業(yè)固體廢物的屬性識(shí)別

3.1收購對(duì)象

樣本采集對(duì)象為該企業(yè)鈦石膏倉庫中堆積的固體廢物。

3.2采樣場(chǎng)地布置和樣品數(shù)量

根據(jù)《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術(shù)規(guī)范》(HJ/T20—1998)的相關(guān)規(guī)定，采用系統(tǒng)采樣和分層采樣相結(jié)合的方法進(jìn)行采樣。將鈦石膏庫劃分為5N個(gè)等面積的網(wǎng)格，依次編號(hào)，采用HJ/T20中的隨機(jī)數(shù)表法選取這N個(gè)網(wǎng)格作為采樣單元。取樣時(shí)，將土壤取樣器或鏟式取樣器垂直插入網(wǎng)格中心的廢物底部，然后旋轉(zhuǎn)90°取出。每次都取，作為樣本。當(dāng)倉內(nèi)垃圾厚度大于或等于2m時(shí)，應(yīng)分為上層(1/6深度)、中層(1/2深度)和下層(5/6深度)三層分別取樣，每層取樣數(shù)量相等。根據(jù)4.2.3.2《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術(shù)規(guī)范》(HJ/T20—1998)的相關(guān)規(guī)定，樣品數(shù)量≥10000噸，少于80個(gè)。

綜上所述，采用系統(tǒng)布點(diǎn)分層抽樣的方法布置了30個(gè)點(diǎn)。每個(gè)點(diǎn)分為上層、中層和下層三層，共采集了90個(gè)鈦石膏固體廢物樣品。

3.3樣本量的確定

參見《危險(xiǎn)廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》(HJ298—2019)第4.3.1節(jié)。如果樣品的粒徑小于0.5cm，較小的樣品尺寸為500g，如果粒徑在0.50-1.0cm之間，較小的樣品尺寸為1kg。判定依據(jù)見表1。本次采集的90個(gè)固體廢物樣品的粒徑均在0.50-1.0cm之間，因此確定1個(gè)樣品所需的較小樣品量為1.0kg(見表1)。

3.4測(cè)試結(jié)果分析

根據(jù)90個(gè)固體廢物樣品的滲濾液檢測(cè)結(jié)果，對(duì)照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)，共有2個(gè)固體廢物樣品的pH值超過標(biāo)準(zhǔn)限值6 ~ 9，3個(gè)固體廢物樣品的總錳超過標(biāo)準(zhǔn)限值2.0mg/L，其他污染物指標(biāo)均未超過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值。具體測(cè)試結(jié)果見表2。

由于《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18599—2001)僅定義了一般工業(yè)固體廢物的第一類，而沒有規(guī)定鑒別過程中超標(biāo)樣品數(shù)量等信息，因此參照《危險(xiǎn)廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》(HJ298—2019)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行結(jié)果判定。根據(jù)《危險(xiǎn)廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》(HJ298—2019)表3的分析結(jié)果判定方案，當(dāng)采集樣品數(shù)為90個(gè)時(shí)，超標(biāo)樣品數(shù)的下限為15個(gè)。在本次《一般工業(yè)固體廢物分類》中，超標(biāo)樣品數(shù)(5個(gè))遠(yuǎn)低于HJ298—2019表3中15個(gè)的限值。

此外，根據(jù)《固體廢物浸出毒性浸出法逆轉(zhuǎn)法》(GB5086.1—1997)，將90個(gè)固體廢物樣品全部粉碎，分成大樣，按GB5086進(jìn)行預(yù)處理。測(cè)試結(jié)果表明，大樣本的pH值為7.86，在《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值6以內(nèi)。綜上所述，該企業(yè)產(chǎn)生的廢水處理污泥鈦石膏固體廢物可判定為I類一般工業(yè)固體廢物。

四。結(jié)論

(1)參考《固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)通則》(GB34330—2017)、《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)、《危險(xiǎn)廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》(HJ298—2019)、《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術(shù)規(guī)范》(HJ/T20—1998)。

(2)在我國尚未建立一般工業(yè)固體廢物技術(shù)規(guī)范的情況下，積極研究廢物產(chǎn)生行業(yè)中一般工業(yè)固體廢物的分類和判別方法具有重要意義。同時(shí)，《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿對(duì)ⅰ類、ⅱ類一般工業(yè)固體廢物的分類貯存、處置提出了明確的防滲要求。因此，為后續(xù)廢棄物行業(yè)的科學(xué)合理儲(chǔ)存和處置提供了重要的技術(shù)支持。(來源:中鋼馬鞍山礦業(yè)研究院有限公司、華為金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家項(xiàng)目、金屬礦山安全健康國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

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標(biāo)簽:  鈦白粉行業(yè)污泥一般工業(yè)固廢屬性鑒別