一、 項(xiàng)目背景

意大利最大的石油化學(xué)生產(chǎn)商埃尼集團(tuán)（ENI）于1999年關(guān)閉了位于意大利西北部山區(qū)的Cengio基地。該基地1882年建立，早期以生產(chǎn)炸藥為主，1919年前后轉(zhuǎn)產(chǎn)制藥中間體，1929年以后成為意大利國(guó)家化學(xué)公司（ACNA）的染料中間體生產(chǎn)基地，直到90年代，它一直是世界上高檔染料原料的主要供應(yīng)商，占有全球5%以上的份額。作為歐洲最后一個(gè)染料生產(chǎn)廠，它于1999年徹底停產(chǎn)。2000年12月4日，由意大利政府提供資助2500萬(wàn)歐元，開(kāi)始了為期8年的污染物清理和土壤恢復(fù)工作，治理總費(fèi)用達(dá)1.55億歐元。

土壤恢復(fù)是在完整的調(diào)研基礎(chǔ)上進(jìn)行的，他們將全部土地按照25×25米分成1000個(gè)地塊，從地面零到地下15米進(jìn)行取樣，每一樣品至少由3個(gè)不同類型的土壤層構(gòu)成，與260項(xiàng)主要工業(yè)污染物參數(shù)進(jìn)行比較，一共進(jìn)行了664,000次檢測(cè)。

污染物處理的核心則是將自1987年以來(lái)積存在廠內(nèi)的約45萬(wàn)立方米危險(xiǎn)廢物進(jìn)行干化深埋處置。1987年是歐洲的環(huán)境年，這一年，該廠所在的Bormida河谷被意大利環(huán)境部列為“高度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)”地區(qū)，原因是該廠的生產(chǎn)廢水直排Bormida河，嚴(yán)重污染了橫貫意大利北部全境的最大河流波河。從那一年起，生產(chǎn)所形成的廢水不再直排，而是經(jīng)多效蒸發(fā)成為濃縮液，分別儲(chǔ)存在總占地面積27萬(wàn)平方米、容積約50萬(wàn)立方米的10個(gè)大型水泥池中。

這批污染物構(gòu)成極為復(fù)雜，經(jīng)檢測(cè)，為以硫酸鹽、鈉鹽為主的有機(jī)物，總數(shù)在400-500種以上，其中含有大量致癌物質(zhì)。染料行業(yè)常用的中間體為二萘酚(ß-Naphol，分子式C10H4O，分子量144.17)，典型生產(chǎn)工藝是精萘磺化堿熔法，每噸產(chǎn)品需耗用大量硫酸和燒堿，因此廢水中有很高的鹽含量，生化降解極為困難，采用多效蒸發(fā)方法，也只能將其濃縮至含固率30%左右。

類似高含鹽的濃縮廢液在世界上一般都是采用專用焚燒爐進(jìn)行焚燒。除需添加大量燃料外，其環(huán)境排放存在較大變數(shù)。Cengio治理項(xiàng)目啟動(dòng)后，業(yè)主向某德國(guó)著名廠商訂購(gòu)的管式焚燒爐于2001年開(kāi)始陸續(xù)到貨，但因中試排放不合格，焚燒項(xiàng)目被意大利政府否決，業(yè)主不得不在全球范圍內(nèi)緊急尋找替代方案。也就在此時(shí)，VOMM公司的渦輪薄層干化工藝進(jìn)入了其視線。

由于含鹽量非常高，這種廢堿液有幾項(xiàng)特性：含固率30-35%時(shí)，它在常溫下為棕紅色液態(tài)；含固率50-60%，溫度為50-60度時(shí)仍為流動(dòng)性很好的液態(tài)，但常溫時(shí)為粘稠液態(tài)，有結(jié)晶生成；干燥至90%、溫度為90度時(shí)仍有粘性，常溫下為固體硬塊；只有干燥至含固率98%以上、常溫下為有流動(dòng)性的固體粉粒�；�于鹽分難失水的特性，采用常規(guī)干燥機(jī)械（如帶式），很難將其水分降至20%以下。從這一點(diǎn)看，混合鹽分必須在較高的顆粒溫度下，才能實(shí)現(xiàn)最后一部分水的脫除，而這些鹽分有很高的磨蝕性，它除了對(duì)干燥工藝的換熱有較高要求外，也對(duì)設(shè)備的耐磨損和機(jī)械可靠性提出了挑戰(zhàn)。

其時(shí)，在埃尼集團(tuán)的拉文納（Lavenna）基地已有一套VOMM公司的干化設(shè)備，用于處理該基地（主要是SBR橡膠生產(chǎn)裝置和煉油）污水處理廠所產(chǎn)生的活性污泥。在VOMM實(shí)驗(yàn)室的小型工業(yè)機(jī)上測(cè)試表明，渦輪薄層工藝可以實(shí)現(xiàn)堿液的濃縮，但持續(xù)性、大規(guī)模的深度干燥尚需進(jìn)行進(jìn)一步的工業(yè)級(jí)認(rèn)定。為此，業(yè)主每天將50噸的廢液用槽車從意大利西海岸到東海岸，運(yùn)距400多公里，堅(jiān)持做了兩個(gè)月的試驗(yàn)，從而最終確認(rèn)了這種工藝的可行性。

埃尼集團(tuán)SYNDIAL公司（負(fù)責(zé)集團(tuán)內(nèi)污染治理的分公司）于2001年底最終確認(rèn)了訂單，設(shè)備于2002年上半年陸續(xù)交付。干化工廠安裝在一座四層舊廠房?jī)?nèi)，VOMM提供一名技術(shù)指導(dǎo)，運(yùn)行由客戶人員負(fù)責(zé)，每周開(kāi)機(jī)5天，每天24小時(shí)，從2002年年底至2007年3月，在4年零4個(gè)月時(shí)間里，完成了全部污染物的干化處理工作。干化產(chǎn)品采用自動(dòng)打包機(jī)裝大袋儲(chǔ)存，每周從工廠開(kāi)出一列專列，載著約800噸干化產(chǎn)品駛往德國(guó)南部廢棄礦井深埋。

二、 項(xiàng)目的干化工藝構(gòu)成、能耗及其定位

由于污染物的特性使然，干燥難度較高，因此工藝采用濃縮和干燥兩級(jí)進(jìn)行。

在濃縮段，將污染物從含固率30-32%濃縮至50-55%。采用了2條濃縮線，工質(zhì)為8公斤飽和蒸汽，升水蒸發(fā)量的蒸汽耗約1.35公斤。蒸發(fā)所產(chǎn)生的氣相廢氣與濃縮液一起經(jīng)過(guò)一個(gè)氣液分離罐的分離，濃縮液用泵打入一個(gè)帶加熱保溫的中間罐，然后再通過(guò)泵向干燥器喂料。氣相廢氣經(jīng)過(guò)一個(gè)直接噴淋的冷凝塔，蒸氣冷凝為水，被送往污水處理廠進(jìn)行處理，廢氣則經(jīng)活性碳吸附排放。

在干燥段，將污染物從含固率50-55%濃縮至98-99%。采用了4條干燥線，工質(zhì)為導(dǎo)熱油，采用天然氣為燃料進(jìn)行加熱，干燥段的升水蒸發(fā)量?jī)魺岷募s為720 kcal。螺桿泵將中間罐含固率為50-55%的濃縮液泵送至干燥器入口，與經(jīng)過(guò)再加熱的工藝循環(huán)氣體一起進(jìn)入干燥器，干燥后的粉狀產(chǎn)品與工藝氣體一起離開(kāi)干燥器，經(jīng)過(guò)一個(gè)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣相分離，干產(chǎn)品得到收集，經(jīng)過(guò)一系列帶冷水夾套的螺旋輸送機(jī)冷卻，進(jìn)入一個(gè)產(chǎn)品罐，經(jīng)自動(dòng)打包機(jī)裝袋儲(chǔ)存。離開(kāi)旋風(fēng)分離器的廢氣經(jīng)過(guò)一個(gè)文丘里除塵器，首先將大部分粉塵除去，這部分粉塵經(jīng)過(guò)離心脫水重新回到濃縮段，經(jīng)過(guò)初步除塵的氣體再經(jīng)過(guò)一個(gè)渦輪冷凝器進(jìn)行冷凝，洗去細(xì)塵，并將水蒸氣冷凝為水，送往污水廠處理。廢氣經(jīng)活性碳吸附排放。濃縮段和干燥段的冷凝廢水均經(jīng)過(guò)板式換熱器進(jìn)行換熱冷卻，冷卻介質(zhì)為來(lái)自冷卻塔的冷卻水。

按照2004年的意大利物價(jià)水平，以電度單價(jià)0.18歐元、天然氣0.34歐元/立方米、人均年薪2.4萬(wàn)歐元計(jì)，該項(xiàng)目上處理一噸廢堿液的直接成本不到40歐元，考慮建設(shè)費(fèi)用折舊，總經(jīng)營(yíng)成本不到70歐元/噸，4年總營(yíng)運(yùn)費(fèi)用僅為3100萬(wàn)歐元。而如果焚燒處理，按歐盟類似危廢焚燒的收費(fèi)水平220歐元/噸測(cè)算，4年總營(yíng)運(yùn)成本可達(dá)9900萬(wàn)歐元，將占去該項(xiàng)目總預(yù)算15500萬(wàn)的64%。即便考慮運(yùn)輸和深埋成本，干化較焚燒有極大的費(fèi)用節(jié)約，這一點(diǎn)應(yīng)該是毫無(wú)疑問(wèn)的。

在該項(xiàng)目中，干化產(chǎn)品的干基低位熱值高達(dá)12000 kcal/kg以上，實(shí)可作為熱值非常高的“燃料”。但由于污染物構(gòu)成的復(fù)雜性，最終還是采用了礦井深埋的方法，從這一點(diǎn)反映了意大利環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)之嚴(yán)格。事實(shí)上，也正由于意大利在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)上的這種“保守性”，才使得廢物焚燒爐在亞平寧半島上寥寥無(wú)幾。在歐美的生活垃圾焚燒溫度普遍定為850度時(shí)，唯有意大利定為950度，這100度的溫差，足以使所有焚燒項(xiàng)目都具有更高的投資、更高的運(yùn)行成本。這也是意大利廢棄物焚燒始終難以形成氣候的根本原因。

對(duì)“禁燒政策”的對(duì)錯(cuò)不予置評(píng)，僅就化學(xué)、制藥、石化行業(yè)的廢液處理而言，本項(xiàng)目的成功之處在于，它以一種非常簡(jiǎn)單、可靠的工業(yè)手段——干燥，完成了廢液這種難處理危廢的最大化減量處理，在節(jié)能、環(huán)境安全和工業(yè)可靠性方面，完全實(shí)現(xiàn)了最初的目標(biāo)，成為繼焚燒、生化處理之外的另一種可選手段。

三、廢液/污泥干化在化工和制藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景

埃尼化學(xué)Cengio基地的廢液處理盡管是一個(gè)十分少見(jiàn)的個(gè)例，但該項(xiàng)目上所顯示出的污染物數(shù)量、濃度以及難點(diǎn)所在對(duì)化工制藥領(lǐng)域的廢液/污泥處理有重要借鑒意義。這是因?yàn)椋?/P>

首先，它一般是根本無(wú)法界定化學(xué)構(gòu)成的有機(jī)化學(xué)混合物，污染物濃度高，成分復(fù)雜，不可能進(jìn)行任何產(chǎn)品、原料級(jí)利用或回收，沒(méi)有任何可生化性，因此處置只剩下焚燒一途，焚燒則成本高昂，還面臨廢液焚燒的種種技術(shù)瓶頸（如結(jié)垢、粘壁等）；

其次，很多化學(xué)和制藥工業(yè)在化學(xué)品精制時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的堿液/鹽液和污泥，這些廢物普遍具有含鹽量高的特點(diǎn)；對(duì)其進(jìn)行濃縮和干化，具有難失水、高磨蝕性、換熱面易結(jié)垢等一系列問(wèn)題，一般中溫對(duì)流干燥手段無(wú)法提供所需的溫度，內(nèi)部水分難以失去；高溫對(duì)流干燥則可能在物料表面形成硬痂，使得內(nèi)部水分也難以析出；傳導(dǎo)干化所提供的溫度也難以提供充分的給熱強(qiáng)度，而鹽類的強(qiáng)磨蝕性足以使換熱面在幾個(gè)月內(nèi)報(bào)廢；

第三，廢液一般是由各種混合鹽類構(gòu)成的，有的可能還含油、烴、溶劑，可能在不同溫度下有不同的相態(tài)，產(chǎn)生不同的氣態(tài)伴生物，如果這些氣態(tài)物的閃點(diǎn)低，則還會(huì)給干化系統(tǒng)的安全帶來(lái)問(wèn)題，而油脂、鹽類本身在不同溫度段的相態(tài)變化，將給中間停機(jī)和冷態(tài)輸送帶來(lái)困難。如果干燥器工作原理不適合，產(chǎn)品在某個(gè)特定含固率下，可能因?yàn)椴徽�常停機(jī)或無(wú)法清空，而在干燥器內(nèi)或某些輸送位置上形成難以清除的結(jié)垢，就會(huì)使重啟十分困難。具體參見(jiàn)http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

針對(duì)以上可能出現(xiàn)的問(wèn)題，在渦輪薄層干化工藝的設(shè)計(jì)中做了多方面的考慮，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，最終按時(shí)達(dá)成了處理目標(biāo)，同時(shí)也充分展現(xiàn)了這種工藝的強(qiáng)大和適應(yīng)性。

在國(guó)內(nèi)，化工行業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量廢堿液，這是業(yè)界十分頭痛的難點(diǎn)廢棄物之一。高濃度廢堿液一直是嚴(yán)重影響污水處理廠正常運(yùn)行的主要污染物來(lái)源。

此外，在制藥行業(yè)，高危廢物的菌絲體的安全處置一直沒(méi)有得到重視。受到抗生素、疫苗等污染的菌絲體（包括廢棄的雞蛋液和蛋殼）如果被偷排到環(huán)境中，會(huì)嚴(yán)重污染地下水和周邊土壤，對(duì)環(huán)境造成不可預(yù)料的破壞。有類于化工行業(yè)的廢液，在國(guó)外菌絲體的安全處置一向也只有高溫焚燒。渦輪薄層工藝基于其獨(dú)特的給熱強(qiáng)度，開(kāi)發(fā)了高溫干燥滅菌的方法，可以對(duì)菌絲體進(jìn)行徹底滅活，這一工藝成為焚燒之外一種安全的處置方式，當(dāng)然，在成本上要比焚燒便宜得多。

來(lái)自化工、制藥企業(yè)的污水處理廠的污泥，有可能屬于危廢，除焚燒之外，干化可能是最安全、有效、廉價(jià)的減量方法。

隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保力度日益加強(qiáng)，化工、制藥企業(yè)的各種含水廢棄物大多尚未得到妥善處置，建立污泥的減量處理設(shè)施已經(jīng)被提上議事日程。根據(jù)國(guó)外的成熟經(jīng)驗(yàn)，熱干化減量是實(shí)現(xiàn)一些高含水、難點(diǎn)廢棄物最終安全處置的必經(jīng)之路。來(lái)源：意大利VOMM設(shè)備與工藝公司