危险废物有机质含量快速预测方法的探讨

(整期优先)网络出版时间:2023-01-07
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危险废物有机质含量快速预测方法的探讨

郑峰,谢商贵,何辉,李玉辉

(山东中滨环保技术有限公司,山东,滨州 257000)

摘要:危险废物柔性填埋处置生产中,根据《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2019)规定:进入柔性填埋场的危险废物有机质含量应小于5%。现在使用的检测方法为《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2019)规定的《固体废物 有机质的测定 灼烧减量法》(HJ761)。此方法耗时较长,严重影响了实际运营中的生产效率,因此,在实际日常生产运营过程中,需要寻找一种简便快捷的检测方法对废料有机质进行检测。文章通过对行标实验方法与快速预测方法的对比实验,阐述各自的优点和不足,为实际生产运营提供借鉴。

关键词:危险废物;有机质;快速预测

1.分析比较危险废物有机质测定方法的意义

有机质含量为危险废物进入柔性填埋场的一项重要指标,根据GB18598-2019规定,进入柔性填埋场的危险废物有机质含量应小于5%。根据《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2019)规定:危险废物有机质含量的测定参照《固体废物 有机质的测定 灼烧减量法》(HJ761)执行。然而在危险废物实际生产过程中,当运输危险废物车辆到厂后,处置单位需要对危险废物进行快速的毒性筛选(指纹分析),以初步判定该批物料的处置方向(焚烧、刚填、柔填或者物化等),如果样品检测要等待8h,甚至更多的时间,会给后续的入厂核准、卸车、分拣、配伍等一系列工序造成影响,势必会造成车辆积压、工序滞后等,不利于生产正常开展。鉴于以上原因,一种快速预测危险废物有机质含量的方法亟待研究,以适应危险废物连续不间断作业的实际需求,减少危险废物车辆滞留时间,提高实际作业效率,具有较强的实际指导意义。

2.实验材料与方法

2.1实验材料

为保证实验结果与实际运营生产相符,根据危险废物柔性填埋处置废料收料情况,选取日常收料中常见的五种危险废物进行对比实验,分别选取废催化剂、酸污泥、废白土、污泥和废活性炭五种常见危废进行对比实验。

2.2实验步骤

《固体废物 有机质的测定 灼烧减量法》(HJ761)主要步骤为:1、按照HJ/T20方法取样,将样品自然风干。2、将样品研磨至通过0.25mm孔径筛、混匀。3、称取1g试样平铺在已经烘至恒重的30mL瓷坩埚中,将瓷坩埚放在干燥箱中于105±5℃烘干2h,取出称量后再次烘干,直至恒重。4、取烘干的试样0.5g平铺在已经烘至恒重的30mL瓷坩埚中,将瓷坩埚放在马弗炉中于600±20℃烘干3h,取出称量后再次烘干,直至恒重。5、计算公式w% = [(m0-m1)/m]×100。其中m0为坩埚与烘干样品的质量,g;m1为坩埚与烘干样品灼烧后的质量,g;m为烘干样品的质量。

危险废物有机质含量快速预测方法的主要步骤为:1、按照HJ/T20方法取样,将样品按照四分法混匀缩分至50g左右。2、用固体水分快速检测仪器(如MA35型号)对待测危废进行水份检测,检测时间约为10分钟,得出样品含水率结果为x%。3、称取1g左右待测试样(准确至0.0001g),试样重量记m1。将试样平铺在已经烘至恒重的30mL瓷坩埚中(称重准确至0.0001g,空坩埚重量记m0),将坩埚盖盖在坩埚上,并留一条缝隙。将瓷坩埚放在功率为1kw的小型实验电炉上。通电后将电炉功率在1分钟内调至最大,并保持15min。4、关闭电炉开关,稍冷却后取下坩埚,将坩埚放置于干燥器内冷却至室温后称量,记坩埚和灼烧完毕试样的总重m2(准确至0.0001g)。5、试样有机质计算公式为w%={[m1×(1-x/100)]+m0-m2}×100 /[m1×(1-x/100)]。

3.实验结果与分析

3.1实验结果

表1.行标法测定有机质测定数据

测定次数

废催化剂

酸污泥

废白土

污泥

废活性炭

1

7.19

16.35

36.29

47.67

92.3

2

7.56

17.27

37.02

45.99

91.99

3

7.32

16.53

36.32

47.32

93.26

4

7.06

16.88

37.11

47.52

91.87

5

6.98

16.02

35.90

47.93

91.86

6

7.01

15.96

36.12

46.99

93.06

7

6.82

16.32

36.55

47.90

92.66

8

7.22

16.52

36.66

46.53

92.78

9

7.32

15.93

35.99

47.30

91.56

10

6.32

16.01

36.50

48.02

93.06

平均值

7.08

16.38

36.45

47.32

92.44

标准偏差

0.34

0.44

0.41

0.66

0.60

相对标准偏差

0.32

0.42

0.39

0.62

0.57

由表1可知,根据行标法,即固体废物 有机质的测定 灼烧减量法》(HJ761)所得实验结果,有机质含量平均值为废催化剂7.08,酸污泥16.38,废白土36.45,污泥47.32,废活性炭92.44,标准偏差分别为废催化剂0.34,酸污泥0.44,废白土0.41,污泥0.66,废活性炭0.60,相对标准偏差分别为废催化剂0.32,酸污泥0.42,废白土0.39,污泥0.62,废活性炭0.57。

表2.快速预测有机质测定数据

测定次数

废催化剂

酸污泥

废白土

污泥

废活性炭

1

7.00

17.03

38.01

47.67

92.3

2

5.15

20.01

39.8

50.34

97.77

3

4.96

17.21

40.06

44.72

96.91

4

6.23

18.30

35.62

44.69

94.36

5

3.86

16.36

36.99

47.93

93.06

6

7.33

17.33

37.52

45.03

92.01

7

6.26

19.36

35.03

46.35

90.36

8

5.23

16.25

37.63

45.06

89.63

9

4.63

15.96

34.96

50.06

95.55

10

6.93

18.36

35.25

49.36

93.66

平均值

5.76

17.62

37.09

47.12

93.56

标准偏差

1.16

1.36

1.88

2.26

2.66

相对标准偏差

1.10

1.29

1.78

2.14

2.52

由表2可知,根据危险废物有机质含量快速预测方法所得实验结果,有机质含量平均值为废催化剂5.76,酸污泥17.62,废白土37.09,污泥47.12,废活性炭93.56,标准偏差分别为废催化剂1.16,酸污泥1.36,废白土1.88,污泥2.26,废活性炭2.66,相对标准偏差分别为废催化剂1.10,酸污泥1.29,废白土1.78,污泥2.14,废活性炭2.52。

3.2结果分析

表3.行标法与电炉快速测定法测有机质结果对比

方法

废催化剂

酸污泥

废白土

污泥

废活性炭

行标法测有机质结果(%)

7.08

16.38

36.45

47.32

92.44

电炉快速测定有机质结果(%)

5.76

17.62

37.09

47.12

93.56

绝对误差

-1.32

1.24

0.64

-0.2

1.12

相对误差(%)

-18.65

7.57

1.76

0.42

1.21

由表3可得出结论,行标法与危险废物有机质含量快速预测方法所得出的结果偏差分别为,绝对误差废催化剂-1.32,酸污泥1.24,废白土0.64,污泥-0.2,废活性炭1.12,相对误差废催化剂-18.65%,酸污泥7.57%,废白土1.76%,污泥0.42%,废活性炭1.21%。

4.两种检测方法的对比分析

行标法主要缺陷为耗时较大,不适用于实际生产。按照HJ761方法对样品进行检测,其检测主要耗时统计如下:1、样品自然风干3~5天。2、样品的研磨过筛混匀30min。3、试样的烘干2h。4、样品的灼烧4h。总的检测时间约为8h(不计算样品风干的时间3~5天)。

而危险废物有机质含量快速预测方法则可在检测结果偏差不大的情况下,大大节省检测时间。采用电炉法快速检测方法后,总的检测时间缩短至30min左右,通过对比实验的两组数据可以发现:用电炉法快速检测的有机质含量与质量法检测的有机质含量相对误差在±20%内,可以用电炉快速检测方法作为一种危险废物有机质快速预测方法,来初步判断危险废物中有机质含量,适应危险废物连续不间断作业的实际需求,减少危险废物车辆滞留时间,提高实际作业效率,具有较强的实际指导意义。

参考文献:

[1] 《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2019

[2] 《固体废物 有机质的测定 灼烧减量法》(HJ761)

[3] 华国栋,熊燕梅,辛琨,廖宝文,生农,姜仲茂.红树林土壤盐分测定的几种方法比较[J].林业科技通讯,2022(01)

[4] 曲祖斌,王蕾.土壤水溶性盐测定方法比较分析[J].化工管理,2019(12)

[5] [1]康文靖,彭润英,蒋端生,康端喜.有机质四种检测方法的比较及影响因素研究[J].湖南农业科学,2010(13)