一种烟花爆竹危险废物的处理方法及系统与流程

1.本发明属于环保技术领域，具体涉及一种烟花爆竹危险废物的处理方法及系统。


背景技术：

2.烟花爆竹危险废物主要是烟花爆竹生产企业生产过程中废弃、残留、掉落地面的废烟火药、废黑火药、废引火线、废果件、废礼花弹、废升空类火箭产品、其他废烟花爆竹制品以及废含药半成品；还包括以下各类：前处理经过“浸泡和沉淀”压滤出来的流质性废物，废水沟内含有的危险性废物残渣，废还原剂类烟花爆竹化工原材料(如：铝粉、铝镁合金粉、金属钛粉、硫磺等)，废氧化剂类烟花爆竹化工原材料(如：硝酸钾、硝酸钡、氯酸钾等)，烟花爆竹危险废物经过沉淀和浸泡后过滤产生的废水，烟花爆竹生产企业每天清洗地面的废水等；上述这些危险废物具有易燃、易爆、易反应等特性，处置不当，不光是会造成安全事故，如某次由于工作人员在装卸、搬运过程中因碰撞或摩擦引起黑火药爆炸、继而引起已经卸放到沟壑里的烟花爆竹燃烧爆炸事故，或是收购废品的人敲打曾经拌和药物的废弃铝盆想将余药除掉、余药因撞击被引燃爆炸事故，或如吸烟引燃废弃药物事故等等，还会造成环境污染。
3.烟花爆竹危险废物包括鞭炮类危废以及烟花类危废，鞭炮类危废药物分为三种，分别为：白色火药，引火线，封口药。“白色火药”：其主要成份是“高氯酸钾、铝粉和铝镁合金粉、硫磺粉”，其中：“高氯酸钾”是氧化剂，“铝粉和铝镁合金粉、硫磺粉”是还原剂；其特点是易燃、易爆炸，极其危险。
4.烟花类危废药物分“升空药”和“效果药(亮子)”，“升空药”的主要功能是将花炮射向天空，“升空药”是“黑火药”，也叫“军工硝”，其主要成份是“硝酸钾、硫磺、木炭粉”；其中：“硝酸钾”是氧化剂，“硫磺粉和木炭粉”是还原剂；其特点是易燃、易爆炸，极其危险。
5.现有的烟花爆竹危险废物处理技术就是让“铝粉和铝镁合金粉”不再有“易反应性”；让“高氯酸钾、硝酸钾”等氧化剂溶解于水，不再具有易燃易爆性了，“铝粉和铝镁合金粉”用氢氧化钠做催化剂，加热至60℃以上变成“氢氧化铝”，而不再具危险性。
6.如公告号为cn108787703b的一种烟花燃放废弃物的处理方法通过利用氢氧化钠处理，并结合温度控制，分解了烟花燃放废弃物中的高分子、大分子物质，并且有利于未燃烧的活泼金属溶出，比如提升了铜、镁、铝的溶出率，还有利于微生物的活性抑制，通过抗静电处理，能有效降低细浆的体积电阻或表面电阻，从而消除或降低静电危害，并且使得物料不发生反应，进而防止了超声处理过程中爆炸现象，进而有利于改善超声波提取效果，并且利用玉米淀粉吸附硝酸，进而强化硝酸与浆料的接触，再进一步地结合超声波提取工艺，缩短了工艺时间，提高了铜、镁、铝的回收利用率，通过利用壳聚糖处理，降低了杂质含量，有利于色素的脱除。
7.又如公告号为cn106269816b的一种生产烟花爆竹产生的余废药物处理装置，通过设计一种新型装置对余废药物进行处理。
8.上述现有技术由于没有形成良好的工业化处理方法，很多烟花企业积存了大量的
废物等待处理，给生产运转带来了很大的压力，且存在极大的安全、环境隐患。
9.因此，开展烟花爆竹危险废物的资源化治理研究，不但具有现实的经济效益，而且具有深远的生态和环境意义。


技术实现要素：

10.针对上述现有技术的不足，发明人提供一种烟花爆竹危险废物的处理方法，实现含铊污泥减量化、无害化的同时，达到资源化治理。
11.具体的，本发明涉及的技术方案之一是：
12.本发明提供的烟花爆竹危险废物的处理方法，包括前处理步骤、后处理步骤，前处理步骤中包括将烟花爆竹危险废物进行分类，根据烟花爆竹危险废物是否能够搬动进行分类，对分类后的废物进行不同处理。
13.前处理具体为：将烟花爆竹危险废物分为可搬动固体废物、不可搬动废物，可搬动固体废物的前处理包括以下步骤：a)浸泡，b)过滤，c)固液分离，形成废液、废渣待进入后处理步骤；
14.不可搬动废物的前处理包括以下步骤：a)冲洗，b)低温浸泡，形成废水待进入后处理步骤。
15.可搬动固体废物包括废礼花弹、废升空类火箭产品、其它废烟花爆竹制品、废含药半成品；
16.不可搬动废物包括掉落地面的废白色火药、废黑色火药、废引火线、废封口药。
17.后处理具体为：将前处理制得的废渣、废液、废渣分别处理，废渣的处理包括以下步骤：
18.a.向一号清洗池中加入一定比例的水和表面活性剂，根据要求加入废渣，搅拌均匀，制成废渣料浆，使吸附在废渣上面的“硫磺粉、木炭粉、废金属粉末”有效脱离；
19.b.将废渣料浆经超声波震洗及气浮处理，得到上液和含渣下液，上液成份主要是漂浮的硫磺粉、木炭粉、金属粉末，含渣下液主要是纸浆渣、泥、砂；
20.c.将上液泵入叶片过滤机中进行加热过滤，硫磺沉积在叶片过滤机的叶片上通过加热形成滤液从而被分离出来，进行资源化处理，滤渣为木炭粉、金属粉末再进行循环处理；
21.d.将含渣下液泵入压滤机进行过滤，过滤的滤渣加入二号清洗池，并进行气浮处理、超声波震洗，所得含渣液体泵入压滤机进行过滤，过滤后得到的滤渣进行重选分离，过滤后得到滤液回流泵入所述一号清洗池再进行循环处理，当“步骤a中的一号清洗池”中清洗水的“氧化剂(高氯酸钾或硝酸钾)”浓度达到5％左右时，经反渗透、蒸馏浓缩处理，使出水达标排放或回用标准，浓缩物干燥后资源化；
22.e.将含木炭粉、金属粉末的滤渣加入反应釜，加入一定比例的水，混合均匀根据要求依次加入氢氧化钠、双氧水以及高锰酸钾，在一定的温度和时间内进行充分反应，当溶液可观察到絮状物时停止搅拌，取沉淀物进行干燥处理后资源化，液体进行过滤得到木炭粉再资源化；
23.f.纸浆渣、泥、砂进行气浮处理后资源化。
24.优选的，所述表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠。
25.优选的，所述一号清洗池步骤b具体过程为：首先气浮清洗20分钟左右，然后超声波震洗20分钟左右，再次气浮清洗20分钟、超声波震洗20分钟，反复三次后再沉淀20分钟左右，得到上液和含渣下液。
26.优选的，所述叶片过滤机设有对滤液的加热层，可采用导热油加热，加热的温度为120-150℃。
27.优选的，所述二号清洗池步骤d中气浮处理、超声波震洗具体过程为：首先气浮清洗20分钟左右，然后超声波震洗20分钟左右，再次气浮清洗20分钟、超声波震洗20分钟，反复三次后再沉淀20分钟左右，得到上液和含渣下液。
28.优选的，所述步骤e中固液重量比为(10-50)：(90-50)，优选的为30：70。
29.优选的，所述步骤e的具体过程为：将木炭粉和金属粉末混合物加入反应釜中，加一定量水，向反应釜中加入少量的naoh作为催化剂，naoh用量为固体粉末重量的1-3％，再加入少量的双氧水(双氧水与水的重量比为1：1000)和高锰酸钾(与水的重量比为0.3：1000)作为氧化剂，在釜内物料温度30℃左右时即加入；再慢慢将物料温度升高，直至加热至80℃左右，保温并搅拌反应8-10小时，让铝粉和铝镁合金粉充分反应；分别变成氢氧化铝和氢氧化镁絮状物，沉淀后，木炭粉会浮在水上面，氢氧化铝和氢氧化镁沉淀下来。
30.优选的，所述步骤d中经反渗透、蒸馏浓缩处理具体过程为：判断废水、废液的来源，并且根据来源不同的废水、废液进行分开处理；首先，经反渗透出水达到排放标准进行排放，未达排放标准进行负压蒸馏脱水、结晶，加热至40-90℃(优选70℃)，抽负压至-0.03到-0.098mpa，优选负压为-0.07mpa，待视镜中没有水流出以后，用氮气泄压，关掉真空泵，取出反应釜中的结晶物，干燥后资源化，而蒸馏水、排放达标出水进入循环处理。
31.本发明涉及的技术方案之二是：
32.本发明提供的烟花爆竹危险废物的处理系统，包括前处理单元、后处理单元，后处理单元包括一次清洗单元、二次清洗单元、硫磺滤除单元、浓废水处理单元以及金属粉末处置单元，一号清洗池、一号压滤机、一号储水池，一号清洗池设置有气浮水洗装置、超声波震动清洗装置，一号清洗池的废渣料浆经气浮、震洗，下液进入一号压滤机过滤，滤水进入一号储水池，和/或返回一号清洗池；二次清洗单元包括二号清洗池、二号压滤机、二号储水池，一号清洗池的滤渣进入二号清洗池，经气浮、震洗，下液进入二号压滤机过滤，滤水进入二号储水池，和/或返回二号清洗池；；
33.硫磺滤除单元包括叶片过滤机、冷凝器、一号缓冲罐、水环式真空泵、二号缓冲罐、喷淋塔，依次管道连接；
34.浓废水处理单元处理一次清洗单元滤出浓水，包括反渗透装置、一号负压蒸馏装置，浓水经反渗透、负压蒸馏得到结晶物，反渗透装置排出淡水进行排放或循环使用；
35.金属粉末处置单元包括叶片过滤机、反应釜、三号压滤机、二号负压蒸馏装置，叶片过滤机、反应釜、三号压滤机依次通过管道连接，反应釜还与二号负压蒸馏装置管道连接。
36.优选的，叶片过滤机设有对滤液的加热层，可采用充有导热油的导热油腔体形成加热层。
37.本发明有益效果：
38.本发明处理工艺中前处理首先通过来源“鞭炮厂”和“烟花厂”的废水、废液进行分
开处理，能有效将高氯酸钾和硝酸钾彻底分开；通过烟花爆竹危险废物是否为可搬动固废进行分开浸泡处理，前处理大大提高“烟花爆竹危险性废弃物”在收集、储存、装卸、运输等过程中的安全性；前处理得到的废渣通过超声波震洗、气浮处理有效地分离出木炭粉、金属粉末，以及设置叶片过滤机对滤液的加热层，将硫磺有效处理，从叶片过滤机出渣口排出的木炭粉、金属粉末的加碱处理有效处理分别得到固体木炭粉、氢氧化铝和氢氧化镁粉末资源化，泥砂、纸浆也得到有效分离；前处理、后处理过程的废液、废水经循环处理及反渗透、蒸馏、浓缩处理出水达到排放标准，可循环再利用及排出。
39.总之，本发明提供的烟花爆竹危险废物的处理方法及系统，工艺简单，极大的提高了烟花爆竹危险废物无害化处理的效率及效果，在处理过程中没有任何有害物质的产生、不会造成环境的二次污染，大大扩展了回收烟花爆竹危险废物的应用范围。易操作、成本低、充分利用率高，具有很好的应用前景。
附图说明
40.图1是本发明的系统结构示意图；
具体实施方式
41.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
42.结合具体实例对本发明作进一步的说明，以下实例仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
43.本发明的一种典型实施方式中，提供一种烟花爆竹危险废物的处理系统，如图1所示；包括前处理单元(图中未示出)、后处理单元，目前前处理单元设置在烟花爆竹生产企业厂区内，后处理单元设置在处置中心，将“前处理”后的浸出废渣、浸出废液、洗地面的废水等全部运输至处置中心进行分开处理，后处理单元包括一次清洗单元、二次清洗单元、硫磺滤除单元、浓废水处理单元以及金属粉末处置单元，其中，一次清洗单元包括1#清洗池、1#压滤机、1#储水池，1#清洗池设置有气浮水洗装置、超声波震动清洗装置，1#清洗池的废渣料浆经气浮、震洗，下液进入1#压滤机过滤，滤水进入1#储水池，和/或返回1#清洗池；二次清洗单元包括2#清洗池、2#压滤机、2#储水池，1#清洗池的滤渣进入2#清洗池，经气浮、震洗，下液进入2#压滤机过滤，滤水进入2#储水池，和/或返回2#清洗池；
44.硫磺滤除单元包括叶片过滤机、冷凝器、1#缓冲罐、水环式真空泵、2#缓冲罐、喷淋塔，依次管道连接；
45.浓废水处理单元处理一次清洗单元滤出浓水，包括反渗透装置、1#负压蒸馏装置，浓水经反渗透、负压蒸馏得到结晶物，反渗透装置排出淡水进行排放或循环使用；
46.金属粉末处置单元包括叶片过滤机、反应釜、3#压滤机、2#负压蒸馏装置，叶片过滤机、反应釜、3#压滤机依次通过管道连接，反应釜还与2#负压蒸馏装置管道连接；
47.叶片过滤机设有对滤液的加热层，可采用充有导热油的导热油腔体形成加热层。
48.本发明的另一种典型实施方式中，提供一种烟花爆竹危险废物的处理方法，包括前处理步骤、后处理步骤，前处理步骤中包括将烟花爆竹危险废物进行分类，根据烟花爆竹
危险废物是否能够搬动进行分类，对分类后的废物进行不同处理。
49.前处理具体为：将烟花爆竹危险废物分为可搬动固体废物、不可搬动废物，可搬动固体废物的前处理包括以下步骤：a)浸泡，b)过滤，c)固液分离，形成废液、废渣待进入后处理步骤；
50.不可搬动废物的前处理包括以下步骤：a)冲洗，b)低温浸泡，形成废水待进入后处理步骤。
51.可搬动固体废物包括废礼花弹、废升空类火箭产品、其它废烟花爆竹制品、废含药半成品；
52.不可搬动废物包括掉落地面的废白色火药、废黑色火药、废引火线、废封口药。
53.后处理具体为：将前处理制得的废渣、废液、废渣分别处理，废渣的处理包括以下步骤：
54.a.向1#清洗池中加入一定比例的水和表面活性剂，根据要求加入废渣，搅拌均匀，制成废渣料浆，使吸附在废渣上面的“硫磺粉、木炭粉、废金属粉末”有效脱离；
55.b.将废渣料浆经超声波震洗及气浮处理，得到上液和含渣下液，上液成份主要是漂浮的硫磺粉、木炭粉、金属粉末，含渣下液主要是纸浆渣、泥、砂；
56.c.将上液泵入叶片过滤机中进行加热过滤，硫磺沉积在叶片过滤机的叶片上通过加热形成滤液从而被分离出来，进行资源化处理，滤渣为木炭粉、金属粉末再进行循环处理；
57.d.将含渣下液泵入压滤机进行过滤，过滤的滤渣加入2#清洗池，并进行气浮处理、超声波震洗，所得含渣液体泵入压滤机进行过滤，过滤后得到的滤渣进行重选分离，过滤后得到滤液回流泵入所述1#清洗池再进行循环处理，当“步骤a中的1#清洗池”中清洗水的“氧化剂(高氯酸钾或硝酸钾)”浓度达到5％左右时，经反渗透、蒸馏浓缩处理，使出水达标排放或回用标准，浓缩物干燥后资源化；
58.e.将含木炭粉、金属粉末的滤渣加入反应釜，加入一定比例的水，混合均匀根据要求依次加入氢氧化钠、双氧水以及高锰酸钾，在一定的温度和时间内进行充分反应，当溶液可观察到絮状物时停止搅拌，取沉淀物进行干燥处理后资源化，液体进行过滤得到木炭粉再资源化；
59.f.纸浆渣、泥、砂进行气浮处理后资源化。
60.本实施例的表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠。
61.本实施例的1#清洗池步骤b具体过程为：首先气浮清洗20分钟左右，然后超声波震洗20分钟左右，再次气浮清洗20分钟、超声波震洗20分钟，反复三次后再沉淀20分钟左右，得到上液和含渣下液。
62.本实施例的叶片过滤机设有对滤液的加热层，可采用导热油加热，加热的温度为120-150℃。
63.本实施例的2#清洗池步骤d中气浮处理、超声波震洗具体过程为：首先气浮清洗20分钟左右，然后超声波震洗20分钟左右，再次气浮清洗20分钟、超声波震洗20分钟，反复三次后再沉淀20分钟左右，得到上液和含渣下液。
64.本实施例的步骤e中固液重量比为30：70。
65.本实施例的步骤e的具体过程为：将木炭粉和金属粉末混合物加入反应釜中，加一
定量水，向反应釜中加入少量的naoh作为催化剂，naoh用量为固体粉末重量的1-3％，再加入少量的双氧水(双氧水与水的重量比为1：1000)和高锰酸钾(与水的重量比为0.3：1000)作为氧化剂，在釜内物料温度30℃左右时即加入；再慢慢将物料温度升高，直至加热至80℃左右，保温并搅拌反应8-10小时，让铝粉和铝镁合金粉充分反应；分别变成氢氧化铝和氢氧化镁絮状物，沉淀后，木炭粉会浮在水上面，氢氧化铝和氢氧化镁沉淀下来。
66.本实施例的步骤d中经反渗透、蒸馏浓缩处理具体过程为：判断废水、废液的来源，并且根据来源不同的废水、废液进行分开处理，由于“鞭炮厂”和“烟花厂”药物成份不一样，“鞭炮厂”药物为“白火药”，白火药中含高氯酸钾等，而“烟花厂”药物为“黑火药”，“黑火药”中含硝酸钾等，通过来源不同进行分开处理，才能有效将硝酸钾、硝酸钡与高氯酸钾、氯酸钾分离开来；首先，经反渗透处理，处理出水达到排放标准进行排放，未达排放标准进行负压蒸馏脱水、结晶，加热至70℃，抽负压至-0.07mpa，待视镜中没有水流出以后，用氮气泄压，关掉真空泵，取出反应釜中的结晶物，干燥后资源化，而蒸馏水、排放达标出水进入循环处理。
67.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。