加里·赫伯特和伯纳德·弗里特有毒回收系统国际
概述
安全可靠地处理有毒化学废物是许多行业面临的主要问题之一。公众对各种化学污染物影响的日益关注，促使政府实施严格的环境立法，这是新的，促使这些行业认真重新评估其废物管理战略和选择，以及与目前做法相关的责任和未来成本。
在大多数工业化国家，特别是在北美，环境立法的一个突出特点是强烈反对继续处置土地雷竞技手机版app有毒废物．意识到所有的土地处置场所都有泄漏，唯一的问题是砍伐多少和多快的问题，已经导致土地倾销受到经济和法律的限制，对大多数行业来说，这不再是一个可行的解决方案废物管理问题．
在美国，它们尤其依赖地下地下水，《资源保护和恢复法案》等立法，在加州65号提案等更严格的地方执法指令的支持下，甚至限制了少数几个可接受危险废物的处置地点，迫使成本上升，责任增加。由于这些压力，许多行业，特别是生产重金属的行业废物流包括印刷电路板、半导体制造商和金属精加工商，都在寻求替代的废物管理策略，目前采用了两种主要途径;
*尽量减少废物，包括工厂内的改变，使用更有效的冲洗方法，并在可能的情况下改用更容易处理废物的工艺化学物质
*零污泥，资源回收废物管理技术，现在已经成熟，并迅速取代传统的“污泥”处理工艺
背景
航空科学公司是数据设计实验室的一个部门，为他们的阿纳海姆设施考虑了各种废物管理替代方案。他们决定采用TRSI的最小排放方法，原因如下:
航空科学公司想要一种新的处理系统，它在几年内不会过时。考虑到在20世纪90年代的某个时候，监管趋势肯定是强制规定最低排放量，从长期来看，最低排放量是唯一有意义的方法。管理层认为，这种远见卓识将给航空科学公司带来巨大的竞争优势。设施副总裁Mark Kcwalski说:“当其他人都在努力追赶时，我们会让它运行起来。”
该系统的经济性也给该公司留下了深刻印象。与其他方法相比，这种方法在成本上具有竞争力，即使不考虑成本的上升污泥处置，水和污水的使用。考虑到这些因素，该公司显然会通过采用最低排放路线来节省资金。
此外，航空科学公司认为，该系统将为客户、供应商、政府和社区提供积极的公关服务。人们会看到，该公司投资了一套最先进的处理系统，可以回收其过程，而不是产生有害废物。他们还知道，在其他公司可能不得不暂时关闭的情况下，该公司将能够在严格的环境法规面前运行。事实上，新的废物处理系统得到了奥兰治县环卫区以及其他相关机构的大力支持。作为DOHS示范重要新兴减废技术项目的一部分，加利福尼亚州卫生服务部替代技术科为该装置提供了部分资金。
最重要的是，该制度实际上消除了责任问题。Kdwalski先生说，“最大的优势是，我们将免除公司每次将产品运出工厂进行场外处理时所面临的巨大责任。”
系统概述
TRSI开发的废物处理系统如图1所示。该系统允许Aeroscientific从工艺废料和漂洗中回收螯合铜(包括edta螯合铜)、未螯合铜、锡和铅。该工厂采用离子交换和电解回收相结合的定制设计，能够始终满足加利福尼亚州奥兰治县严格的排放要求，金属被回收成片状(约一平方码大小)，可以出售或与其他无害废物一起安全处理。此外，高达90%的工厂工艺水被回收到生产工艺中作为高纯脱除水离子水．对每个系统组件的讨论如下:
离子交换
离子交换在将溶解的金属还原到极低浓度水平方面的优越性能早已得到认可。金属在离子交换柱中被塑料树脂珠捕获，塑料树脂珠专门用于吸引和保存特定的金属物种。从色谱柱排出的液体通常含有小于0.5 ppm的有毒金属。
当金属柱饱和，耗尽其吸引和容纳更多金属的能力时，用合适的酸、碱或盐水溶液(洗脱液)冲洗金属柱即可再生。这种溶液将树脂珠恢复到原来的状态，并以溶解的形式从柱上去除金属。所产生的溶液(洗脱液)比进水的废液浓缩得多，是通过电解进一步处理的理想选择。
离子交换应用于稀释废水是最有效的。它被用于航空科学处理金属轴承冲洗流和某些计量浴倾倒。这些流被预处理，为离子交换过程．过滤后的流程流通过离子交换柱，两个串联操作。第一列作为金属收集器。如果第一根柱子饱和，穿过第一根柱子的金属将被第二根或“保护”柱子捕获。
电解复苏
电解回收转换有毒金属在溶液中变成无害的元素形式。带正电的金属离子被吸引到带负电的阴极上，在阴极上被还原，在那里它们被制成金属板或薄片。在航空科学公司，平面阴极被使用，生产金属板，可以通过简单地弯曲阴极轻松去除。这些金属薄片可以方便地储存、运输和处理。阴极可以重复使用。
浓缩浴堆(金属浓度高于1克/升)直接通过电解处理。其他含金属废料流首先被引导到离子交换和由此产生的洗脱液通过电积处理。
电毒素处理的主要优点是大部分金属废物被转化为金属片，可以出售或与其他无害废物一起安全处理。然而，它不像离子交换那样有效地将溶解的金属降低到低水平。通过将电积后的剩余溶液引导回离子交换进行进一步处理，从而“闭合循环”，克服了这一限制。
两种类型的电解电池被使用:非膜电池用于大多数应用，膜电池用于阳极氧化过程干扰的应用金属回收的过程。
未螯合铜体系
该系统处理约30立方英尺/年的未螯合铜废水，每天可回收高达13公斤的金属。该工艺采用非膜电积池直接从浓度高于1 g/L的浴堆中回收铜。阳离子交换树脂用于捕获铜弗兰冲洗和剩余的浴转储。树脂用酸再生，得到浓缩的铜溶液。铜随后通过电解从浓缩溶液中除去。该系统设计的一个关键特点是80%的酸被重复使用。其好处包括降低了废水中的TDS，并降低了购买和处理酸的成本。在通电后，剩余的金属废料被引导回离子交换进行进一步处理。
螯合铜体系
该系统处理约15 gpm的螯合铜废料流(包括edea螯合铜)，并回收高达7公斤/天的金属。它采用膜电解槽直接从浓度大于1 g/L的浴堆中回收铜。一个阴离子交换树脂用于捕获螯合铜脆弱漂洗。树脂用盐水再生，得到浓缩的铜溶液。铜是用电解法从浓缩溶液中除去的。
锡/铅系统
该系统处理约20 gpm的tiiylead废物流，并回收高达3公斤/天的金属。该过程类似于上述未螯合铜的过程。
去矿化作用系统
该系统使Aeroscientific回收高达90%的过程。水回到制造过程中作为高纯度的去离子水。进水由新鲜的城市水和处理过的废水混合而成。这种组合流经过预处理，然后被引导到混合离子交换过程中，去除剩余的溶解盐。
排放控制系统
由于脱矿系统可回收高达90%的工厂工艺用水，剩余的少量废物可以批量收集。因此，可以对废水进行充分检测，如有必要，可以在排放前进一步处理。
过程控制
整个系统基于分层方法，其中三层技术集成到整个处理系统中，如图2所示。首先，分布式过程控制系统是将各个组件子单元网络连接起来的废物管理系统如pH值控制、离子交换控制、槽位控制等。接下来是恢复/治疗过程本身。最后一层是监测系统，它控制处理系统的性能和工厂废水的排放保证
这种方法使系统操作简单。整个过程是自动监控、记录和控制的。操作人员可以从中央控制台或本地控制单元运行系统。由于分布式控制，即使中央控制单元断开连接或出现故障，每个本地单元仍将继续工作，废物处理系统也将继续工作。该系统还包括用于远程诊断和程序维护的调制解调器。
废水处理/金属回收系统
表1
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图2:三层方法
分布式过程控制系统(将处理系统组件连接到中央监控站)
分离废物流的选择性回收过程(使用协同技术组合)
过程监测和排放控制(在线化学分析仪监测回收过程性能和排放前的废水)
安装和启动
1988年6月开始安装，四个月完成。废物处理区域准备并涂上耐化学腐蚀的乙烯基酯。只有在涂层固化后，设备才被带到现场。Aeroscierrtific和TRSI都监督了安装。水管工和电工在12周内工作了大约2000个小时。
安装时间与自动电镀线的启动相匹配。废物处理系统在TRSI监督下以手动模式启动。在此期间遇到了一些小故障，这在这种规模的项目中很常见。这些问题很快得到解决。该系统在没有重大生产中断的情况下发展到完全自动化的能力。
运营经验
加州卫生服务部替代技术部门目前正在对该系统进行经济和性能评估。这项研究的数据将在会议上公布。
回收机遇与案例研究
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