核科学技术已广泛应用于工业、农业、医学、军事等多个领域，给人们的生产、生活带来了巨大的便利和利益，同时也对人们的健康、环境的安全和子孙后代的发展产生着重要影响，核安全已成为人们普遍关注的话题，前不久发生的日本福岛核事故又让人们对核安全产生了更多忧虑。核科学技术开发利用过程中会产生大量的放射性废物，放射性废水进入环境后造成水和土壤污染并可能通过多种途径进入人体,对环境和人类造成危害。

2.目前国内处理方式

因此，世界各国高度重视放射性废水处理技术的发展和应用。放射性废水的主要去除对象是具有放射性的重金属核素，目前常用的处理技术包括化学沉淀法、离子交换法、吸附法、蒸发浓缩、膜分离技术、生物处理法等。

3.未来等离子系统应用场景

俄罗斯科学家试验了一种新的低中放射性核废料处理方法，这一方法可称为等离子法。专家计划未来为俄罗斯大部分核电站安装这一装置。其技术原理是在1800摄氏度的浓缩盐溶液中处理液体废料，即将盐浓缩液在高温熔融状态下注入金属桶，冷却后变成玻璃状单体浇铸物。新方法的优点是对人和环境更加安全。乌瓦罗夫分析称，等离子技术能将放射性废料变成玻璃状废渣，同时使其体积大大缩小，很容易长期安全存储。乌瓦罗夫表示，这种装置使用成本相对较低，且只需维护人员在安全区域的最小化维护。经处理后，每一千吨放射性废水可浓缩装进一个包装桶。冷却的盐浓缩液可以在这种状态下储存300年，之后大部分放射性同位素将不再具有危险性。

海军舰艇远航训练期间会产生大量的垃圾，全都堆在舰上等靠岸后再行处理显然不可取。以中国航母为例，该舰载员3500人，远洋航行时就如同一座移动城市，每天制造的垃圾不仅数量大，品类还十分繁多——厨余垃圾、废纸、塑料、金属、油料、油漆、医疗废品等等，只厨余垃圾一项“日产量”就达250公斤左右。、

目前美国军舰已经列装加拿大PYR公司的等离子弧废物销毁系统（PAWDS），被美国海军公认为市场上首屈一指的船上废物处理技术，是一种易于操作的高温等离子体废物处理系统。凭借一键式快速启动和关闭功能，PAWDS 能够以最小的隔离有效地销毁可燃废物，如纸张、塑料、食品、油性碎布。还可以添加加法器模块以破坏废油。

PAWDS的标准容量为200公斤/小时，但可以适应各种能量回收方式，并且易于向上扩展游轮，向下扩展护卫舰和驱逐舰，PAWDS已获得劳埃德船级社的MED型式批准，用于处理固体废物和污泥油，证实了其作为市场标准的地位。

2. 等离子弧废物销毁系统好处：

• 紧凑型设计：新造船和改造的投资回报率令人印象深刻
• 全自动/水手友好，人力少
• 快速启动和关闭（无耐火材料/砖）
• 没有可见的羽流或热特征
• 可靠 – 安全，无火灾风险

科学家们已经建立了完善的等离子冶炼理论，解决了一系列涉及工业推广应用的实践问题。在金属的纯洁度、夹杂分布、晶体组织结构等方面，等离子技术与电渣重熔、激光和电子束重熔、真空感应熔炼等技术不相上下，在一些领域甚至有独特作用。

在真空冶金工艺装备中，等离子冷床熔炼技术工艺在大型金属铸锭、板坯（如钛合金、特殊钢）等制备中作用尤为重要，国内大型钢铁制造企业和科研单位引进了美国Retech公司和德国ALD公司的等离子冷床炉，等离子枪的总功率已达3300MW，最大钛锭超过7吨。

等离子冷床熔炼对于去除高、低密度夹杂物的效果显著，但工艺开发难度大、生产成本高、稳定性差，抑制了等离子冶炼技术的快速发展。此外，大功率等离子枪对氦气的使用量大，对气体提纯和回收装置的建立又提出了新的要求。随着技术的发展，等离子冶金技术再次回到人们的视野。

• 电弧等离子冶炼的几个基本特点
• 对金属的氧化、还原及合金化作用
• 提高传热方式及效率
• 对物质交换和化学反应的作用
• 对熔体的提纯
• 对非金属夹杂物的清除
• 建立化学真空气氛
• 利用氮气直接对金属进行合金化
• 工艺适用性及扩展性强

电弧等离子冶炼工艺这些特点使它能够极大地加快热传导、物质交换和化学反应过程，从而强化冶炼过程。以这种方式利用气体，对于冶金领域有关气体作用的常规观念应该说是一种有意义的突破。电弧等离子冶炼工艺具有很强的兼容性，能够与其他冶炼工艺结合使用，例如等离子电渣工艺、等离子感应重熔工艺等等。这些特点使等离子重熔工艺能够发挥拾遗补缺的作用，特别是在冶炼难熔金属、培养难熔金属单晶体、精炼活泼金属、回收利用贵重金属等方面，具有难以替代的作用。随着对等离子技术的进一步研究和开发，相信它将在解决更多复杂问题时发挥积极作用。

由燃料(主要是煤)燃烧过程中排出的微小灰粒。其粒径一般在1～100μm之间。又称粉煤灰或烟灰。由燃料燃烧所产生烟气灰分中的细微固体颗粒物。如燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰。飞灰是煤粉进入1300～1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。由于表面张力作用，飞灰大部分呈球状，表面光滑，微孔较小。一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连，成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子。飞灰的化学组成与燃煤成分、煤粒粒度、锅炉型式、燃烧情况及收集方式等有关。飞灰的排放量与燃煤中的灰分直接有关。据我国用煤情况，燃用1t煤约产生250～300kg粉煤灰。大量粉煤灰如不加控制或处理，会造成大气污染，进入水体会淤塞河道，其中某些化学物质对生物和人体造成危害。

2.目前国内的处理方法

（1）安全填埋法。经过适当处置后进入危险废物填埋场进行最终处置；安全填埋法是将焚烧飞灰在现场进行简单处理后，送入安全填埋场填埋处理的方法，这是目前焚烧飞灰处理安全可靠的手段之一。但安全填埋场的建设和运行费用居高不下，垃圾焚烧处理厂难以承受，同时也不能达到减容化和资源化的目的，因此今后会逐渐减少该方法的应用。

（2）固化稳定化。水泥固化、沥青固化、熔融固化技术、化学药剂固化稳定化等，经过飞灰固化稳定化设备处理后的产物，如满足浸出毒性标准或者资源化利用标准，可以进入普通填埋场进行填埋处置或进行资源化利用；固化/稳定化-填埋技术是指将飞灰中有毒有害组分包容覆盖起来，或者使其呈现化学惰性，然后进入填埋场进行填埋。固化/稳定化处理的目的，是使危险废物中的所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，以便运输、利用和处置。

（3）将飞灰中的重金属提取。酸提取、碱提取、生物及生物制剂提取等，经过重金属提取后的飞灰和重金属可以分别进行资源化利用。上述飞灰处理方法中的大部分已经实际应用于生活垃圾焚烧厂，并取得一定的效果。

（4）资源化法。飞灰的主要成分属于CaO-SiO2-A12O3-Fe2O3体系，与常用的 掺合料高炉矿渣、粉煤灰等辅助性胶凝材料组分非常接近，因此不少学者、研究者、实践者展开用飞灰取代部分胶凝材料的研究及应用。

3.等离子气化技术处理飞灰

等离子体高温熔融技术处理中试设备，设计处理能力为 2~3 t/d，飞灰处理工艺流程是：采用直流电弧等离子火炬和焦炭对熔融炉进行预热，当炉内温度上升至 1 250 ℃后，利用螺旋给料机将垃圾焚烧飞灰和焦炭、助熔剂等辅料投入熔融炉内。飞灰和助熔剂在炉内熔融成液态，熔渣通过炉底部排渣口流出，经水淬急冷形成玻璃体。高温尾气经过脱硝、急冷、中和、吸附、布袋除尘等净化处理后达标排放。

“电子废弃物”又称“电子垃圾”，（英文e-waste、waste electronic equipment）。废弃不用的电子设备都属于电子废弃物。电子废弃物种类繁多，大致可分为两类：一类是所含材料比较简单，对环境危害较轻的废旧电子产品，如电冰箱、洗衣机、空调机等家用电器以及医疗、科研电器等，这类产品的拆解和处理相对比较简单；另一类是所含材料比较复杂，对环境危害比较大的废旧电子产品，如电脑、电视机显像管内的铅，电脑元件中含有的砷、汞和其他有害物质，手机的原材料中的砷、镉、铅以及其他多种持久性和生物累积性的有毒物质等。

2.目前国内的处理方法

（1）化学处理

电子废弃物的化学处理也称湿法处理，将破碎后的电子废弃物颗粒投入到酸性或碱性的液体中，浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤以及蒸馏等一系列的过程得到高品位的金属。但在化学处理的过程中要使用强酸和剧毒的氟化物等，会产生大量的废液并排放有毒气体，对环境产生的危害较大。

（2）火法处理

火法处理是将电子废弃物焚烧、熔炼、烧结、熔融等，去除塑料和其他有机成分富集金属的方法。火法处理也会对环境造成严重的危害。从资源回收、生态环境保护等方面来看，这些方法都难以推广。我国广东贵屿镇等采取的就是这两种对环境危害较大的处理方法，给当地的环境以及可持续发展带来了严重的影响。

（3）机械处理

机械处理 电子废弃物的机械处理是运用各组分之间物理性质差异进行分选的方法，包括拆卸、破碎、分选等步骤，分选处理后的物质再经过后续处理可分别获得金属、塑料、玻璃等再生原料。电子废弃物的拆卸通常是手工操作，以回收其中经过检测有用的电子元器件。但由于电子废弃物中电子元器件数量多，而且结合方式复杂，使得手工处理效率非常低。

（4）微生物处理

利用微生物浸取金等贵金属是在20世纪80年代开始研究的提取低含量物料中贵金属的新技术。利用微生物的活动使得金等贵金属合金中其它非贵金属氧化成为可溶物而进入溶液，使贵金属裸露出来以便于回收。生物技术提取金等贵金属具有工艺简单、费用低、操作简单的优点，但浸取时间较长。

• 等离子气化技术处理电子垃圾

等离子体气化处理技术是采用等离子火炬将废物加热至超高温,在超高温和反应活性粒子的作用下,废物分子被彻底分解成原子状态, 有机物分解为简单的气体分子形成合成气(主要为CO、H2),可用作燃料或化工原料;无机物熔融形成玻璃体炉渣(主要成分为硅酸盐和金属),可用于回收金属和建筑材料。相比于传统的热解气化处理方式,等离子体的高能量密度和高温使得废物反应速度很快,不依赖于自由基的存在,可以更有效的分解有机物而不产生二噁英,同时不存在飞灰,避免二次污染,最终实现有毒有害物质的完全无害化处理,废物破除效率高达99%以上。

随着社会经济的发展，医疗垃圾的种类越来越多，既包括使用完的医疗及防护器具，如医用口罩、手套、防护服、鞋套以及一次性的医疗器具等，还包括试剂瓶、药品包装袋、过期药品、生物组织等。

2.目前国内的处理方法

传统的处理方法有消毒填埋法、焚烧法、热解法。

（1）消毒填埋法虽然首先对医疗垃圾采取了消毒处理的措施，但往往处理不够彻底，填埋后占用较多的地下空间，随着时间的推移这些医疗垃圾中的有害物质仍然可能泄露出来，因此消毒填埋法的垃圾处理方式仍然存在造成土壤和水源污染的风险。

（2）焚烧法是将医疗垃圾放置在焚烧炉中，在大量氧气存在的条件下进行燃烧，形成大量SO2、NOx、HCl 及多环芳香族化合物等，焚烧飞灰中含有较多重金属和二噁英，对于医疗垃圾焚烧后的烟气需要采取一定的烟气净化措施，以免对环境造成二次污染。

（3）热解法处理医疗垃圾，是在无氧气或氧气含量极低的条件下进行的，将有机医疗垃圾加热到一定的温度使其分解转变为可燃的小分子气体，但对于无机医疗垃圾等无法处理。

3.等离子气化技术处理医疗垃圾

等离子气化技术是一种安全处理医疗废物的现代技术，同时它也是一种将有机废物转化为有用产品的环保技术。等离子气化技术具有较高能量，能够快速分解废弃物，从而产生小分子中间产物，其产生的可燃气体在二燃室完全燃烧，最后经过尾气净化后排放。等离子体技术传热传质速率快，产生二噁英较少，烟气净化简单，体积小，占地面积小，操作简单，欧美国家普遍在应用。

含油污泥是指混入原油、各种成品油、渣油等成分的污泥，是一类由油、水、固三相组成的复杂混合物，混合后变成难以处理的较稳定且流动性很差的悬浮乳状的污泥。高含水率、体积大、有毒有害成分含量高、热波性明显是污油泥的主要特点，污油泥包含大量的原油、固体悬浮物、细菌、盐类和腐蚀产物等

2.目前国内的处理方法

自20 世纪90 年代初，美国、德国等发达国家针对油泥处理进行了大规模的技术研究和设备开发，并制订了严格的法规，如1990年1 月，美国环保局就在资源保护和回收法令及危险和固体废物修正案上对污油泥进行特殊规定并提出技术处理标准。我国对油泥处理技术的研究起步晚于西方发达国家，目前现有的油泥处理技术与世界先进油泥处理技术存在着不小的差距。目前国内外处理油泥常见的技术大致可分为的技术大致可分为：萃取法、焚烧焦化法、生物法、调剖处理法、三相分离法、热解法等.

3.格灵迈等离子处理系统在处理油泥处理方面的应用。

格灵迈环境科技在油田污泥处理行业十五年以上的经验，开发了一套完整的含油污泥处理工业路线，包括对含油污泥的分选预处理技术，高效的原油回收工艺及物理除油及技术，磁场等离子裂解炉处理含油污泥技术，配套的完整的水处理回收技术和尾气吸附处理工艺技术，对含油污泥处理实现全方位的技术突破，产品处理含量＜3‰，日处理含油污泥量达300吨，污水排放为零，废气达标合格并减量排放。

其设计的气化裂解技术主要原理如下：含油污泥中的有机高分子在高温下自供热气化裂解，产生可燃气体与中低分子液相油类，并释放能量，从而创造经济价值；在处理油泥的过程中，可以混合干燥固体废弃物一起气化裂解，提高燃气质量，当油泥湿度过大时，产生的热值偏低气体可混合燃气，在灶台处混合后进行充分焚烧，释放大量热能，可以连接锅炉等设备进行利用。

含油污泥其主要处理过程如下：

（1）将含油污泥进行分选，去除石块等杂物

（2）部分含油量低的干燥污泥通过破碎后，进入等离子裂解炉。

（3）含油量高的污泥，在与水的混合下形成含油泥浆水，再通过格灵迈研发的原油回收设备与污泥除油设备，同配合格灵迈自研化学药剂配方，实现油水泥三相分离；泥通过压滤后，进等离子裂解炉处理，水通过格灵迈研发的污水处理工艺处理后回用，实验污水的零排放。

（4）含油污泥进入等离子裂解炉，发生如下反应

含油污泥升温至800℃，激发内部以原油为主的可燃物，形成活性物质，在炉体底部的等离子空气体流的作用下，发生氧化反应，生成小分子气体，如CO2，H2O等，同时发出大量热能。炉体气体再经过等离子辅炉，去除少量的VOC气体后，再通过气体净化系统处理后高空排放。炉子底部留下的残渣 可直接回归自然或者用于建筑行业原料。该处理技术成本低廉，操作简单，可以充分回收油泥中的石油烃类物，是一种适合中国国情的技术。

其主要的特点如下：

（1） 适用范围广泛

气化裂解技术可以同时处理油泥、生活垃圾、处理医疗垃圾等的废弃物。

（2） 处理规模灵活

气化裂解处理即可以大规模的建厂处理也可以满足就地、即时处理；可以满足在油泥产生的位置就地无害化处理，可以防止在油泥运输、堆放过程中产生污染。

（3）费用低廉

本技术采用了合适的工艺流程，设计了合理的气化裂解炉结构，在气化裂解炉制造的过程中，只需要常用的钢材焊接处理即可，不需要特效的耐热材料；在运行过程中，充分的运用了油泥中高分子有机质的热值，使其自供热气化裂解，只需要少量的天然气预热到设计温度后即可；燃烧灶产生的尾气经过尘降室、水喷淋等设备后，只需要简单处理，即可直接达标排放入大气中，本垃圾气化处裂解理设备成本和单纯处理过程的成本，均比垃圾焚烧低80% 以上。

（4）环保绿色

本技术从工艺设计上控制了部分污染物的产生，如“二噁英”。二噁英类物质生成要满足如下基本条件：

• 有苯环分子；
• 有氧原子参与反应；
• 氯原子参与反应；
• 金属颗粒(灰尘〉作催化剂；
• 适宜的温度，一般为250～650°气化裂解炉技术根据二噁英类物质的生成特点。

格灵迈科技采取了如下设计：

• 控制炉内温度在800-1200℃之间波动，减少二噁英的产生
• 增加等离子气化辅料，对产生的气体进行二次处理，使少量的二恶英类物质全部 氧化分解；

在处理尾气阶段设计了水喷淋，使尾气无法再合成二噁英类物质。