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随着全球经济和科技的快速发展,电子垃圾污染已成为世界各国急需解决的重大环境问题。在电子垃圾拆解回收过程中,会不可避免地向环境中释放大量的毒害性污染物。近年来,国内外研究人员针对电子垃圾拆解地区的环境污染状况开展了大量的研究,并取得了一定的成果;但是,目前这些研究主要集中于电子垃圾拆解车间外的水体、大气和土壤环境中半挥发性有机物及重金属的研究,却很少涉及拆解车间内挥发性有机物(VOCs)的污染状况和水平方面的研究。但是在电子垃圾拆解过程中会释放出大量的VOCs,这些VOCs具有很强的毒性,它们可能会对车间内工人甚至拆解区附近的居民的生存环境以至人体健康产生一定的毒害作用。因此,了解电子垃圾拆解车间内不同拆解工艺排放VOCs的污染特征及其健康风险,研发安全高效的电子垃圾拆解车间内VOCs污染源排放消减控制技术具有非常重要的现实意义。本论文以广东省某电子垃圾拆解车间内排放的VOCs为研究对象,首先比较了不同电子垃圾拆解工艺车间内VOCs污染特征水平,评估了VOCs对车间工人可能存在的致癌和非致癌风险;在此基础上进一步开展了静电除尘-光催化氧化-臭氧深度氧化一体化工艺(EPO)以及生物滴滤塔-EPO(BTF-EPO)组合工艺净化车间内VOCs的中试研究。主要研究内容如下: (1)选取具有代表性的主要拆解工艺的10个采样点:机械拆解切割电脑的印制电路板组件(PCBAs)车间(MC),电烙铁拆解电脑PCBAs车间(ESI),小口径电吹风拆解手机PCBAs车间(SEBMP),大口径电吹风拆解手机PCBAs车间(LEBMP)及硬盘光驱PCBAs车间(LEBHD),电烤锡炉拆解电视机PCBAs车间(EHF-TV)、电源PCBAs车间(EHF-PS),旋转灰化炉拆解电视PCBAs车间(RI-TV)、硬盘光驱车间(RI-HD)及马达PCBAs车间(RI-MM)。开展了不同电子垃圾拆解工艺车间内VOCs污染状况比较研究,结果表明:所选取的电子垃圾拆解车间内均存在不同程度VOCs污染。不同拆解工艺车间内总VOCs(TVOC)的浓度遵循如下顺序:电吹风拆解工艺车间<电烤锡炉拆解工艺车间<<旋转灰化炉拆解工艺车间,而机械拆解车间和电烙铁车间及电吹风车间内TVOC浓度相近。同时还发现不同电子垃圾拆解车间内检测到的VOCs均主要包括芳香烃类、脂肪烃类、卤代烃类和含氮含氧类VOCs。随着拆解工艺温度的升高和拆解面积的扩大,相比于脂肪烃类VOCs,其他三类VOCs的浓度增加更为显著,其中芳香烃类VOCs含量一直最高。参照美国联邦环保署制定的标准方法对VOCs暴露风险评估结果表明:不同拆解工艺车间特别是旋转灰化炉工艺车间内VOCs对暴露其中的工人有致癌与非致癌风险;而参照美国政府工业卫生医师协会的方法进行的职业暴露风险评估结果也表明,在旋转灰化炉车间内存在致癌风险,而其他车间并不存在确定的风险。 (2)在前一章得到的不同电子垃圾拆解车间内VOCs污染特征的基础上,进一步选取VOCs污染最为严重的旋转灰化炉车间为污染控制的中试现场,开展了EPO净化VOCs的中试研究。中试实验结果表明,EPO能够高效净化车间内的VOCs,其对TVOC的去除率中试期间基本上稳定在90%以上。VOCs风险评估结果表明,经过EPO处理后,VOCs中致癌与非致癌风险物质的种类均有所减少,并且风险值下降了1-2个数量级,说明所采用的EPO技术能有效对旋转灰化炉车间内VOCs进行脱毒,降低他们的致癌与非致癌风险。 (3)为进一步提高净化VOCs的效率和消除其对车间内工人的暴露风险,开展了BTF-EPO组合工艺处理旋转灰化炉车间内VOCs的中试研究。结果表明:与EPO相比,BTF-EPO组合工艺表现出更高的去除能力,经过组合工艺处理后,出口TSP的浓度从3793~7388μg·m-3降低到747.4~1750.9μg·m-3,其去除率在76.3%以上,对TVOC的去除率更是高达95.4%以上。风险评估表明:经过BTF-EPO组合工艺处理后,VOCs中致癌与非致癌风险物质种类有所减少,并且风险值均下降了1-2个数量级,这说明BTF-EPO同样能有效降低废气中VOCs的致癌与非致癌风险。