含重金屬的固體廢棄物無害化處理技術(shù)
對(duì)于含有大量重金屬的危險(xiǎn)性廢棄物,目前已經(jīng)有許多應(yīng)用性成果可供借鑒。如污泥中重金屬微生物脫毒方法、重金屬分離和濃縮方法、荇泥穩(wěn)定化/固化處理法等,這些方法均能減少有害成分的浸出毒性等。在諸多處理手段中,已發(fā)展了許多重金屬污染治理技術(shù),穩(wěn)定化技術(shù)是危險(xiǎn)廢物管理中的一項(xiàng)重要技術(shù),在區(qū)域性集中管理系統(tǒng)中占有重要地位。這些重金屬穩(wěn)定化技術(shù)概括起來包括:惰性固體基材固化技術(shù),藥劑穩(wěn)定化技術(shù),pH值控制技術(shù),氧化還原電勢(shì)控制技術(shù),沉淀技術(shù),束縛于不溶性基質(zhì)技術(shù),吸附技術(shù),離予變換技術(shù)等。
1 惰性固體基材穩(wěn)定化/固化技術(shù)
將有害廢物固定或包封在惰性固體基材中的處理方法,稱為穩(wěn)定化或固化。有害廢物經(jīng)過穩(wěn)定化/固化處理,其浸出毒性將大大降低,能安全地運(yùn)輸,并能方便地進(jìn)行最終處置。對(duì)于穩(wěn)定性和強(qiáng)度適宜的產(chǎn)品,還可作為建筑基材使用,穩(wěn)定化/固化技術(shù)作為廢物資源化利用或最終處置的預(yù)處理技術(shù),在國(guó)內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用。
現(xiàn)在已經(jīng)得到開發(fā)利用的穩(wěn)定化/固化技術(shù)主要包括水泥固化、凝硬性材料固化、熱塑性做包胎、大型包膠、自膠結(jié)固化和水玻璃固化等幾種類型。目前,穩(wěn)定化固化技術(shù)主要是應(yīng)用無機(jī)凝硬性凝結(jié)劑處理含重金屬?gòu)U物,如用水泥固化、穩(wěn)定化技術(shù)處理電鍍重金屬污泥。常規(guī)的穩(wěn)定化、固化技術(shù)存在著一些不可忽視的問題,如廢物經(jīng)固化處理后,其增容比較大,有時(shí)體積可增加6~10倍;另一個(gè)重要的問題是固化體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性問題。很多研究表叫廢物穩(wěn)定的主要機(jī)理是廢物和凝結(jié)劑之間的化學(xué)鍵合力、凝結(jié)劑對(duì)廢物的物理包膠及凝結(jié)劑水合產(chǎn)物對(duì)廢物的吸附等其同作用。對(duì)于確切的包膠機(jī)理及固化體在小同化學(xué)環(huán)境中的長(zhǎng)期行為的認(rèn)始還不夠,特別是包膠機(jī)理,因?yàn)楫?dāng)包膠體破裂后,廢物會(huì)重新進(jìn)人環(huán)境造成不可預(yù)見的影響。對(duì)固化試樣的長(zhǎng)期化學(xué)浸出行為和物理完整性還沒有客觀的評(píng)價(jià),這些都影響自常規(guī)穩(wěn)定化/固化技術(shù)在未來危險(xiǎn)廢物處理中的進(jìn)一 步應(yīng)用。引對(duì)這些問題,近年來提出采用高效化學(xué)穩(wěn)定藥劑進(jìn)行無害化處理的概念。
2 藥劑穩(wěn)定化技術(shù)
藥劑穩(wěn)定化處理是指在廢棄物中加入某種化學(xué)物質(zhì),使廢物中的有害成分經(jīng)過變化或被引人某種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)中。用人工合成的高分子螯合物捕集廢物中的重金屬的研究正在展開。如清華大學(xué)研究的用聚乙烯亞胺與二硫化碳反應(yīng)得到重金屬螯合劑二硫代氨基甲酸或其鹽,這種重金屬螯合劑對(duì)于Cr3+、Cu2+、Ni2+、Ag—、Pb2+、Zn2+和Cd2+均有較好的捕集作用,并且其捕集重金屬離子的效果也不受pH值的影響。在廢棄物中先加入某些藥劑,使有害成分先與其發(fā)生作用,再進(jìn)行固化,其浸出毒性將大大降低。如上海交通大學(xué)近年研究的電鍍重金屬污泥的固化/穩(wěn)定化處理,經(jīng)鐵氧體濕法預(yù)固化的電鍍污泥,再用餛凝土進(jìn)行固化。與單純的混凝土對(duì)污泥進(jìn)行固化處理相比,固化體強(qiáng)度有明顯的提高,浸出毒性也有很大降低。又如在普通水泥中加入黃原酸鹽來處理重金屬污泥,能降低重金屬的浸出率,鈣礬石礦物中天然金屬也可以置換廢物中的危險(xiǎn)重金屬等。
用藥劑穩(wěn)定化技術(shù)處理危險(xiǎn)廢物,可以在實(shí)現(xiàn)廢物無害化的同時(shí),達(dá)到廢物少增容或不增容,從而提高危險(xiǎn)廢物處理、處置系統(tǒng)的總體效率和經(jīng)濟(jì)合理性。同時(shí),還可通過改進(jìn)螯合劑等的結(jié)構(gòu)和性能,使其與廢物中的危險(xiǎn)成分之間的化學(xué)螯臺(tái)作用得到強(qiáng)化.進(jìn)而提高穩(wěn)定化產(chǎn)物的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,減少最終處置過程中穩(wěn)定化產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的影響。因此,藥劑穩(wěn)定化/固化投術(shù)將有其廣泛的應(yīng)用前景。
3 pH值控制技術(shù)
pH值控制技術(shù)是一種最普遍、最簡(jiǎn)單的方法。其原理為:加人堿性藥劑,將廢物的pH值調(diào)整致使重金屬離子具有最小溶解度的范圍,從而實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定化。常用的pH值調(diào)節(jié)荊有石灰、蘇打、氫氧化鈉等。對(duì)于不同的重金屬離子,其最小溶解度的范圍不同。另外,除了這些常用的強(qiáng)堿外,大部分固化基材,如普通水泥、石灰窯灰渣、硅酸鈉等也都是堿性物質(zhì),它們?cè)诠袒瘡U物的同時(shí),也有調(diào)整pH值的作用,另外,石灰及一些類型的黏土可片j做pH值緩沖材料。
4 氧化還原電位控制技術(shù)
為了使某些重金屬離子更易沉淀,常要將其還原為最有利的價(jià)態(tài)。最典型的是把六價(jià)鉻(Cr6+)還原為三價(jià)鉻(Cr3+),五價(jià)砷(As5+)還原為三價(jià)砷(As3+);常用的還原劑有硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫等。
5 沉淀技術(shù)
即通過添加化學(xué)物質(zhì)來改變固體廢棄物中重金屬的溶解性的方法來達(dá)到穩(wěn)定的技術(shù)。常用的沉淀劑包括氫氧化物/氧化物、硫化物、硅酸鹽、無機(jī)和有機(jī)配合物等。部分有機(jī)化合物表面的活性基團(tuán)反應(yīng)可與重金屬離子結(jié)合形成穩(wěn)定的沉淀,從而去除水相中溶解的重金屬。如有人報(bào)道用改良后的酪蛋白去除廢水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni和Zn等重金屬離子時(shí)能取得較好的效果。
6 吸附技術(shù)
作為處理重金屬?gòu)U物的常用的吸附劑有活性炭、黏土、金屬氧化物(氧化鐵、氧化鎂、氧化鋁)等.天然材料(鋸末、沙、泥炭、沸石等)、人工材料(飛灰、活性氧化鋁、有機(jī)聚臺(tái)物離子交換樹脂、硅膠)等。
穩(wěn)定化技術(shù)中還有如鈍化作用、提取、置換沉淀、疏水處理、生物處理、電化學(xué)方法等許多方法。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”