CN101088638B - 一种处理危险废物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及处理废物技术，具体地说是一种处理危险废物的方法。所述方法为：取稠油污泥为物料，置于热馏反应釜中，在搅拌、减压条件下逐渐升高温度，蒸馏出稠油污泥中所含的水分和轻质油，冷凝回收；其次，向反应釜内的物料中通入空气，当反应釜温度达到330-360℃时停止加温、减压，继续搅拌，保持釜内温度在180-240℃，获得固化材料；而后将其与危险废物合在一起进行固化，从而大幅度降低固化后危险废物中危险成分浸出含量。采用本发明的方法能够固化包埋处理大量危险废物，最终实现重油污泥和危险废物双重无害化，达到用一种危险废物处理另一种危险废物，并且使其无害化处理的目的。

Description

一种处理危险废物的方法

技术领域

本发明涉及处理废物技术，具体地说是一种处理危险废物的方法。

技术背景

在现有技术中，固化作为一种危险废物处理的主要方法，是通过化学或物理方法，将废弃物固定或包容在坚固的固化体中，降低和消除有害成分的溶出特性。该方法最初可追溯到本世纪50年代放射性废物的固化处置，例如，美国在处理低水平放射性液体废物时，先用蛭石等矿物进行吸附，或者先用普通水泥将其固化.然后再进行填埋处置。在欧洲，放射性废物基本上是先用水泥固化，再用惰性材料包封，之后另行处理。

进入60年代末，危险废物污染环境的问题日益严重，危险废物固化用材料如水泥等逐渐得到应用。但需要使用水泥量大，致使废物增容比较大，给后续的运输与处理带来困难，也极大地提高了处置费用。由此，逐渐开展对固化材料的研究，相继开发了以沥青和脲醛树脂等高分子有机物为基材的固化技术。此类固化技术的优点是与废物的相容性更高，增容比相对较小，而且固化体的重量也较轻。随着技术的发展，有专利报道向水泥中添加硅酸钠，可以使水泥固化产生更好的效果。另外，又开始出现以有机聚合物为基材的塑料固化和利用水泥、粉煤灰、石灰及粘土混合处理废物的技术。

稠油污泥是含油污泥的一种，已经被列入《国家危险废物名录》(HW08号)，主要来源于稠油产区的罐底油泥以及污水处理产生的含油浮渣，以及部分稠油炼化行业油泥。其中含有的石油类含大量胶质、沥青质等大分子有机物，其毒性大，难以回收处理。目前国内外处理该油泥的方法主要是物理、化学法以及生物法。前两者的主要步骤有脱水减量化、焚烧、热解吸、药剂清洗、萃取等，或是直接处理油泥中的有机物，或是回收了油泥中的部分有机物，后者主要是采用高效微生物降解石油烃。但处理的时间较长，效果并不理想。

作为危险废物的稠油污泥，将其热馏处理后沥青化产物作为固化材料，处理其他危险废物的方法未见有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供用一种危险废物处理另一种危险废物的处理危险废物的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：包括如下步骤：

1)制备固化材料：取稠油污泥为物料，置于热馏反应釜中，在100-160r/min搅拌条件下，以1-3℃/min速度加热物料，在减压条件下进行蒸馏，首先蒸馏出稠油污泥中所含的水分和轻质油，冷凝回收；其次，向反应釜内的物料中通入空气，将物料中所含的饱和烃、芳烃、胶质氧化并转化成沥青质；反应釜温度达到330-360℃时停止加温、减压，继续搅拌，保持釜内温度在180-240℃，获得固化材料；

2)固化危险废物：将所需固化处理的危险废物进行粉碎性预处理，然后与步骤1得到的固化材料合在一起进行固化；其危险废物与固化材料的重量比为1∶3-1∶10。

步骤2所述固化是将处理后的废物加入处于保温状态、盛有固化材料的热馏反应釜内，搅拌使其在固化材料中均匀分布，冷却后将反应釜内物质取出成型。

步骤2所述固化危险废物可采用浇筑方式包固。

所述的危险废物为重金属危险废物或不含有机溶剂的危险物质。

本发明所具有的优点：

1.本发明方法提出用一种危险废物处理另一种危险废物。

2.采用本发明可充分利用油泥中各种有价值组分，将重质油泥和所固化的危险废物彻底无害化。

3.采用本发明的方法可大大降低油泥和其他废物的处理成本。

4.危险废物采用本方法处理后具有长期稳定性，并且固结性能好，后期危险物浸出率低。

具体实施方式：

实施例1：用稠油污泥制备沥青化产物固化工业Cr渣

1)制备固化材料：取6kg稠油污泥，其中：稠油污泥的油、水、泥含量分别为33.8％，59.7％，6.5％。进行脱水，将脱水后的稠油污泥置于间歇式热馏反应釜中，采用可控搅拌器以100r/min的速度对其进行机械搅拌，同时使用恒温加热套对热馏反应釜以1℃/min速度加热，并且反应釜内残压为98Kpa，当温度到60℃时接通冷凝水，首先蒸馏出稠油污泥中所含的水分和轻质油，并将其回收；而后，向反应釜内的物料中通入空气，将物料中所含的饱和烃、芳烃、胶质氧化并转化成沥青质；当反应温度达到350℃时，停止加温、减压，继续搅拌，保持釜内温度在190-195℃，此时反应釜内获得固化材料。

2)固化危险废物：取工业Cr渣脱水烘干，将易于挥发逸出的有机物或金属粒子及易于溶解的有机溶剂排除，而后通过废物分拣破碎Cr渣，使其物质粒径低于5mm；取其中0.4kg Cr渣投入热馏反应釜内，其中：Cr渣与固化材料的重量比是1∶5；在190-195℃间继续以120r/min速度搅拌，混匀15min后，将热馏反应釜内物质放出，通过冷却制成4×4×8cm的块状物质，即为固化成型废物。

该重油热馏产物和危险废物的混合块状体可进行土地填埋。

3)对固化后块状物质进行毒性浸出水平检测：根据美国固体废物毒性浸出方法(TCLP)进行样品浸出试验。浸出剂：用醋酸和蒸馏水配制浸出剂，该溶液PH值4.84±0.05；取固化块状物100g，按固液比1∶20的比例加入所配浸出液2L，室温下振荡16h，振荡频率为110±10次/min，静止16h，采用ICP测定滤出液中Cr含量、采用红外分光光度计测滤出液中含的石油类。

检测结果：浸出液中Cr浓度为0.82mg/L，石油类含量35mg/L。

对固化后块状物质进行抗压强度检测，该块状物耐受压力980kpa。

实施例2：用稠油污泥制备沥青化产物固化重金属Cd

1)制备固化材料：取10kg稠油污泥为原料，该油泥的油、水、泥含量分别为22.5％，73.9％，3.6％.进行脱水，将脱水后的稠油污泥置于间歇式热馏反应釜中，采用可控搅拌器以120r/min的速度对其进行机械搅拌，同时使用恒温加热套对热馏反应釜以2℃/min速度加热，并且反应釜内残压为75Kpa，当温度到60℃时接通冷凝水，首先蒸馏出稠油污泥中所含的水分和轻质油，并将其回收；而后，向反应釜内的物料中通入空气，将物料中所含的饱和烃、芳烃、胶质氧化并转化成沥青质；当反应温度达到350℃时，停止加温、减压，继续搅拌，保持釜内温度在215-220℃，此时反应釜内获得固化材料.

2)固化危险废物：取含Cd危险废物脱水烘干，将易于挥发逸出的有机物或金属粒子及易于溶解的有机溶剂排除，而后通过废物分拣破碎含Cd危险废物，使其物质粒径平均为3mm；取0.2kg粒径平均为3mm的含Cd危险废物，取已经制备的固化材料进行浇注，其中：含Cd危险废物与固化材料的重量比是1∶8；然后冷却成型。

3)对固化后块状物质进行毒性浸出水平检测：根据美国固体废物毒性浸出方法(TCLP)进行样品浸出试验。浸出剂：用醋酸和蒸馏水配制浸出剂，该溶液PH值3.90±0.05；取该固化块状物称重，为1.78kg，破碎成粒径5mm的小块，按固液比1∶10的比例加入所配浸出液20L，室温下振荡16h，振荡频率为110±10次/min，静止16h，采用I CP测定滤出液中Cd含量、采用红外分光光度计测滤出液中含的石油类。

检测结果：浸出液中Cd浓度为0.08mg/L，石油类含量48mg/L。

对固化后块状物质进行抗压强度检测，该块状物耐受压力1020kpa。

实施例3：用稠油污泥沥青化产物固化城市生活垃圾焚烧飞灰

1)制备固化材料：取4kg稠油污泥为原料，其中：重油污泥的油、水、泥含量分别为41.2％，54.1％，4.7％。进行脱水，将脱水后的稠油污泥置于间歇式热馏反应釜中，采用可控搅拌器以160r/min的速度对其进行机械搅拌，同时使用恒温加热套对热馏反应釜以3℃/min速度加热，并且反应釜内残压为89Kpa，当温度到60℃时接通冷凝水，首先蒸馏出稠油污泥中所含的水分和轻质油，并将其回收；而后，向反应釜内的物料中通入空气，将物料中所含的饱和烃、芳烃、胶质氧化并转化成沥青质；当反应温度达到350℃时，停止加温、减压，继续搅拌，保持釜内温度在235-240℃，此时反应釜内获得固化材料。

2)固化危险废物：取城市生活垃圾焚烧飞灰脱水烘干，将易于挥发逸出的有机物或金属粒子及易于溶解的有机溶剂排除，而后通过废物分拣破碎城市生活垃圾焚烧飞灰，使其物质粒径平均为1mm；取0.5kg粒径平均为1mm的城市生活垃圾焚烧飞灰投入热馏反应釜内，其中：城市生活垃圾焚烧飞灰与固化材料的重量比是1∶10；在220-225℃间继续以140r/min速度搅拌，混匀15min后，将热馏反应釜内物质放出，通过冷却制成4×4×8cm的块状物质，即为固化成型废物。

3)对固化后块状物质进行毒性浸出水平检测：根据美国固体废物毒性浸出方法(TCLP)进行样品浸出试验。浸出剂：用醋酸和蒸馏水配制浸出剂，该溶液PH值4.24±0.05；取固化块状物100g，按固液比1∶20的比例加入所配浸出液2L，室温下振荡16h，振荡频率为110±10次/min，静止16h，采用ICP测定滤出液中重金属含量、采用红外分光光度计测滤出液中含的石油类。

检测结果：浸出液中As未检出，Cd浓度0.03mg/L，Cr浓度0.042mg/L，Cu浓度0.96mg/L，Ni未检出，Pd浓度0.61mg/L，Zn浓度0.42mg/L，石油类含量22mg/L。均低于浸出毒性鉴别标准。

对固化后块状物质进行抗压强度检测，该块状物耐受压力1050kpa。

Claims (3)

1.一种处理危险废物的方法，其特征在于利用稠油污泥固化危险废物，步骤如下：

1)制备固化材料：取稠油污泥为物料，置于热馏反应釜中，在100-160r/min搅拌条件下，以1-3℃/min速度加热物料，在减压条件下进行蒸馏，首先蒸馏出稠油污泥中所含的水分和轻质油，冷凝回收；其次，向反应釜内的物料中通入空气，将物料中所含的饱和烃、芳烃、胶质氧化并转化成沥青质；反应釜温度达到330-360℃时停止加温、减压，继续搅拌，保持釜内温度在180-240℃，获得固化材料；

2)固化危险废物：将所需固化处理的危险废物进行粉碎性预处理，然后与步骤1得到的固化材料合在一起进行固化；其危险废物与固化材料的重量比为1∶3-1∶10。

2.根据权利要求1所述的处理危险废物的方法，其特征在于：步骤2)所述固化是将粉碎性预处理后的危险废物加入处于保温状态、盛有固化材料的热馏反应釜内，搅拌使其在固化材料中均匀分布，冷却后将反应釜内物质取出成型。

3.根据权利要求1所述的处理危险废物的方法，其特征在于：步骤2)所述固化危险废物采用浇筑方式包固。