CN105149329A - 一种用于铬盐矿渣的无害化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于铬盐矿渣的无害化处理方法，属于污染物处理技术领域，其包括以下步骤：A.等离子体氧化反应；B.打浆水洗；C.浆料过滤；D.还原；E.微生物吸附。该无害化处理方法，依次通过等离子体氧化反应步骤、打浆水洗步骤、浆料过滤步骤、还原步骤以及微生物吸附步骤，使得铬盐矿渣中的铬盐被有效地溶出，并转化为三价铬盐的水溶液而被微生物充分地吸附，从而有效地减小了滤渣和排出的废水中的铬盐含量，降低了铬盐矿渣的综合利用难度、处置费用以及其对环境的污染，促进了铬盐行业的可持续发展。

Description

一种用于铬盐矿渣的无害化处理方法
技术领域
本发明涉及污染物处理技术领域，具体而言，涉及一种用于铬盐矿渣的无害化处理方法。
背景技术
铬渣是铬盐工业生产过程中排放的固体废弃物，因其中含有正六价的铬元素具有强毒性以及致癌性，不仅对人体的消化道和皮肤具有刺激性，能引起接触性皮炎、皮肤溃疡，还可导致过敏、肺癌等疾病，而且铬渣经过长期的雨水冲刷后，浸出的六价铬还会对周围环境造成严重的污染，如污染地下水、土壤等；同时，铬渣中的三价铬在遇到自然界中的氧化物，例如二氧化锰和大气或水中的氧，也可以被氧化成六价铬，因此，导致铬渣综合利用难度大，处置费用高，铬渣污染已阻碍了我国铬盐行业的发展。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于铬盐矿渣的无害化处理方法，以有效减少铬盐矿渣中的六价铬和三价铬的含量，降低铬盐矿渣的综合利用难度以及其对环境的污染，促进铬盐行业的可持续发展。
本发明所采用的技术方案为：
一种用于铬盐矿渣的无害化处理方法，包括以下步骤：
A.等离子体氧化反应：将铬盐矿渣加入等离子体反应器中，并向等离子体反应器持续通入过量的O2，使铬盐矿渣中的三价铬盐在等离子体的作用下于O2气氛中被氧化成六价铬盐；
B.打浆水洗：经所述步骤A处理后的铬盐矿渣送至水洗池进行打浆水洗，使六价铬盐溶于水中，得矿渣浆料；
C.浆料过滤：将步骤B中的所述矿渣浆料进行过滤，得到六价铬盐的水溶液以及滤渣；
D.还原：将步骤C中所述的六价铬盐的水溶液通入处理池，并与还原剂反应，使六价铬盐被还原为三价铬盐，得三价铬盐水溶液；
E.微生物吸附：将步骤D中的三价铬盐水溶液送至微生物吸附池，通过微生物对三价铬盐进行吸附，使铬盐含量达到国家相关排放标准后送至废水处理池。
等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，一种由电子、离子、原子、分子和自由基等粒子组成的电离化混合体。等离子体是一种有效的分子活化手段，气体放电产生的高能电子与稳态反应物分子通过非弹性碰撞方式将能量传递给气体分子，气体分子获得能量后被激发、离解和电离成激发态物种、自由基和离子等，这些活性态粒子随即发生等离子体化学反应。等离子体不但能够实现常规条件下无法实现的化学反应，而且具有单位能耗低、操作条件简单和设备投资低等特点。
使用上述的无害化处理方法对铬盐矿渣进行处理时，首先通过步骤A将铬盐矿渣加入等离子体反应器中，在等离子体反应器所产生的等离子体的作用下，使三价铬盐于O2气氛中被充分氧化成六价铬盐，使铬盐矿渣中的铬盐可以充分地溶于水中；然后通过步骤B的打浆水洗，使铬盐矿渣中的六价铬盐充分溶解出来，再经过步骤C的浆料过滤，得到六价铬盐的水溶液以及除去铬盐的滤渣。上述六价铬盐通过步骤D将六价铬盐的水溶液送至处理池与还原剂充分反应，将六价铬盐还原成基本没有毒性的三价铬盐，并得到三价铬盐的水溶液；然后三价铬盐的水溶液经过步骤E的微生物吸附，从而将三价铬盐水溶液中的三价铬盐吸附出去，使排出的废水的铬盐含量达到国家相关排放标准，并送至废水处理池。
因此，通过上述无害化处理方法有效地减少了滤渣以及排出的废水中的铬盐含量，从而降低了铬盐矿渣的综合利用难度、处置费用以及其对环境的污染，促进了铬盐行业的可持续发展。
进一步，步骤A中所述的等离子体为低温等离子体。
上述等离子反应器所产生的等离子体可以为高温等离子体，也可以为低温等离子。由于低温等离子可以被用于氧化，其效果要优于高温等离子体，因此，有序地，等离子体为低温等离子体。
进一步，所述低温等离子体为辉光等离子体或者电晕放电等离子体。
容易理解的，上述等离子体除了辉光等离子体、电晕放电等离子体，还可以为其他等离子体，例如微波等离子体。
进一步，步骤A中所述的铬盐矿渣的粒度小于5mm。
为了使铬盐矿渣中的三价铬盐能够被更加充分地氧化，优选地，铬盐矿渣为粒度小于5mm的铬盐矿渣，这样，增加了铬盐矿渣与等离子体和氧气的接触面积，使铬盐矿渣中的三价铬盐可以更加充分地被氧化而生产六价铬盐。
容易理解的，可以通过机械粉碎或者其他粉碎方式对铬盐矿渣进行粉碎操作，使铬盐矿渣的粒度小于5mm。
进一步，步骤D中所述的还原剂为Na2S、Na2SO3或FeSO4。
Na2S、Na2SO3和FeSO4属于强还原剂，从而有利于还原反应的进行，使六价铬盐被充分还原为三价铬盐。
进一步，步骤E中所述的微生物为霉菌、细菌或真菌。
进一步，步骤C中的所述滤渣返回步骤B，并重复步骤B和步骤C至少两次。
为了尽可能的出去步骤C中的滤渣中的铬盐含量，优选地，将步骤C中的滤渣返回步骤B，并重复步骤B和步骤C至少两次，使滤渣得到多次打浆水洗，将残留的铬盐更加充分地溶出，从而使得步骤C中的滤渣的铬盐含量大大降低，有利于滤渣的回收再利用。
优选地，滤渣重复步骤B和步骤C的次数为2~4次。
进一步，步骤C中所述的矿渣浆料采用板框压滤机进行压滤。
通过采用板框压滤机进行压滤，其效果要优于普通的过滤方法，使矿渣浆料得到充分过滤而将滤渣与六价铬盐的水溶液充分分离，更加有利于减少滤渣中的铬盐含量。
进一步，经步骤B和步骤C重复处理后的滤渣用于制砖或者制作水泥制品辅料。
通过将滤渣用于制砖或者制作水泥制品辅料，使滤渣得到的再利用，避免了资源的浪费。
本发明的有益效果：
本发明所提供的无害化处理方法，依次通过等离子体氧化反应步骤、打浆水洗步骤、浆料过滤步骤、还原步骤以及微生物吸附步骤，使得铬盐矿渣中的铬盐被有效地溶出，并转化为三价铬盐的水溶液而被微生物充分地吸附，从而有效地减小了滤渣和排出的废水中的铬盐含量，降低了铬盐矿渣的综合利用难度、处置费用以及其对环境的污染，促进了铬盐行业的可持续发展。
附图说明
图1为实施例中所述的无害化处理方法的流程图。
具体实施方式
实施例
本实施提供了一种用于铬盐矿渣的无害化处理方法，包括以下步骤：
A.将铬盐矿渣加入等离子体反应器中，并向等离子体反应器中持续通过O2气体，使铬盐矿渣中的三价铬盐在等离子体的作用下于O2气氛中被氧化成六价铬盐；
B.经所述步骤A处理后的铬盐矿渣送至水洗池进行打浆水洗，使六价铬盐溶于水中，得矿渣浆料；
C.将步骤B中的所述矿渣浆料进行过滤，得到六价铬盐的水溶液以及滤渣；
D.将步骤C中所述的六价铬盐的水溶液通入处理池，并与还原剂反应，使六价铬盐被还原为三价铬盐，得三价铬盐水溶液；
E.将步骤D中的三价铬盐水溶液送至微生物吸附池，通过微生物对三价铬盐进行吸附，使铬盐含量达到国家相关排放标准后送至废水处理池。
上述的无害化处理方法的流程如图1所示，铬盐矿渣加入等离子体反应器中，在过量O2以及等离子体反应器所产生的等离子体的作用下，使三价铬盐被充分氧化成六价铬盐；然后通过步骤B的打浆水洗，使铬盐矿渣中的六价铬盐充分溶解出来，再经过步骤C的过滤，得到六价铬盐的水溶液以及除去铬盐的滤渣。上述六价铬盐通过步骤D将六价铬盐的水溶液送至处理池与还原剂充分反应，将六价铬盐还原成基本没有毒性的三价铬盐，并得到三价铬盐的水溶液；然后三价铬盐的水溶液经过步骤E的微生物吸附，从而将三价铬盐水溶液中的三价铬盐吸附出去，使排出的废水的铬盐含量达到国家相关排放标准，并送至废水处理池。
优选地，步骤A中的等离子体反应器所产生的等离子体为低温等离子体，例如辉光等离子体或者电晕放电等离子体。
为了使铬盐矿渣中的三价铬盐能够被更加充分地氧化，优选地，步骤A中的铬盐矿渣经过机械粉碎，使铬盐矿渣的粒度小于5mm；这样，增加了铬盐矿渣与等离子体和氧气的接触面积，使铬盐矿渣中的三价铬盐可以更加充分地被氧化而生产六价铬盐。
作为本实施例的一种优选方案，上述步骤C中的所述滤渣可以返回步骤B，并重复步骤B和步骤C2~4次，使滤渣中的铬盐充分溶出，可以更好地降低滤渣中的铬盐含量。
优选地，步骤C中的矿渣浆料采用板框压滤机进行压滤，且过滤后的滤渣可以用于制砖或者制作水泥制品辅料等。
本实施例中的步骤D中的还原剂可以选用Na2S、Na2SO3或FeSO4等强还原剂，从而有利于还原反应的进行，使六价铬盐被充分还原为三价铬盐。
本实施例中的步骤E中的微生物可以选用霉菌、细菌或真菌等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于铬盐矿渣的无害化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
A．等离子体氧化反应：将铬盐矿渣加入等离子体反应器中，并向等离子体反应器持续通入过量的O2，使铬盐矿渣中的三价铬盐在等离子体的作用下于O2气氛中被氧化成六价铬盐；
B.打浆水洗：经所述步骤A处理后的铬盐矿渣送至水洗池进行打浆水洗，使六价铬盐溶于水中，得矿渣浆料；
C.浆料过滤：将步骤B中的所述矿渣浆料进行过滤，得到六价铬盐的水溶液以及滤渣；
D.还原：将步骤C中所述的六价铬盐的水溶液通入处理池，并与还原剂反应，使六价铬盐被还原为三价铬盐，得三价铬盐水溶液；
E.微生物吸附：将步骤D中的三价铬盐水溶液送至微生物吸附池，通过微生物对三价铬盐进行吸附，使铬盐含量达到国家相关排放标准后送至废水处理池。
2.根据权利要求1所述的无害化处理方法，其特征在于，步骤A中所述的等离子体为低温等离子体。
3.根据权利要求2所述的无害化处理方法，其特征在于，所述低温等离子体为辉光等离子体或者电晕放电等离子体。
4.根据权利要求1-3任一项所述的无害化处理方法，其特征在于，步骤A中所述的铬盐矿渣的粒度小于5mm。
5.根据权利要去4所述的无害化处理方法，其特征在于，步骤D中所述的还原剂为Na2S、Na2SO3或FeSO4。
6.根据权利要求5所述的无害处理方法，其特征在于，步骤E中所述的微生物为霉菌、细菌或真菌。
7.根据权利要求1-3任一项所述的无害化处理方法，其特征在于，步骤C中的所述滤渣返回步骤B，并重复步骤B和步骤C至少两次。
8.根据权利要求7所述的无害化处理方法，其特征在于，步骤C中所述的矿渣浆料采用板框压滤机进行压滤。
9.根据权利要求8所述的无害化处理方法，其特征在于，经步骤B和步骤C重复处理后的滤渣用于制砖或者制作水泥制品辅料。
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