CN105964683A - 一种基于沼渣的铬渣解毒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明采用一种新型处理铬渣的方法,将沼渣、碳源及硫酸亚铁配制成药剂施用于铬渣中,随后采用特殊的养护方式,可以逐渐将铬渣中酸溶性六价铬溶出并将其还原,该法可以低成本且高效的还原六价铬。
Description
技术领域
本发明提供一种新型处理铬渣的方法,利用沼渣培养出还原菌剂,结合硫酸亚铁等还原剂施用于铬渣中,随后采用特殊的养护方式,可以高效的还原六价铬,同时避免了硫酸盐的二次污染,属环境保护领域。
背景技术
铬渣是重铬酸盐生产过程中排放的副产物。因其中含有水溶性六价铬而具有极大的毒性,如果不经过处理而露天堆放,对地下水源、河流或海域会造成不同程度的污染,严重的危害人体健康和动植物的生长。
如何进行铬渣的修复一直是环保界的难题。处置方法虽然众多,但大多数存在各种各样的问题。专利申请号200710041125.9介绍了一种利用高温热解工艺处理碱性含Cr(VI)废物的方法,方法虽然效果较好,但该方法需要昂贵的高温设备,成本较高。 申请号为CN1827247的专利公布了一种使用农业废物物米糠作为添加剂干法还原铬渣的方法。把米糠与铬渣混合均匀后,置于微波场中进行氧化还原反应,以把铬渣中的六价铬还原成三价铬,基本上能够实现铬渣解毒。然而微波技术成本高昂,故难以大规模用于铬渣治理。利用硫酸亚铁等还原剂还原六价铬的问题是还原剂只能有效还原溶出的六价铬,由于化学试剂面临空气氧化失效,因此无法对难溶于水的缓慢释放的六价铬进行持久性的修复。微生物还原剂虽可以持续的还原六价铬,但传统微生物法制备成本太高。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明采用一种新型处理铬渣的方法,将沼渣、碳源及硫酸亚铁配制成药剂施用于铬渣中,随后采用特殊的养护方式,该法可以低成本且高效的还原六价铬,同时避免了硫酸盐及沼渣的二次污染。其包含以下步骤:
(1)将硫酸钠、沼渣与碳源溶液按照一定比例混合,控制混合后溶液干沼渣含量为0.1-20%,含固率0.5-25%,有机碳含量0.5-25%,硫酸盐(以SO4记)/有机碳的质量比为(0-1): 1,混合后的溶液反应0-5天,获得铬渣修复生物药剂;
(2)将铬渣破碎至5mm以下,随后与步骤(1)所述生物药剂及硫酸亚铁混合,混合比例为硫酸亚铁、铬渣与药剂的质量比为(0-0.4):1:(0.1-1.5),随后放置于封闭堆场堆存;
(3)堆存期间,每隔3-10天在场地表面进行水喷淋,场地平均喷淋量相当于20-100mm的降雨量,自然降雨可以替代人工喷淋,经过2-10次水喷淋后,场地修复结束。
该法技术思路是,利用铁系列还原剂将铬渣中高浓度六价铬降低到沼渣菌剂可以承受范围内,然后利用沼渣菌剂对铬渣进行长期的修复,同时通过间歇式的水喷淋,促使铬渣进行干湿交替,铬渣颗粒内部难以析出的Cr(VI)通过干湿交替逐渐顺着铬渣毛细管析出至铬渣表面跟还原药剂有效接触,同时干湿交替加快了沼渣的矿化,同时所产生的挥发性有机物及硫化氢加速挥发,有助于污染的迅速降解。
相比传统的铬渣处理方法,本方法有如下优势:
1.所培养的硫酸盐还原菌群本身为土著菌群,自然耐受力强,容易在场地大规模繁衍,可以持久有效还原六价铬,且不会造成生态问题;
2.沼渣菌剂中的硫酸盐还原菌还原硫酸亚铁中的硫酸盐,生成硫化物,在更加有效还原六价铬的同时,避免了硫酸盐的二次污染;
3.该沼渣菌剂还原六价铬有两大原理,一个是硫酸盐还原菌本身就有利用碳源还原六价铬的特性,但反应较慢,第二个是硫酸盐还原菌代谢产物硫化氢本身就能够还原六价铬,同时由于其还原六价铬是化学反应,因此反应十分迅速,这也是本生态菌剂相比其它菌剂能够高效处置铬渣的原因;
4.还原后的三价铬与硫酸盐还原菌代谢产物硫化物形成硫化铬沉淀,使得铬渣中三价铬更加稳定,显著优于其它生化工艺;
5.由于厌氧沼渣及碳源的存在,形成了还原性气氛,可以有效缓解亚铁被空气氧化,减少了硫酸亚铁的使用量;同时该法有效融合了亚铁还原快而沼渣菌剂可以持久有效对六价铬进行还原的优点,同时避免了硫酸亚铁不能持续对六价铬进行还原的劣势;
6.该法使用沼渣及有机废物作为主要原料,大大减少了成本。
具体实施实例如下:
实施例1:
(1)将硫酸钠、沼渣与碳源溶液按照一定比例混合,控制混合后溶液干沼渣含量为0.1-5%,含固率0.5-5%,有机碳含量0.5-5%,硫酸盐(以SO4记)/有机碳的质量比为0.2: 1,混合后的溶液反应1天,获得铬渣修复药剂;
(2)将铬渣破碎至5mm以下,随后与步骤(1)所述生物药剂及硫酸亚铁混合,混合比例为硫酸亚铁、铬渣与药剂的质量比为0.2:1:(1-1.5),随后放置于封闭堆场堆存;
(3)堆存期间,每隔5天在场地表面进行有机溶液喷淋,场地平均喷淋量相当于60-80mm的降雨量,自然降雨可以替代人工喷淋,经过2次水喷淋后,铬渣六价铬含量低于2mg/kg。
实施例2:
(1)将沼渣与碳源溶液按照一定比例混合,控制混合后溶液干沼渣含量为10-20%,含固率10-25%,有机碳含量10-25%,硫酸盐(以SO4记)/有机碳的质量比为(0-1): 1,混合后的溶液反应0-5天,获得铬渣修复药剂;
(2)将铬渣破碎至5mm以下,随后与步骤(1)所述生物药剂及硫酸亚铁混合,混合比例为硫酸亚铁、铬渣与药剂的质量比为0.2:1:(0.1-0.5),随后放置于封闭堆场堆存;
(3)堆存期间,每隔8天在场地表面进行硫酸溶液喷淋,场地平均喷淋量相当于100mm的降雨量,自然降雨可以替代人工喷淋,经过3次水喷淋后,铬渣六价铬含量低于4mg/kg。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的普通技术人员来说,依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种基于沼渣的铬渣解毒方法,其特征是,包含以下步骤:
(1)将硫酸钠、沼渣与碳源溶液按照一定比例混合,控制混合后溶液干沼渣含量为0.1-20%,含固率0.5-25%,有机碳含量0.5-25%,硫酸盐(以SO4记)/有机碳的质量比为(0-1): 1,混合后的溶液反应0-5天,获得铬渣修复生物药剂;
(2)将铬渣破碎至5mm以下,随后与步骤(1)所述生物药剂及硫酸亚铁混合,混合比例为硫酸亚铁、铬渣与药剂的质量比为(0-0.4):1:(0.1-0.8),随后放置于封闭堆场堆存;
(3)堆存期间,每隔3-10天在场地表面进行水喷淋,场地平均喷淋量相当于20-100mm的降雨量,自然降雨可以替代人工喷淋,经过2-10次水喷淋后,场地修复结束。
2.如权利要求1所述的一种基于沼渣的铬渣解毒方法,其特征是,所述的沼渣为农业、食品业有机废物进行干式、半干式及湿式厌氧发酵过程中的固体残留物。
3.如权利要求1所述的一种基于沼渣的铬渣解毒方法,其特征是,所述的碳源溶液可以为含有酒精、糖类、蛋白质、淀粉等有机物的溶液,也可以为含工业有机垃圾、餐厨垃圾等有机固体废物的溶液,也可以为工业及市政有机废水;所述硫酸钠可被其它硫酸盐替代;所述的硫酸亚铁可以被纳米零价铁等铁基还原剂代替;所述的铬渣包括铬渣回填土。
4.如权利要求1所述的一种基于沼渣的铬渣解毒方法,其特征是,所述的水喷淋中的水可以被有机溶液替代,有机溶液的有机碳含量为10-1000mg/L,喷淋的水中也可加入一定量硫酸,硫酸添加量为每升水10-1000mg硫酸质量。
5.如权利要求1所述的一种基于沼渣的铬渣解毒方法,其特征是,所述的封闭堆场底部及四周采用防渗土工膜,防止污染物扩散。
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