CN107285581A - 一种多价态含砷污泥的处理方法 - Google Patents

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邱金成
尹砾珩
杨兆标
李本贤
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种多价态含砷污泥的处理方法，包括以下步骤：在室温条件下，将含砷污泥加入适量水搅拌，并调节含砷污泥的pH值，得混合物Ⅰ；向含砷污泥中加入一定量的氧化剂，得混合物Ⅱ；再向混合物中添加稳定剂，得混合物Ⅲ；搅拌一定时间后，将固化体的pH调节到碱性，得混合物Ⅳ，最后加入固化剂。本发明的优点是：能够将低价态的砷氧化为稳定、低毒的砷，固化体稳定且强度高，工艺流程简单、可操作性强。

Description

一种多价态含砷污泥的处理方法
技术领域
本发明属于固体危险废物安全处理技术领域，尤其是涉及一种多价态含砷污泥处理的方法。
背景技术
含砷化合物是一系列的高毒类化合物，常见的三氧化二砷（俗称砒霜）其致死量约为0.2g，砷是致癌致畸性元素，可由呼吸道、皮肤和消化道被人体吸收，引起各类疾病，给人类的生存环境带来严重的威胁。
在自然界中，砷以多种不同的价态存在，常见的有As2+、As3+和As5+，能与其他简单离子或络合基团等形成无机砷化合物和有机砷化合物。大多数无机砷化合物的毒性比有机砷化合物的毒性大。形成的化合物中，砷的价态不同，化合物的毒性也不相同，三价砷的毒性是五价砷的60倍。因此在处置过程中，常常需要先含砷污泥对其进行解毒处理，即向含砷污泥中添加氧化剂，将低价态的砷氧化为高价态（As5+）。通常处理有含砷污泥的方法主要有化学方法、生物方法、物理方法和资源化利用四种。但化学方法处理成本较高，反应终点不易控制；物理方法处理砷离子的稳定性不高，安全性得不到保障；生物处理的方法还在研究阶段，还没有合适的生物方法处理含砷的有害固体废物。然而对含砷污泥等有害固体废物的处理的效果，主要是看如何减少有害废物的数量及其危害程度。
本发明结合物理法和化学法，根据砷解毒与稳定化/固化原理对多价态含砷污泥进行处理，该方法对多价态含砷污泥可以达到很好的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种多价态含砷污泥处理的方法，该方法能长期有效稳定化、固化含砷污泥，且增强固化体中砷的稳定性，同时还能大大降低药剂的使用量，在安全处理含砷污泥的同时，减少固化体的增容比。
本发明的技术方案是这样实现的：一种多价态含砷污泥处理的方法，包括以下步骤：在室温条件下，将含砷污泥加入适量水搅拌，并调节含砷污泥的pH值，得混合物Ⅰ；向混合物Ⅰ中加入氧化剂进行氧化反应，得混合物Ⅱ；向混合物Ⅱ中加入稳定剂，将游离砷进行稳定，得混合物Ⅲ；再向混合物Ⅲ中加入石灰调节体系的pH值，得混合物Ⅳ；最后向混合物Ⅳ中添加固化剂进行固化。
本发明中，首先将含砷污泥的pH调节至5~7，在弱酸条件下，有利于在加入氧化剂后促进氧化反应的发生；选用过硫酸钾作为氧化剂，一方面可以使得低价砷向高价转化，另一方面过硫酸钾也是较好的聚合促进剂，可促进砷的聚合，降低砷污泥的毒性。同时，本发明中选用SiO2、MgO、KAl（SO4）·12H2O三种物质混合作为稳定剂，其一，SiO2性质稳定，多孔、质轻、松软，且不溶于水，有较强的吸附性，可对少量的游离态砷起到吸附作用；其二，MgO属于凝胶材料，对含砷污泥可以起到凝聚作用；其三，KAl（SO4）·12H2O用于固化体中可保障固化体的稳定性，对渗滤液可以起到一定的净化作用，溶解后，可以生成氢氧化铝胶体，对砷有较好的絮凝作用。固化剂的使用中，除了添加水泥外，还是用了耐酸碱胶泥，主要目的在于增强固化体的强度，同时对包裹后的砷元素起到较好的密封效果，防止后期的大量浸出，造成二次污染。
作为优选，所述含砷污泥处理选用的氧化剂为过硫酸钾；所述混合的时间为10～60min；
作为优选，所述加入的氧化剂的量应占含砷污泥总量的2%~40%；
作为优选，所述稳定剂主要为SiO2、MgO、KAl（SO4）·12H2O三种物质混合，反应时间为10~45min；
作为优选，所述稳定剂的加入量占含砷污泥总量的5%~25%；
作为优选，所述加入石灰后得到的混合物Ⅳ的pH值应控制在7~9；
作为优选，所述加入石灰的量占含砷污泥总量的1%~30%；
作为优选，所述加入的固化剂为水泥和耐酸碱胶泥的混合物；
作为优选，所述加入固化剂的量占含砷污泥总量的10%~30%；
作为优选，所述的水泥与耐酸碱胶泥的质量比在2:1~20:1之间；
作为优选，所述加入固化剂的步骤之后，还包括养护；所述养护的时间为3～15天。
本发明的有益效果在于：
利用过硫酸钾的氧化性，可将含砷污泥中的低价砷转化为高价，同时还可促进高价砷的聚合，从而降低含砷污泥的毒性。选用多种稳定剂，使得稳定剂同时具备处理含砷物质的多种功能，使得游离态的砷得到进一步处理，最后加入石灰、水泥和耐酸碱胶泥，最大化的将砷进行沉淀和包裹，同时耐酸碱胶泥还可起到密封剂的作用，可将被包裹的砷再次密封。此方法处理后的固化体具有良好的惰性，也具有较好的强度，更重要的是与其他处理方式相比，降低了增容比。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的其中一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
在室温条件下，称取100g多价态含砷污泥，加入30mL水，混合10min；加入废1.5ml稀盐酸，搅拌反应至pH值为5；加入8g过硫酸钾，氧化20min；依次取5g SiO2、3g MgO和6g KAl（SO4）·12H2O分别加入到反应后的污泥中进行反应30min；然后再加入5g石灰调节pH至8.5左右，最后分别取20g水泥和4g耐酸碱胶泥依次加入到污泥中混合搅拌15min，进行养护。
性能测试：依据固体废物毒性浸出方法-水平振荡法（GB 5086.2-1997），砷浸出浓度满足危险废物填埋污染控制标准（GB 18598-2001）。
实施例2
在室温条件下，称取100g多价态含砷污泥，加入25mL水，混合10min；加入废2ml稀盐酸，搅拌反应至pH值为6；加入12g过硫酸钾，氧化25min；依次取8g SiO2、4g MgO和4g KAl（SO4）·12H2O分别加入到反应后的污泥中进行反应25min；然后再加入7g石灰调节pH至7.5左右，最后分别取15g水泥和4g耐酸碱胶泥依次加入到污泥中混合搅拌20min，进行养护。
性能测试：依据固体废物毒性浸出方法-水平振荡法（GB 5086.2-1997），砷浸出浓度满足危险废物填埋污染控制标准（GB 18598-2001）。
实施例3
在室温条件下，称取250g多价态含砷污泥，加入55mL水，混合15min；加入废3ml稀盐酸，搅拌反应至pH值为4.5；加入18g过硫酸钾，氧化30min；依次取10g SiO2、6g MgO和8g入6gKAl（SO4）·12H2O分别加入到反应后的污泥中进行反应25min；然后再加入9g石灰调节pH至8左右，最后分别取40g水泥和5g耐酸碱胶泥依次加入到污泥中混合搅拌20min，进行养护。
性能测试：依据固体废物毒性浸出方法-水平振荡法（GB 5086.2-1997），砷浸出浓度满足危险废物填埋污染控制标准（GB 18598-2001）。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种多价态含砷污泥处理的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、在室温条件下，将含砷污泥加入适量水搅拌，并调节含砷污泥的pH值，得混合物Ⅰ；
b、向混合物Ⅰ中加入氧化剂进行氧化反应，得混合物Ⅱ；
c、向混合物Ⅱ中加入稳定剂，将游离砷进行稳定，得混合物Ⅲ；
d、向混合物Ⅲ中加入石灰，调节体系的pH值，反应后得混合物Ⅳ；
e、最后在混合物Ⅳ中添加固化剂进行固化，进入养护期。
2.根据权利要求1所述的一种多价态含砷污泥处理的方法，其特征在于：步骤a所述含混合物Ⅰ的pH值为5~7；所述混合的时间为1～20min。
3.根据权利要求1所述的一种多价态含砷污泥处理的方法，其特征在于：步骤b所述的氧化剂为过硫酸钾，所述的加入量为含砷污泥总量的5%~40%，所述的氧化反应时间为10~60min。
4.根据权利要求1所述的一种多价态含砷污泥处理的方法，其特征在于：步骤c所述稳定剂主要为SiO2、MgO、KAl（SO4）·12H2O三种物质混合，所述稳定剂的加入量占含砷污泥总量的5%~25%,，反应时间为10~45min。
5.根据权利要求1所述的一种多价态含砷污泥处理的方法，其特征在于：步骤d所述加入石灰后得到的混合物Ⅳ的pH值在7.5~9之间，所述加入石灰的量占含砷污泥总量的1%~30%。
6.根据权利要求1所述的一种多价态含砷污泥处理的方法，其特征在于：步骤e所述的固化剂为水泥和耐酸碱胶泥的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种多价态含砷污泥处理的方法，其特征在于：步骤e所述的固化剂的加入量占含砷污泥总量的10%~30%。
8.根据权利要求6所述的一种多价态含砷污泥处理的方法，其特征在于：所述的水泥与耐酸碱胶泥的质量比在2:1~20:1之间。
9.根据权利要求1所述的一种多价态含砷污泥处理的方法，其特征在于：步骤e所述养护期为3～15天。
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