CN105948589B - 一种电镀污泥无害化处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境保护工程技术领域，具体涉及一种电镀污泥无害化处理的方法。所述方法包括如下步骤：取电镀污泥，加入一定量生石灰和脱硫石膏，充分破碎并搅拌均匀，静置一段时间，得到改性电镀污泥；取改性电镀污泥及粉煤灰，搅拌均匀，然后加入一定量的复合激发剂，再次充分搅拌后得到混合料；采用加压成型方式制得电镀污泥试块，然后将电镀污泥试块在室温环境下养护7～28天，得到电镀污泥固化体。采用本发明所述处理方法处理电镀污泥，具有工艺简单、成本低、电镀污泥固化量大、增容小等优点，同时处理后得到的电镀污泥固化体耐腐蚀性强、长期稳定、重金属浸出毒性低并具有一定抗压强度，可以作为一般固废进行填埋处理。
Description
技术领域
本发明属于环境保护工程技术领域，具体涉及一种电镀污泥无害化处理的方法。
背景技术
电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的排放物，其中含有大量的铬、镉、镍、锌等有毒重金属，成分十分复杂。在我国《国家危险废物名录》(环发[1998]89号)所列出的47类危险废物中，电镀污泥占了其中的7大类，是一种典型的危险废物。就全国而言，每年产出约1000万吨电镀污泥。目前，由于我国电镀行业存在厂点多、规模小、装备水平低及污染治理水平低等诸多问题，在相当一部分地区，电镀污泥仍只是进行简单的处理，甚至随意堆放，其对环境已构成严重威胁。
通过广泛的市场调研，发现在一些电镀工业发达地区，电镀污泥的处理一般采用焚烧后填埋的方法。总的来说，该法可以大幅度减少电镀污泥的体积，同时降低电镀污泥对环境的危害。但由于该法对焚烧设备和条件有一定要求，这就导致部分地区根本无法自行进行焚烧处理，只得将其转运到有条件的地区代为进行焚烧处理，而这将进一步增加处理成本，而对于一般的小电镀厂家，更是难以承受如此之高的处理费用。因此，开发适用性更广、成本更低的电镀污泥无害化处理技术将意义深远。
固化稳定化技术是无害化处理电镀污泥的一项重要技术，相较于焚烧法而言，固化稳定化技术前期投入小，运行费用低，工艺也相对简单。目前，通常使用的固化剂主要有水泥、石灰、沥青、玻璃、HAS土壤固化剂等，以此与电镀污泥加以混合进行固化，使重金属封闭在固化体中从而达到消除污染的目的。然而，目前的固化技术主要存在着三方面问题，首先，固化体耐腐蚀性差，其依然存在着重金属被浸出的高风险，如水泥、石灰固化法；其次，增容明显，如水泥固化法，水泥的用量可达到几十倍；然后，固化成本高，操作复杂，如沥青、玻璃固化法。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种电镀污泥无害化处理的方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种电镀污泥无害化处理的方法，包括如下步骤：
(1)电镀污泥改性：取电镀污泥，加入一定量生石灰和脱硫石膏，充分破碎并搅拌均匀，静置一段时间，得到改性电镀污泥；
(2)取改性电镀污泥及粉煤灰，搅拌均匀，然后加入一定量的复合激发剂，再次充分搅拌后得到混合料；
(3)取步骤(2)所得混合料，采用加压成型方式制得电镀污泥试块，然后将电镀污泥试块在室温环境下养护7～28天，得到电镀污泥固化体。
上述方案中，步骤(1)所述生石灰的加入量为电镀污泥质量的5％～10％，所述脱硫石膏的加入量为电镀污泥质量的5％～10％，所述静置的时间不小于24小时，所述改性电镀污泥的含水率为45wt％～60wt％。
上述方案中，步骤(2)所述粉煤灰的粒径范围为38～150μm，所述改性电镀污泥和粉煤灰的质量比为1.22～4.29:1。更为优选地，粉煤灰的粒径范围为44～74μm，改性电镀污泥和粉煤灰的质量比为1.54～3.49:1。
上述方案中，步骤(2)所述复合激发剂为工业级固态Na2SiO3、KOH粉末和水的混合物，复合激发剂中Na2SiO3的浓度为1～8mol/L，KOH的浓度为1～6mol/L；所述激发剂与总物料的质量比为0.1～0.35:1，所述总物料为改性电镀污泥和粉煤灰。更为优选地，复合激发剂中Na2SiO3的浓度为3～6mol/L，KOH的浓度为1.5～4.5mol/L，激发剂与总物料的质量比为0.15～0.3:1。
本发明的有益效果：
(1)本发明首先对电镀污泥进行预处理改性，在一定程度上降低电镀污泥的含水率和有机质含量，然后直接在改性电镀污泥中掺加粉煤灰，采用碱激发的方式形成地质聚合物三维无定形体，利用地质聚合物的类沸石结构和多孔特性，将电镀污泥中的重金属离子“封锁”在其三维网络骨架结构中，从而最终实现电镀污泥的无害化；电镀污泥的重金属浸出毒性远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.2-2007)的相关限值。
(2)本发明通过掺入适量强碱性的KOH和Na2SiO3作为激发剂，并辅以加压成型方式，电镀污泥固化体的早期强度发展迅速，无需苛刻的养护条件，符合工业化生产的基本要求。
(3)采用本发明所述处理方法处理电镀污泥，具有工艺简单、成本低、电镀污泥固化量大、增容小等优点，同时处理后得到的电镀污泥固化体具有耐腐蚀性强、长期稳定、重金属浸出毒性低并具有一定抗压强度，可以作为一般固废进行填埋处理。
(4)本发明对电镀污泥的来源、重金属的含量、重金属的种类无特殊要求，适用范围广；利用工业废物(粉煤灰)以废治废，处理成本低，每吨电镀污泥的综合处理成本可控制在400～500元之间，而且前期投资小。
附图说明
图1为本发明电镀污泥固化体制备的流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
以下实施例中，相关性能的测试方法如下：
(1)抗压强度测定：按GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》分别对固化体进行抗压强度检测；
(2)浸出毒性：按HJ/T299-2007《固体废物-浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法》分别对固化体进行浸出液的制备，固化体浸出毒性按照GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》进行鉴别；
(3)pH测定：根据GB/T 15555.12-1995《固体废物腐蚀性测定玻璃电极法》制备各固化体的浸出液，然后根据GB 5085.1-2007《危险废物鉴别标准－腐蚀性鉴别》对固化体浸出液的pH进行判定。
以下实施例中，所用原料的化学组成和相关性质，详见表1和表2。
表1粉煤灰化学组成(单位：wt％)
| 样品 | Al2O3 | SiO2 | Fe2O3 | TiO2 | K2O | Na2O | CaO | MgO | P2O5 | LOI |
| 粉煤灰 | 48.72 | 27.51 | 2.58 | 1.74 | 0.25 | 0.094 | 5.67 | 0.51 | 0.20 | 7.48 |
注：“LOI”为烧失量
表2电镀污泥各重金属含量(单位：wt％)
| 元素 | Cu | Zn | Cd | Pb | Cr | Hg | Mn | Ni | As | Fe |
| 含量 | 3.22 | 1.95 | N | 0.04 | 2.54 | N | 0.17 | 0.77 | N | 4.99 |
注：“N”代表未检出
实施例1～4
一种电镀污泥无害化处理的方法，包括如下步骤：
(1)电镀污泥预处理：取电镀污泥，加入电镀污泥质量5％的生石灰和5％的脱硫石膏，充分破碎并搅拌均匀，静置24小时，得到改性电镀污泥，所述改性污泥的含水率为55％；
(2)取改性电镀污泥及粉煤灰(粒径74μm)，两者质量之比为1.54～3.49:1，搅拌均匀，然后加入一定量的复合激发剂，复合激发剂与总物料(改性电镀污泥及粉煤灰)的质量比为0.15～0.25:1，复合激发剂中Na2SiO3的浓度为5mol/L，KOH的浓度为2.5mol/L，再次充分搅拌，得到混合料；
(3)取步骤(2)所得混合料，采用加压成型方式，制得电镀污泥试块，然后将试块在室温环境下养护28天，得到电镀污泥固化体。
表3实施例1～4原料配比及激发剂用量
实施例1～4制得的电镀污泥固化体的性能测试结果如表4和表5所示：
表4实施例1～4电镀污泥固化体浸出毒性测试结果(mg/L)
| 实施例 | Cu | Zn | Cd | Pb | Cr | Hg | Mn | Ni | As | Fe |
| 1 | 2.08 | 2.16 | N | 0.72 | 0.53 | N | N | 0.39 | N | 0.85 |
| 2 | 2.17 | 1.98 | N | 0.74 | 0.62 | N | N | 0.62 | N | 0.17 |
| 3 | 2.34 | 2.27 | N | 0.88 | 0.57 | N | N | 0.44 | N | 0.58 |
| 4 | 2.42 | 2.25 | N | 0.86 | 0.78 | N | N | 0.75 | N | 0.93 |
注：“N”代表未检出
表5实施例1～4固化体抗压强度及PH测试结果
| 实施例 | 抗压强度(MPa) | pH |
| 1 | 20.24 | 8.5 |
| 2 | 14.83 | 9.1 |
| 3 | 10.12 | 9.4 |
| 4 | 8.36 | 10.3 |
从表4可以看出，四个实施例固化体的各重金属浸出毒性均远远低于GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》危险废物判别值；由表5可知四个实施例固化体的抗压强度均在8MPa以上，远远超过一般填埋要求；结合表5的pH值及标准GB5085.1-2007《危险废物鉴别标准－腐蚀性鉴别》可知，四个实施例的电镀污泥固化体已不再具备危险废物的腐蚀性特征。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电镀污泥无害化处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）电镀污泥改性：取电镀污泥，加入一定量生石灰和脱硫石膏，充分破碎并搅拌均匀，静置一段时间，得到改性电镀污泥；所述生石灰的加入量为电镀污泥质量的5%~10%，所述脱硫石膏的加入量为电镀污泥质量的5%~10%，所述静置的时间不小于24小时；
（2）取改性电镀污泥及粉煤灰，搅拌均匀，然后加入一定量的复合激发剂，再次充分搅拌后得到混合料；所述复合激发剂为工业级固态Na2SiO3、KOH粉末和水的混合物；所述改性电镀污泥和粉煤灰的质量比为1.22~4.29:1；所述激发剂与总物料的质量比为0.1~0.35:1，所述总物料为改性电镀污泥和粉煤灰；
（3）取步骤（2）所得混合料，采用加压成型方式制得电镀污泥试块，然后将电镀污泥试块在室温环境下养护7~28天，得到电镀污泥固化体。
2.根据权利要求1所述电镀污泥无害化处理的方法，其特征在于，步骤（1）所得改性电镀污泥的含水率为45wt%~60wt%。
3.根据权利要求1所述电镀污泥无害化处理的方法，其特征在于，步骤（2）所述粉煤灰的粒径范围为38~150μm。
4.根据权利要求3所述电镀污泥无害化处理的方法，其特征在于，所述粉煤灰的粒径范围为44~74μm，所述改性电镀污泥和粉煤灰的质量比为1.54~3.49:1。
5.根据权利要求1所述电镀污泥无害化处理的方法，其特征在于，步骤（2）复合激发剂中Na2SiO3的浓度为1~8mol/L，KOH的浓度为1~6mol/L。
6.根据权利要求5所述电镀污泥无害化处理的方法，其特征在于，所述复合激发剂中Na2SiO3的浓度为3~6mol/L，KOH的浓度为1.5~4.5mol/L。
7.根据权利要求1所述电镀污泥无害化处理的方法，其特征在于，所述激发剂与总物料的质量比为0.15~0.3:1，所述总物料为改性电镀污泥和粉煤灰。
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