申请日2015.04.28
公开(公告)日2015.07.08
IPC分类号C02F103/16; C02F11/00
摘要
本发明公开了一种电镀污泥的稳定化固化方法，先将待处理的电镀污泥与飞灰混合，持续搅拌作用下分别加入氢氧化钙粉末、水泥和水，搅拌均匀，得到浆状混合物;将浆状混合物倒入模具中并进行养护;待固化体表面干燥后，将环氧树脂及对应的固化剂混合，均匀涂覆在固化体表面;树脂涂覆层固化完全后得到可以直接填埋的电镀污泥固化体。本发明方法对电镀污泥的来源、重金属含量、粒径大小来源要求不高，适合大多数含重金属的电镀污泥的稳定化固化。
权利要求书
1.一种电镀污泥的稳定化固化方法，其特征在于包括以下步骤：
①将待处理的电镀污泥与飞灰混合均匀，电镀污泥与飞灰的质量之比为4～7∶1;
②向步骤①搅拌均匀后的物料中加入氢氧化钙粉末，搅拌均匀;氢氧化钙粉末加入后污泥浸出液的pH为7～10;
③向步骤②搅拌均匀后的物料中加入水泥和水，搅拌均匀，得到浆状混合物;将浆状混合物倒入模具中;将固化后成形的砌块放置于水泥养护箱中养护，养护结束取出并风干即得到水泥固化体;
④将环氧树脂与其对应的固化剂搅拌均匀后，涂覆在步骤③得到的表面干燥的水泥固化体的各个表面，48～72小时后树脂涂覆层固化完全，得到最终的电镀污泥固化体。
2.根据权利要求1所述的电镀污泥的稳定化固化方法，其特征在于：步骤①中使用的飞灰为生活垃圾焚烧炉的烟道飞灰或火力发电厂燃煤锅炉的烟道飞灰。
3.根据权利要求1所述的电镀污泥的稳定化固化方法，其特征在于：步骤③中水泥与电镀污泥的质量之比为2～4∶1。
4.根据权利要3所述的电镀污泥的稳定化固化方法，其特征在于：步骤③中水加入量与水泥加入量之比为1∶2～5。
5.根据权利要求1所述的电镀污泥的稳定化固化方法，其特征在于：步骤④所用的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所用固化剂为与环氧树脂相对应的芳香胺类固化剂;环氧树脂与固化剂的用量体积比为5～7:1。
6.根据权利要求5所述的电镀污泥的稳定化固化方法，其特征在于：步骤④环氧树脂涂覆层的厚度为2～3mm。
说明书
电镀污泥的稳定化固化方法
技术领域
本发明涉及危险废物无害化处理工艺，具体涉及一种电镀污泥的稳定化固化方法。
背景技术
电镀工业是我国重要的工业行业，在国民经济中占重要地位。根据环保部的统计数据，截止2012年，我国电镀企业数量多达4131家。电镀污泥是电镀废水处理后产生的泥质产物，众多电镀企业的生产产生数量庞大的电镀污泥。电镀污泥中含有大量的重金属，是《国家危险废物名录》中指出的典型危险废物，其中的重金属若进入环境，将对环境造成很大的危害。目前，稳定化固化技术是处理电镀污泥的重要方法，其目的是使电镀污泥中的重金属呈现化学惰性，并被包容起来，以减少电镀污泥的危险性，方便运输和填埋。
我国对电镀污泥的稳定化固化处置有严格的管理制度，对其稳定化固化处置的技术开发也越来越深入。常用的重金属稳定化方法有中和法、氧化还原法和化学沉淀法等，其中化学沉淀法包括硫化沉淀、氢氧化物沉淀、硅酸盐沉淀、碳酸盐沉淀。常用的固化方法可以分为：水泥固化法、石灰固化法、热塑性材料固化(沥青、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、石腊)法、热固性材料固化(酚醛树脂)法、玻璃固化法、自胶结固化、大型包封法。
对于上述几种固化方法，其中的水泥和石灰固化法原料来源广、价格便宜、操作简单、渗透性低，且承受变动力强、对固废结构要求低，处理成本低;沥青固化法具有浸出速率大大降低、增容比较小，但投资高、对物料含水率、操作要求较高;玻璃固化法固化效果稳定，常用在对核能废料的固化方面;自胶结固化法具有固化体稳定、结构强度高，但是应用面较狭窄。
对于电镀污泥的稳定化固化方法，中国专利文献CN 1193834C (申请号 03126608.8)公开了一种工业废渣综合利用、固化处理电镀污泥的方法，将碱性工业废渣、电镀污泥、水均匀搅拌成pH值为7.5～9的混合污泥;将混合污泥、固化剂、稳定剂和水搅拌均匀;将搅拌后的混合物制模并固化成砌块;对砌块进行快速养护，风干。使用该方法得到的固化体填埋后容易被水体侵蚀，固化效果受存放时间和固化体所处环境影响较大，有将污染暴露于环境中的风险。
中国专利文献CN 102514079 A(申请号 201110388218.5)公开了一种实现电镀污泥稳定化、固定化的处理方法，先将电镀污泥脱水烘干，研磨粉碎并过60目筛备用;在25℃～50℃温度范围内，将电镀污泥、固化剂、稳定剂和水在搅拌机中强力搅拌;对上述混合物进行制模、固化成砌块;砌块养护风干。所述固定剂为硅酸盐类固定剂，所述稳定剂为生物炭质稳定剂。该法对电镀污泥的前处理要求较高，需要脱水、烘干、粉碎处理，而且生物炭质制备成本高，该方法市场应用性低。
环氧树脂是一种及其重要的热固性材料，在与其专用固化剂固化后耐酸耐碱，且具有较大强度，多使用在工业企业车间地面的处理上。目前，有人采用环氧树脂与石油沥青制成高强度、环境适应性良好的特种路面材料。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用广泛、成本较低、稳定化固化效果好的电镀污泥的稳定化固化方法。
实现本发明目的的技术方案是一种电镀污泥的稳定化固化方法，包括以下步骤：
①将待处理的电镀污泥与飞灰混合均匀，电镀污泥与飞灰的质量之比为4～7∶1。
②向步骤①搅拌均匀后的物料中加入氢氧化钙粉末，搅拌均匀;氢氧化钙粉末加入后污泥浸出液的pH为7～10。
③向步骤②搅拌均匀后的物料中加入水泥和水，搅拌均匀，得到浆状混合物;将浆状混合物倒入模具中;将固化后成形的砌块放置于水泥养护箱中养护，养护结束取出并风干即得到水泥固化体。
④将环氧树脂与其对应的固化剂搅拌均匀后，涂覆在步骤③得到的表面干燥的水泥固化体的各个表面，48～72小时后树脂涂覆层固化完全，得到最终的电镀污泥固化体。
上述步骤①中使用的飞灰为生活垃圾焚烧炉的烟道飞灰或火力发电厂燃煤锅炉的烟道飞灰。
上述步骤③中水泥与电镀污泥的质量之比为2～4∶1。
进一步的，步骤③中水加入量与水泥加入量之比为1∶2～5。
上述步骤④所用的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所用固化剂为与环氧树脂相对应的芳香胺类固化剂;环氧树脂与固化剂的用量体积比为5～7:1。
作为可选的，步骤④环氧树脂涂覆层的厚度为2～3mm。
本发明具有积极的效果：
(1)本发明在对电镀污泥进行稳定化处理时，首先将电镀污泥与飞灰进行混合，电镀污泥中的重金属被飞灰吸附;然后采用石灰进一步稳定重金属，并调节电镀污泥的pH值，保证大部分金属以氢氧化物的形式被稳定化，且铬等两性金属不反溶。
(2)本发明在对稳定化处理后的电镀污泥进行固化时，先采用水泥确保固化体的强度和稳定性，然后用环氧树脂涂覆水泥固化体的表面，环氧树脂包覆层阻止水分侵蚀固化体，使重金属等有害物质稳定固化在污泥颗粒中，能够确保处置后电镀污泥中的高毒物质完全被密闭、而且达到长期稳定的效果。
(3)本发明的稳定化固化方法得到的固化体强度高，具有疏水性，并且长期稳定，达到直接填埋处置要求。
(4)本发明的稳定化固化方法适合大多数含重金属的电镀污泥的稳定化固化，其对电镀污泥的来源、重金属含量、粒径大小来源要求不高，适用范围广。
(5)本发明方法使用的稳定化固化材料如飞灰、石灰、水泥、环氧树脂等，来源广，价格低，其中使用飞灰获得了以废治废的效果。另外，本发明方法操作十分简便。综上，本发明的电镀污泥稳定化固化方法的固化效果良好，适用范围广，操作简单方便，成本较低，是电镀污泥填埋前处理的较好方法。
具体实施方式
(实施例1)
本实施例处理的是颗粒状含锌电镀污泥，含水率约为40%，污泥粒径小于10cm。根据GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》的要求制得浸出液，测得污泥浸出液中仅锌含量超过填埋标准限制，为313mg/L。 根据《危险废物鉴别标准-腐蚀性鉴别》(GB 5085.1-2007)测得污泥浸出液的pH值为7.4。
本实施例的电镀污泥的稳定化固化方法包括以下步骤：
①将100kg含锌电镀污泥装入搅拌器中，向搅拌器中投入飞灰20kg，搅拌，使物料混合均匀。所述飞灰为生活垃圾焚烧炉的烟道飞灰或火力发电厂燃煤锅炉的烟道飞灰，本实施例中使用的飞灰为火力发电厂燃煤锅炉的烟道飞灰。
②向步骤①搅拌均匀后的物料中加入氢氧化钙粉末8～12kg(本实施例中为10kg)，搅拌均匀，根据《危险废物鉴别标准-腐蚀性鉴别》(GB 5085.1-2007)测得污泥浸出液的pH=9.2，搅匀后的物料待进一步处理。
在本步骤中，加入氢氧化钙粉末后需保证污泥浸出液的pH为7～10，若第一次加入后污泥浸出液的pH值小于7，则继续向污泥中投加氢氧化钙粉末。
③向步骤②搅拌均匀后的物料中加入300kg水泥和80kg水，搅拌均匀，得到浆状混合物。将浆状混合物倒入边长为0.2米～1米的立方体模具中，在成型压力3～10Mpa下压实使浆状混合物中无空隙;将固化后成形的砌块放置于水泥养护箱中，在温度为17℃～23℃(本实施例中为22℃)、湿度>95%的条件下养护18～36h，养护结束从水泥养护箱中取出并风干得到水泥固化体。
水泥与含锌电镀污泥的质量之比为2～4∶1，本实施中为3∶1。
④将双酚A型(牌号E-44)环氧树脂与其专用的固化剂搅拌均匀后，均匀涂覆在步骤③得到的表面干燥的水泥固化体的各个表面，48～72小时(本实施例中为48小时)后树脂涂覆层固化完全，完成电镀污泥的稳定化固化处理，得到可以直接填埋的稳定化固化体。
所述固化剂为与环氧树脂相对应的芳香胺类固化剂，环氧树脂与固化剂的体积比为5～7:1(本实施例中为6:1)。环氧树脂及其固化剂快速均匀混合，混合后快速涂覆在水泥固化体的六个面上，涂覆层的厚度为2～3mm。在树脂固化过程中，保证水泥固化体的六个面均与空气充分接触。
随机取一块步骤④的稳定化固化体作为检测样品，测得其强度为6MPa。
按照GB 5086.1-1997《固体废物-浸出毒性浸出方法 翻转法》对上述样品进行粉碎并制得浸出液，测得锌含量为5mg/L，符合GB 18598-2001《危险废物填埋污染控制标准》要求。本实施例对电镀污泥的稳定化固化效果良好，可以直接填埋。
(实施例2)
本实施例处理的是泥状含铜电镀污泥，含水率为67%。根据GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》的要求制得浸出液，测得污泥浸出液中仅铜含量超过填埋标准限制，为247mg/L。根据《危险废物鉴别标准-腐蚀性鉴别》(GB 5085.1-2007)测得污泥浸出液的pH值为8.8。
本实施例1的电镀污泥的稳定化固化方法其余与实施例1相同，不同之处在于：
步骤①中电镀污泥与飞灰的质量之比为6∶1。
步骤②加入氢氧化钙粉末6kg。根据《危险废物鉴别标准-腐蚀性鉴别》(GB 5085.1-2007)测得污泥浸出液的pH=9.3。
本实施例获得的稳定化固化体的强度为13MPa。
按照GB 5086.1-1997《固体废物-浸出毒性浸出方法 翻转法》对上述样品进行粉碎并制得浸出液，测得铜含量为43mg/L，符合GB 18598-2001《危险废物填埋污染控制标准》要求，可以直接填埋。
(实施例3)
本实施例处理的是结晶状的含镍污泥，含水率为61%，污泥粒径为5mm～10mm。根据GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》的要求制得浸出液，测得污泥浸出液中仅镍含量超过填埋标准限制，为37mg/L。根据《危险废物鉴别标准-腐蚀性鉴别》(GB 5085.1-2007)测得污泥浸出液的pH值为8.1。
本实施例1的电镀污泥的稳定化固化方法其余与实施例1相同，不同之处在于：
步骤①中电镀污泥与飞灰的质量之比为4.5∶1。
步骤②加入氢氧化钙粉末9kg。根据《危险废物鉴别标准-腐蚀性鉴别》(GB 5085.1-2007)测得污泥浸出液的pH=9.6。
本实施例得到的稳定化固化体的强度为9MPa。
按照GB 5086.1-1997《固体废物-浸出毒性浸出方法 翻转法》对上述样品进行粉碎并制得浸出液，测得镍含量为4mg/L，符合GB 18598-2001《危险废物填埋污染控制标准》要求，可以直接填埋。
本发明方法适合大多数含重金属的电镀污泥的稳定化固化，其对电镀污泥的来源、重金属含量、粒径大小来源要求不高。
以上各实施例及应用例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
