申请日2011.11.25
公开(公告)日2012.06.27
IPC分类号B28B1/00; C02F11/00; C04B28/04
摘要
本发明涉及一种电镀污泥的稳定化、固定化的处理方法，属于环境保护工程技术领域。本发明的步骤如下：(1)105℃温度条件下，电镀污泥经脱水烘干后，研磨粉碎并过筛备用;(2)25～50℃温度范围内，将上述电镀污泥、稳定剂、固化剂按一定重量百分比混合，并加入一定比例的水，搅拌机中强力搅拌;(3)对上述混合物进行制模、固化成砌块;(4)砌块养护、风干。砌块样品按GB 5085.3 2007作毒性浸出试验，符合国家环保要求，物理性能符合国家建材二级标准。
权利要求书
1.一种实现电镀污泥的稳定化、固定化的处理方法，该方法包括以下次序的步骤：
①105℃温度条件下，电镀污泥经脱水烘干后，研磨粉碎并过60目筛备用;
②25～50℃温度范围内，将以下重量百分比的组分混合：30～55%的电镀污泥、40～ 60%的固化剂、5～10%的稳定剂。按混合物总量10～20%的比例加入水后， 搅拌机中强力搅拌1.5～2h;
③对上述混合物进行制模、固化成砌块;
④砌块养护、风干。
2.根据权利要求1所述的电镀污泥稳定化、固定化的处理步骤，步骤②所采用的稳定剂为生 物炭质稳定剂。
3.根据权利要求2所述的生物炭质稳定剂系玉米秸秆、芦苇在400～500℃下缺氧高温热 解产品，具有以下特征：比表面积100～150m2/g，C/H=1.5～5.0，C/O=3.0～15.0， C/N=50～100。
4.根据权利要求1所述的电镀污泥稳定化、固定化的处理步骤，步骤②所采用的固定剂为硅 酸盐类固定剂。
说明书
一种实现电镀污泥稳定化、固定化的处理方法
技术领域：
本发明属于环境保护工程技术领域。
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，属于危险固体废物。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，大部分电镀污泥仍只是进行简单的土地填埋，甚至随意堆放，对环境造成了严重污染。因此，如何采取有效的技术处理处置电镀污泥，并实现其稳定化、无害化和资源化，一直都是国内外的研究重点。
在危险固体废物诸多处理手段中，固化技术是危险废物处理中的一项重要技术，并被认为这是一种将危险物转变为非危险物的最终处置方法，所采用的固化材料有水泥、石灰、玻璃和热塑料物质等。在区域性集中管理系统中占有重要地位。电镀污泥的固定化、稳定化研究主要集中在固化块体稳定化过程的机理和微观机制等方面。水泥固化过程中，加入硫脲、硅酸钠等添加剂，可显著降低电镀污泥固化体中重金属铬的浸出浓度，而且硫脲的稳定化效果优于硅酸钠，主要原因是由于稳定剂与固化剂之间存在一定的协同效应。同时，固化体系的酸碱性高低与电镀污泥中的重金属稳定化效果密切相关，混合系统的碱度应控制在有利于重金属氢氧化物稳定化的水平。
针对这种情况，本发明提出了生物炭质材料作为稳定剂的方法。生物质炭具有碱性特征，生物炭表面的-COO-和-O-等有机官能团和生物质炭中的碳酸盐为碱的主要存在形态，在维持重金属氢氧化物稳定化水平的同时，表面-COO-和-O-等有机官能团通过络合反应进一步稳定电镀污泥中的重金属元素，加上硅酸盐系列固定剂之间的协同效应，从而显著提高电镀污泥中重金属的稳定化、固定化效果，降低重金属浸出水平，满足砌块的国家环保要求与建材标准。
在电镀污泥稳定化、固定化的方法研究过程中，接触到了很多有关电镀污泥安全处置方面的技术资料，其中具有一定参考价值的主要包括：《电镀清洁生产工艺》(北京：化学工业出版社，2005)、《水泥基材固化处理含铜污泥的析出性能研究》(硅酸盐学报，2002，Vol.30，No.4)、《电镀重金属污泥的水泥固化/稳定化处理》(上海环境科学，1999，Vol.18，No.5)、《Remediation of acid soils by using alkaline biosolid》(Environmental Quality，1995，24)、《Effect of sodium sulfite on solidification electroplating/stabilization of a synthetic electroplating sludge in cementations binder》(Hazardous Materials，1992，30)。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种电镀污泥高效稳定化、固定化的方法，运用生物炭表面的-COO-和-O-等有机官能团和生物质炭中的碳酸盐的碱性特性，通过重金属氢氧化物、表面-COO-和-O-等有机官能团的对重金属的络合作用以及硅酸盐固定剂的协同效应，显著提高电镀污泥中重金属的稳定化、固定化效果，降低重金属浸出水平，并满足砌块的国家环保要求与建材标准。
具体实施方式：
本发明是这样实现的：一种实现电镀污泥的稳定化、固定化的处理方法，该方法包括以下次序的步骤：
①105℃温度条件下，电镀污泥经脱水烘干后，研磨粉碎并过60目筛备用;
②25～50℃温度范围内，将以下重量百分比的组分混合：30～55%的电镀污泥、40～60%的固化剂、5～10%的稳定剂。按混合物总量10～20%的比例加入水后，搅拌机中强力搅拌1.5～2h;
③对上述混合物进行制模、固化成砌块;
④砌块养护、风干
上述步骤②所采用的稳定剂为生物炭质稳定剂。生物炭质稳定剂系玉米秸秆、芦苇在400～500℃缺氧高温热解产品，具有以下特征：比表面积100～150m2/g，C/H=1.5～5.0，C/O=3.0～15.0，C/N=50～100。
步骤②所采用的固定剂为硅酸盐类固定剂。
实施时，按照电镀污泥成份适当调整各组分比例，典型应用实例如下：①105℃温度条件下，含铜、镍重金属电镀污泥经脱水烘干后，研磨粉碎并过60目筛备用;②25～50℃温度范围内，将以下重量百分比的组分混合：40%的电镀污泥、52%的固化剂、8%的稳定剂。按混合物总量15%的比例加入水后，搅拌机中强力搅拌1.5～2小时;③对上述混合物进行制模、固化成40×20×30cm的砌块;④砌块养护场养护3天，每天自来水喷水雾1次; 自然风干60天后得成品。
对成品按GB 5085.3-2007作毒性浸出测试，步骤如下：固化块粉碎过9.5mm筛后，称取150g试样并置于2L提取瓶中，加入1.5L的用浓硫酸和浓硝酸质量比为2∶1混合溶液所调节的pH为3.20的蒸馏水，盖紧瓶盖后固定在翻转式振荡装置上，转速为30±2r/min，于23±2℃下振荡18±2h。0.45μm膜滤得浸出液，每批样品作三个平行。浸出液经微波辅助酸消解后，电感耦合等离子体原子发射光谱法测定其中铜、镍元素含量，每个浸出液平行测定三次，测得浸出液中铜、镍的含量平均值分别为12.8mg/L和0.98mg/L，低于国家浸出毒性标准值100mg/L和5mg/L，完全符合国家环保标准。
按建筑砌块要求，对成品进行抗压强度、透水率、收水率和含水率指标的测试，均达到国家建材二级标准。
