含鉻污泥處理現(xiàn)狀整理

1、含鉻污泥無害化處理技術(shù)總體上可分為兩類： 一類為固化穩(wěn)定化技術(shù)， 一類為再生利用技術(shù)。固化穩(wěn)定化是利用固化劑將含鉻廢物固化在固化體內(nèi)以避免重金屬鉻對環(huán)境的危害，此法污泥增容嚴(yán)重，不能回收利用金屬。11 固化穩(wěn)定化技術(shù)化學(xué)固定化是將污染體用膠凝材料包裹，膠凝材料固化后將其固定在固體結(jié)構(gòu)中，從而控制危險污染廢棄物發(fā)生擴散的技術(shù)。 化學(xué)固定化技術(shù)所用的主體材料一般為傳統(tǒng)的建筑用膠凝材料 ，如石灰 、普通硅 酸鹽水泥、瀝青等 ，其中石灰、水泥由于成本低廉和使用較簡單應(yīng)用最為廣泛。 化學(xué)固定化是一種廣泛應(yīng)用于歐美國家的比較成熟的固體廢棄物處理技術(shù)，經(jīng)過幾十年的研究，已成功應(yīng)用于放射性廢物、污泥和土壤的無

2、害化處理。Wu2 在利用下水道污泥進行鉻渣熱回固的研究中發(fā)現(xiàn)，在含有3%的六價鉻的鉻渣與下水道污泥混合過程中， 59.8%-99.7% 的鉻被去除， 當(dāng)渣泥比為1/2，在氮氣環(huán)境中使溫度達到300 攝氏度，總的鉻濃度下降到0.55mg/L ，六價鉻含量為0.17mg/L ， 45.5%的鉻在熱處理中以殘余餾分形式存在。 但是傳統(tǒng)的膠凝材料在固化效果上存在局限性，尤其是固化鉻污染土壤 時，由于對六價鉻浸出濃度有著很嚴(yán)格的要求，往往難以達到理想的效果。22 再生利用技術(shù)再生利用技術(shù)的普遍特點是用某種浸取劑浸出主要目標(biāo)金屬，進行再生利用。常用的回收方法有很多，下面一一列出。2.1 浸出法1主要的浸取

3、方法有酸浸出、氨浸出。酸浸出，主要用硫酸和鹽酸，兩種酸都可以在一定條件下浸出金屬鉻，浸出率達90以上。氨浸液中含鉻可達0.5 1g。2.1.1 酸浸 氧化法鉻污泥中的金屬大多以其氫氧化物或氧化物形態(tài)存在，通過酸浸大部分金屬物質(zhì)能以離子態(tài)或絡(luò)合離子態(tài)溶出。常用的浸出劑有鹽酸、硫酸、硝酸、王水等。如用80%的鹽酸浸出電鍍含鉻污泥中的各金屬，為了分離鉻與浸出液中的其他金屬元素，加入一定量30% 的H2O2，發(fā)生以下反應(yīng)使 Cr(III) 氧化成 Cr(VI) ：在氧化過程中， 其他金屬以氫氧化物的形式沉淀下來。到 7-11，使溶液中殘余的金屬雜質(zhì) Mn 、 Zn、 Fe、 Ca、Mg到較純的鉻酸鹽溶

4、液。 以凈化后的鉻酸鈉或鉻酸鉀為原料，品制取工藝進行回收利用。各種鉻鹽回收工藝流程如下：然后，用 NaOH 或 KOH 調(diào)節(jié) pH 等充分沉淀，再將溶液過濾便得可以根據(jù)實際需要采用不同的成氨絡(luò)合轉(zhuǎn)化鐵氧體法以氨或氨加銨鹽作浸出劑的浸出過程稱為氨浸。在一定條件下，利用氨浸法能將Fe、1 / 5Cr、 Ni 、Cu 等加以有效分離。其方法如下：在室溫和氧分壓為0.03 MPa 下，向浸出液中鼓入空氣，將多組分的電鍍污泥用NH 3(NH4) 2 SO4 溶液浸出， CuNi Zn 體系轉(zhuǎn)化為氨絡(luò)合物Me(NH 3)2+SO4 而穩(wěn)定在液相，污泥中的Fe、 Cr 元素則生成惰性鉻鐵沉淀，從而有效的將F

5、e、 Cr 與其它元素Cu、 Zn、 Ni 等分離。然后在溫度140 °C 和 0.1-0.2 MPa 的氧分壓下，將形成的鐵鉻渣用燒堿溶液浸泡，使其中的Cr 和 Fe 元素分別生成鉻酸鹽和Fe2 O3：經(jīng)過濾可達到鐵鉻分離的目的。最后，鉻污泥中Cr 的回收率能達到95%，大大減少了氨浸鉻渣對環(huán)境的潛在危害，同時能獲得一定的經(jīng)濟效益。2.2 高溫堿性氧化法3堿性氧化焙燒工藝的原理見式(1) 、式 (2) 。經(jīng)灰化處理后的含鉻污泥中的鉻主要以Cr2O3 的形式存在，雖極難溶于酸和堿， 但在高溫條件下Cr2O3 能與鈉鹽(NaNO ，Na CO3 ，NaOH) 反應(yīng)生成鉻酸鹽，而含鉻污泥

6、中的鐵等其他共存金屬不參與反應(yīng)。對焙燒后的熟料進行浸取時，由于鉻酸鹽易溶于水且不會與殘渣中的任何雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故鉻酸鹽進入浸出液中，而熟料中的鐵、鋅、錫和鉛等的化合物在常壓下均不會發(fā)生水解反應(yīng)，而殘留在浸出渣中，從而實現(xiàn)了鉻與其共存金屬(尤其是鐵 )的有效分離，可回收鉻。堿性氧化焙燒工藝處理含鉻 虧泥的工藝流程見圖 1。經(jīng)壓濾、 干燥 、灼燒和研磨等預(yù)處理后的含鉻泥，先與適量的 NaNO3 、Na CO3 、NaOH 和浸出渣進行充分混合，然后進行高溫焙燒。熟料冷卻后用熱水進行浸取，過濾后即可得到較為純凈的Na2CrO4 溶液，過濾后的浸出渣一部分作為填料返回混合，其余部分可經(jīng)解毒后進行安

7、全處置。2.4 制為農(nóng)肥 4這種方法適用于含鉻量比較少的污泥，源于意大利。 意大利是世界上制革行業(yè)較發(fā)達國家，因此對制革污泥農(nóng)用問題非常重視。意大利Sacro Cuore 大學(xué)農(nóng)業(yè)化學(xué)系Sandro Silva教授對制革污泥在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面研究較多，他通過對玉米、 小麥和水稻的試驗得出以下結(jié)論：(1) 在已經(jīng)施污泥的土壤上，植物吸收鉻，未發(fā)現(xiàn)中毒現(xiàn)象或使產(chǎn)量降低現(xiàn)象，相反鉻元素的存在對植物成長的生化作用有重要影響。(2) 鉻元素對人類營養(yǎng)的影響也非常重要，它能促進葡萄糖的分解，增強碳水化臺物的代謝。缺鉻是動脈硬化和冠心病的重要原因，同時也會引起其他病理綜合癥，如急性高血壓、神經(jīng)疾病等。(3)使用

8、臺鉻污泥并沒有導(dǎo)致鉻在果實中的累積卻使小麥、玉米、稻米分別增產(chǎn) 2%、 7.8%、 18%。(4) 土壤中鉻含量應(yīng)達標(biāo)。意大利的這些結(jié)論是令人樂觀的，將為制革污泥在農(nóng)田上利用提供廣泛的前景。2 / 52.5微生物法 5這種方法主要用于皮革污泥。目前，我國大多數(shù)制革廠家對于制革污泥還沒有行之有效的方法，普遍使用的化學(xué)浸出法、循環(huán)法等都存在一定的缺陷，如須投加大量的化學(xué)藥劑，費用昂貴等，所以不能得到較大的推廣。因此，近年來許多國內(nèi)外專家逐漸在尋找一條經(jīng)濟合理的道路來處理制革污泥，其中比較熱門的是生物氧化浸出技術(shù)(Bioleaching) 。生物氧化浸出技術(shù)的基本原理是通過特異化能自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌

9、的催化氧化作用以及在其作用下降低的污泥體系pH ，使難溶的重金屬從固相溶出進入液相，再通過污泥脫水，去除污泥中重金屬。 Kilic 1 在使用生命周期評價法來對制革污泥處理進行優(yōu)化的研究中，通過降低含水率、副產(chǎn)品利用和厭氧污泥消化，成功回收鉻濃度為100,000ppm 的污泥。Chai3 在利用 Ch-1 菌對鉻渣進行微生物處理的研究中發(fā)現(xiàn)，利用鉻渣?；夹g(shù)用Ch-1進行堆浸， 7-10 天，溫度維持在25-50 攝氏度的條件下，鉻的浸出率達到90%，多達 32.8%的 Cr(OH) 3 沉淀有很高的資源利用價值。Tan4 在利用耐鉻菌對含鉻污泥進行解毒的實驗中發(fā)現(xiàn)，去除鉻的效果和微生物生長規(guī)

10、律有關(guān)， 在反應(yīng)的頭 24 小時為生長期， 攝氏 30 度， pH 為 7.0，攪拌速度為 150rpm 條件下，菌種能有效加快去除效率。相似地， Chai5 等在湖南省鉻渣污染土壤中分離篩選出高效還原Cr（） 的土著微生物（Pannonibacter phragmitetus ），結(jié)果表明所篩選的土著微生物在316h 內(nèi)就能夠完全還原污染土壤中濃度為360mg/kg 的 Cr（）。2.6 冶煉回收法(1) 將含鉻污泥曬干或烘干；(2) 將干燥含鉻污泥入焙燒爐焙燒，爐溫 800 1000，焙燒 5-6 小時，含鉻污泥中氫氧化鉻完全轉(zhuǎn)成三氧化二鉻為止，得粗品三氧化二鉻；(3) 將粗品三氧化二鉻水

11、洗、沉淀，去除水溶物；(4) 將去除水溶物的三氧化二鉻經(jīng)甩干、烘干、研磨、篩分，得不同目數(shù)的三氧化二鉻精制產(chǎn)品2.7 由鉻污泥制備鉻黃6在含鉻廢水中，除Cr(VI) 是以陰離子的形式存生外，其它的金屬都以陽離子狀態(tài)存在，利用這些金屬離子可以生成難溶性碳酸鹽或氫氧化物的特性，選用 NaOH 和 Na 2CO3 為沉淀劑，可使廢水中的雜質(zhì)離子與Cr(VI) 分離。含鉻污泥中的Cr 主要為 Cr( )，含量為 8%12%( 干重 )，將含鉻污泥與預(yù)處理工序的含鉻濾渣混合 (統(tǒng)稱含鉻廢渣 )，烘干研磨成粉狀備用。含鉻廢渣用水調(diào)成泥漿，固液比為1：5，用 10%NaOH 溶液調(diào)節(jié)混合液的 pH ，在攪拌

12、情況下緩慢加入 H2O2，將溶液中的 Cr( )氧化為 Cr( )，再用飽和碳酸鈉溶液調(diào)節(jié) pH 至 8.59.0，沉淀除去溶液中溶出的雜質(zhì)：反應(yīng)溶液經(jīng)過濾分離后的濾液只含有Cr( )，經(jīng)過濾分離、 洗滌，濾液和洗滌水與預(yù)處3 / 5理得到的 Cr( )溶液，用于制備中鉻黃，濾渣可填埋處理。分離雜質(zhì)后的含鉻溶液用HCl 調(diào)節(jié) pH 小于 6，使反應(yīng)體系呈微酸性。沉淀反應(yīng)溫度在60左右， 溫度過低會影響反應(yīng)速率，生成的產(chǎn)物難過濾分離；溫度過高則能耗大。試驗選用 40%的 Pb(NO 3)2 溶液為沉淀劑，加入量為理論用量的1.15 倍，使溶液中的Cr( )反應(yīng)完全，過量的鉛用10%明礬溶液沉淀，

13、生成硫酸鉛，同時用飽和Na2CO3 溶液和NaOH 調(diào)節(jié)pH ，反應(yīng)終點pH 6.57.5 。反應(yīng)在充分攪拌下進行，使反應(yīng)快速完全。反應(yīng)完成后趁熱過濾，用 60左右的熱水洗滌，洗去 C1 -、 SO4 2-以及其它可溶性鹽。黃色濾渣經(jīng) 80干燥、粉碎即得中鉻黃成品。 沉淀反應(yīng)中鉻的回收率在 99.9%以上。沉淀工序的主要化學(xué)反應(yīng)如下：參考文獻4 / 51 謝夢芹 ,牛冬杰 ,趙由才 . 含鉻污泥中鉻、鐵分離研究 . 黑龍江技術(shù)學(xué)院學(xué)報 . 2003,13(4) ：9122 徐小希 ,陳胡星 ,劉浩 ,李靜 ,唐先進 . 水泥基材料對鉻污染土壤的固化穩(wěn)定化研究 . 材料導(dǎo)報 . 2012,26(

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