含重金屬的固體廢棄物無害化處理技術
對于含有大量重金屬的危險性廢棄物,目前已經有許多應用性成果可供借鑒。如污泥中重金屬微生物脫毒方法、重金屬分離和濃縮方法、荇泥穩定化/固化處理法等,這些方法均能減少有害成分的浸出毒性等。在諸多處理手段中,已發展了許多重金屬污染治理技術,穩定化技術是危險廢物管理中的一項重要技術,在區域性集中管理系統中占有重要地位。這些重金屬穩定化技術概括起來包括:惰性固體基材固化技術,藥劑穩定化技術,pH值控制技術,氧化還原電勢控制技術,沉淀技術,束縛于不溶性基質技術,吸附技術,離予變換技術等。
1 惰性固體基材穩定化/固化技術
將有害廢物固定或包封在惰性固體基材中的處理方法,稱為穩定化或固化。有害廢物經過穩定化/固化處理,其浸出毒性將大大降低,能安全地運輸,并能方便地進行最終處置。對于穩定性和強度適宜的產品,還可作為建筑基材使用,穩定化/固化技術作為廢物資源化利用或最終處置的預處理技術,在國內外已得到廣泛應用。
現在已經得到開發利用的穩定化/固化技術主要包括水泥固化、凝硬性材料固化、熱塑性做包胎、大型包膠、自膠結固化和水玻璃固化等幾種類型。目前,穩定化固化技術主要是應用無機凝硬性凝結劑處理含重金屬廢物,如用水泥固化、穩定化技術處理電鍍重金屬污泥。常規的穩定化、固化技術存在著一些不可忽視的問題,如廢物經固化處理后,其增容比較大,有時體積可增加6~10倍;另一個重要的問題是固化體的長期穩定性問題。很多研究表叫廢物穩定的主要機理是廢物和凝結劑之間的化學鍵合力、凝結劑對廢物的物理包膠及凝結劑水合產物對廢物的吸附等其同作用。對于確切的包膠機理及固化體在小同化學環境中的長期行為的認始還不夠,特別是包膠機理,因為當包膠體破裂后,廢物會重新進人環境造成不可預見的影響。對固化試樣的長期化學浸出行為和物理完整性還沒有客觀的評價,這些都影響自常規穩定化/固化技術在未來危險廢物處理中的進一 步應用。引對這些問題,近年來提出采用高效化學穩定藥劑進行無害化處理的概念。
2 藥劑穩定化技術
藥劑穩定化處理是指在廢棄物中加入某種化學物質,使廢物中的有害成分經過變化或被引人某種穩定的晶格結構中。用人工合成的高分子螯合物捕集廢物中的重金屬的研究正在展開。如清華大學研究的用聚乙烯亞胺與二硫化碳反應得到重金屬螯合劑二硫代氨基甲酸或其鹽,這種重金屬螯合劑對于Cr3+、Cu2+、Ni2+、Ag—、Pb2+、Zn2+和Cd2+均有較好的捕集作用,并且其捕集重金屬離子的效果也不受pH值的影響。在廢棄物中先加入某些藥劑,使有害成分先與其發生作用,再進行固化,其浸出毒性將大大降低。如上海交通大學近年研究的電鍍重金屬污泥的固化/穩定化處理,經鐵氧體濕法預固化的電鍍污泥,再用餛凝土進行固化。與單純的混凝土對污泥進行固化處理相比,固化體強度有明顯的提高,浸出毒性也有很大降低。又如在普通水泥中加入黃原酸鹽來處理重金屬污泥,能降低重金屬的浸出率,鈣礬石礦物中天然金屬也可以置換廢物中的危險重金屬等。
用藥劑穩定化技術處理危險廢物,可以在實現廢物無害化的同時,達到廢物少增容或不增容,從而提高危險廢物處理、處置系統的總體效率和經濟合理性。同時,還可通過改進螯合劑等的結構和性能,使其與廢物中的危險成分之間的化學螯臺作用得到強化.進而提高穩定化產物的長期穩定性,減少最終處置過程中穩定化產物對環境的影響。因此,藥劑穩定化/固化投術將有其廣泛的應用前景。
3 pH值控制技術
pH值控制技術是一種最普遍、最簡單的方法。其原理為:加人堿性藥劑,將廢物的pH值調整致使重金屬離子具有最小溶解度的范圍,從而實現其穩定化。常用的pH值調節荊有石灰、蘇打、氫氧化鈉等。對于不同的重金屬離子,其最小溶解度的范圍不同。另外,除了這些常用的強堿外,大部分固化基材,如普通水泥、石灰窯灰渣、硅酸鈉等也都是堿性物質,它們在固化廢物的同時,也有調整pH值的作用,另外,石灰及一些類型的黏土可片j做pH值緩沖材料。
4 氧化還原電位控制技術
為了使某些重金屬離子更易沉淀,常要將其還原為最有利的價態。最典型的是把六價鉻(Cr6+)還原為三價鉻(Cr3+),五價砷(As5+)還原為三價砷(As3+);常用的還原劑有硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫等。
5 沉淀技術
即通過添加化學物質來改變固體廢棄物中重金屬的溶解性的方法來達到穩定的技術。常用的沉淀劑包括氫氧化物/氧化物、硫化物、硅酸鹽、無機和有機配合物等。部分有機化合物表面的活性基團反應可與重金屬離子結合形成穩定的沉淀,從而去除水相中溶解的重金屬。如有人報道用改良后的酪蛋白去除廢水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni和Zn等重金屬離子時能取得較好的效果。
6 吸附技術
作為處理重金屬廢物的常用的吸附劑有活性炭、黏土、金屬氧化物(氧化鐵、氧化鎂、氧化鋁)等.天然材料(鋸末、沙、泥炭、沸石等)、人工材料(飛灰、活性氧化鋁、有機聚臺物離子交換樹脂、硅膠)等。
穩定化技術中還有如鈍化作用、提取、置換沉淀、疏水處理、生物處理、電化學方法等許多方法。

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