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1、10申请公布号CN104162533A43申请公布日20141126CN104162533A21申请号201410173787122申请日20140420B09B3/00200601B09B5/00200601C04B28/2620060171申请人四川大学地址610065四川省成都市一环路南一段24号申请人新加坡新循环保科技有限公司72发明人杨为中孙晓龙赵杰王川张芷颖54发明名称含重金属废物的无害化处理方法57摘要本发明涉及环境保护领域内的一种含重金属废物的无害化处理方法，其工艺流程为1筛选工序对含重金属废物进行筛选，筛选后测试各级物料重金属浸出指标，符合填埋场入场标准的可以直接资源化或填埋。
2、；2研磨工序不符合标准的物料加入物理化学稳定剂和水研磨混合，研磨中保持1个大气压的二氧化碳气氛；3固化工序在研磨后的物料中加入螯合剂、固化剂和水进行机械搅拌，使含重金属废物固化成为颗粒；4养护工序将颗粒在自然状况下养护24小时，根据颗粒的重金属浸出检测结果决定颗粒作为沙石替代产品用于建材或进行填埋处理。本发明提供的含重金属废物的无害化处理方法成本低，处理效果好。51INTCL权利要求书1页说明书8页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图1页10申请公布号CN104162533ACN104162533A1/1页21一种含重金属废物的无害化处理方法，其。
3、特征在于工艺流程依次为1筛选工序对含重金属废物进行筛选，筛选后测试各级物料重金属浸出指标，符合填埋场入场标准的可以直接资源化或填埋，不符合标准的进入研磨工序；2研磨工序不符合标准的物料加入物理化学稳定剂和水研磨混合，研磨中保持1个大气压的二氧化碳气氛，气氛中二氧化碳含量以体积计为20100，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的115，水的用量以重量计为含重金属废物的30100；3固化工序在研磨后的物料中加入螯合剂、固化剂和水进行机械搅拌，使含重金属废物固化成为颗粒，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的057，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的110，水的用量以重量计为含重金属废物的5。
4、50；4养护工序将颗粒在自然状况下养护24小时，根据颗粒的重金属浸出检测结果决定颗粒作为沙石替代产品用于建材或进行填埋处理。2根据权利要求1所述的含重金属废物的无害化处理方法，其特征在于所述物理化学稳定剂的组成以重量计为050磷酸，050可溶性磷酸盐，050可溶性硫化物或硫氢化物，070硫酸铁或硫酸亚铁，060可溶性碳酸盐或碳酸氢盐。3根据权利要求1所述的含重金属废物的无害化处理方法，其特征在于所述螯合剂的组成以重量计为040五硫代碳酸钠、四硫代碳酸钠或三硫代碳酸钠，040二硫代氨基甲酸或二硫代氨基甲酸盐，030三巯三嗪盐，020二甲基二硫代氨基甲酸或二甲基二硫代氨基甲酸盐，020有机磷酸羟基。
5、亚乙基二膦酸或有机磷酸羟基亚乙基二膦酸盐，030二丙基二硫代磷酸铵。4根据权利要求1所述的含重金属废物的无害化处理方法，其特征在于所述固化剂的组成以重量计为040可溶性硅酸盐，1050硅酸盐水泥和1050硫铝酸盐水泥。5根据权利要求1所述的含重金属废物的无害化处理方法，其特征在于所述物理化学稳定剂的组成以重量计为1035磷酸，525可溶性磷酸盐，515可溶性硫化物或硫氢化物，2045硫酸铁或硫酸亚铁，1545可溶性碳酸盐或碳酸氢盐，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的26。6根据权利要求1所述的含重金属废物的无害化处理方法，其特征在于所述螯合剂的组成以重量计为1025五硫代碳酸钠、四硫。
6、代碳酸钠或三硫代碳酸钠，1530二硫代氨基甲酸或二硫代氨基甲酸盐，520三巯三嗪盐，514二甲基二硫代氨基甲酸或二甲基二硫代氨基甲酸盐，58有机磷酸羟基亚乙基二膦酸或有机磷酸羟基亚乙基二膦酸盐，618二丙基二硫代磷酸铵，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的15。7根据权利要求1所述的含重金属废物的无害化处理方法，其特征在于所述固化剂的组成以重量计为1035可溶性硅酸盐，2045硅酸盐水泥和2045硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的15。权利要求书CN104162533A1/8页3含重金属废物的无害化处理方法所属技术领域0001本发明涉及环境保护领域，具体为一种含重金属废物的无害。
7、化处理方法。背景技术0002重金属造成的土壤、水源和食物链的污染已经成为当今环境危机的主要问题之一。含重金属废物的主要来源为各种工业废物，包括市政垃圾焚烧底灰和飞灰，各种工业废渣、焚烧灰及副产物，工业污泥和水处理污泥等等。由于重金属既不能被消灭又不能被轻易提取分离，稳定化和无害化的含重金属废物处理技术已成为主流，且成本与效果必须兼顾。目前处理含重金属废物的方式主要为稳定化后填埋。稳定化主要技术有水泥固化法，化学稳定法，螯合剂稳定法，及烧结熔融法等。水泥固化法由于需要添加大量水泥，所以会大幅增加最终需要填埋的废物体积，从而导致填埋场使用寿命缩短。化学稳定法，如使用硫化物、磷酸盐等药剂与废物反应，。
8、由于物料难以混合均匀，且重金属处于未激发的低反应活性状态，因此药剂添加量大，利用效率低，且对某些重金属稳定效果不理想。螯合剂稳定法虽然稳定效果比化学法好，但药剂价格昂贵，处理成本很高。而且，螯合剂易受其他无害阳离子如钙镁离子干扰而降低重金属捕捉效率，且对某些金属或类金属元素稳定化效果并不明显。烧结熔融法由于需要消耗大量能源而难以推广。发明内容0003本发明的目的是为了克服现有技术成本高，效果差的缺陷，提供一种成本低，处理效果好的含重金属废物的无害化处理方法。0004本发明的目的是通过以下技术方案实现的0005本发明的含重金属废物的无害化处理方法，其特征在于工艺流程依次为1筛选工序对含重金属废物。
9、进行筛选，筛选后测试各级物料重金属浸出指标，符合填埋场入场标准的可以直接资源化或填埋，不符合标准的进入研磨工序；2研磨工序不符合标准的物料加入物理化学稳定剂和水研磨混合，研磨中保持1个大气压的二氧化碳气氛，气氛中二氧化碳含量以体积计为20100，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的115，水的用量以重量计为含重金属废物的30100；3固化工序在研磨后的物料中加入螯合剂、固化剂和水进行机械搅拌，使含重金属废物固化成为颗粒，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的057，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的110，水的用量以重量计为含重金属废物的550；4养护工序将颗粒在自然状况下养护24小时。
10、，根据颗粒的重金属浸出检测结果决定颗粒作为沙石替代产品用于建材或进行填埋处理。0006上述方案中，物理化学稳定剂的组成以重量计为050磷酸，050可溶性磷酸盐，050可溶性硫化物或硫氢化物，070硫酸铁或硫酸亚铁，060可溶性碳酸盐或碳酸氢盐。0007上述方案中，所述螯合剂的组成以重量计为040五硫代碳酸钠、四硫代碳酸钠说明书CN104162533A2/8页4或三硫代碳酸钠，040二硫代氨基甲酸或二硫代氨基甲酸盐，030三巯三嗪盐，020二甲基二硫代氨基甲酸或二甲基二硫代氨基甲酸盐，020有机磷酸羟基亚乙基二膦酸或有机磷酸羟基亚乙基二膦酸盐，030二丙基二硫代磷酸铵。0008上述方案中，所述固。
11、化剂的组成以重量计为040可溶性硅酸盐，1050硅酸盐水泥和1050硫铝酸盐水泥。0009上述方案中，所述物理化学稳定剂的组成以重量计为1035磷酸，525可溶性磷酸盐，515可溶性硫化物或硫氢化物，2045硫酸铁或硫酸亚铁，1545可溶性碳酸盐或碳酸氢盐，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的26。0010上述方案中，所述螯合剂的组成以重量计为1025五硫代碳酸钠、四硫代碳酸钠或三硫代碳酸钠，1530二硫代氨基甲酸或二硫代氨基甲酸盐，520三巯三嗪盐，514二甲基二硫代氨基甲酸或二甲基二硫代氨基甲酸盐，58有机磷酸羟基亚乙基二膦酸或有机磷酸羟基亚乙基二膦酸盐，618二丙基二硫代磷酸铵，。
12、螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的15。0011上述方案中，所述固化剂的组成以重量计为1035可溶性硅酸盐，2045硅酸盐水泥和2045硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的15。0012本发明的含重金属废物的无害化处理方法，其特点如下A通过筛选及检测分析，按颗粒大小及其污染物含量分类处理，减小了需处理废物的总量。B根据机械化学原理，利用研磨混合的方法，充分实现了废物中重金属成分的活化，从而提高物化稳定药剂与重金属反应效率，大大减少了总药剂添加量，节省了药剂成本。将研磨技术与机械化学反应引入含重金属废物无害化处理是一项重要创新。C利用分步加入物化稳定剂及螯合剂、固化剂的工艺流程，。
13、实现各添加药剂的优势互补，避免效用互相抵消，从而大幅提高了重金属捕捉效率。D物理吸附，化学反应，螯合作用，与固化反应药剂的复配及分步联合使用是含重金属废物无害化处理的又一创新之处。0013综上，本发明克服了现有技术成本高，效果差的缺陷，提供的含重金属废物的无害化处理方法成本低，处理效果好，处理后的含重金属废物可成为安全、高性能的绿色建材。附图说明0014图1为本发明的工艺流程图。具体实施例0015下面结合实施例进一步详述本发明，但本发明不仅限于所述实施例。0016实施例一0017本例的含重金属废物为某焚烧厂市政垃圾焚烧飞灰，处理前，用国家标准醋酸缓冲溶液法HJT3002007检测，某些元素浸出。
14、浓度较高，因此该飞灰不能资源化。0018本例的含重金属废物的无害化处理方法，其工艺流程依次为1筛选工序根据含重金属废物的物化特性，可用机械振动筛，风力选粉机，或水力旋流器等设备对含重金属废物进行筛选，筛选后测试各级物料重金属浸出指标，筛选出符合填埋场标准的飞灰颗粒占总重的17，可直接填埋。剩余的不符合标准的飞灰进入研磨工序；2研磨工序不符合标准的物料加入物理化学稳定剂和水研磨混合，研磨中保持1个大气压的二氧化碳气氛，说明书CN104162533A3/8页5气氛中二氧化碳含量以体积计为100，研磨设备可使用球磨机，立式辊磨机，雷蒙磨机等各种粉磨机；3固化工序在研磨后的物料中加入螯合剂、固化剂和水。
15、进行机械搅拌，使含重金属废物固化成为颗粒，机械搅拌可使用拌泥机、捏土机、粘土拌合机或搅拌机等设备；4养护工序将颗粒在自然状况下养护24小时，根据颗粒的重金属浸出检测结果决定颗粒作为沙石替代产品用于建材。处理效果见表一。0019其中，研磨工序中，物理化学稳定剂的组成以重量计为20磷酸，15磷酸钠，10硫化钠，30硫酸铁，25碳酸钠，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的2，水的用量以重量计为含重金属废物的55。0020固化工序中，螯合剂的组成以重量计为25五硫代碳酸钠，30二硫代氨基甲酸，15三巯三嗪盐TMT，10二甲基二硫代氨基甲酸钠，6有机磷酸羟基亚乙基二膦酸，14二丙基二硫代磷酸铵，。
16、螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的1。0021固化剂的组成以重量计为20硅酸钠，40硅酸盐水泥和40硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的2，水的用量以重量计为含重金属废物的10。0022对比例一0023本例的含重金属废物与实施例一同一批。处理方法除没有添加固化剂外，其余同实施例一。处理效果见表一。0024对比例二0025本例的含重金属废物与实施例一同一批。处理方法除没有添加螯合剂外，其余同实施例一。处理效果见表一。0026对比例三0027本例的含重金属废物与实施例一同一批。处理方法除没有添加物理化学稳定剂外，其余同实施例一。处理效果见表一。0028对比例四0029本例的含重金属。
17、废物与实施例一同一批。处理方法除没有研磨工序外，其余同实施例一。处理效果见表一。0030对比例五0031本例的含重金属废物与实施例一同一批。处理方法为加入以含重金属废物的重量计5硫化钠，进行混合。处理效果见表一。0032对比例六0033本例的含重金属废物与实施例一同一批。处理方法为加入以含重金属废物的重量计5二甲基二硫代氨基甲酸钠，进行混合。处理效果见表一。0034从表一可见，在添加量及成本相近的前提下，其他技术处理效果均不如本技术。0035表一本例与对比例的处理效果对照单位G/KG0036说明书CN104162533A4/8页60037实施例二0038本例的含重金属废物为某危废焚烧厂焚烧飞灰。
18、，该危废焚烧飞灰经国家标准醋酸缓冲溶液法HJT3002007检测，大多数元素不能满足我国填埋场入场标准。0039本例的含重金属废物的无害化处理方法，筛选工序中筛选出的满足填埋场标准的飞灰颗粒占总重的31，可直接填埋。0040剩余的飞灰进入研磨工序，研磨工序中二氧化碳含量以体积计为60，物理化学稳定剂的组成以重量计为35磷酸，5磷酸二氢钠，5硫氢化钠，20硫酸亚铁，35碳酸氢钠，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的2，水的用量以重量计为含重金属废物的50。0041固化工序中，螯合剂的组成以重量计为10四硫代碳酸钠，30二硫代氨基甲酸说明书CN104162533A5/8页7钠，20三巯三嗪。
19、盐TMT，14二甲基二硫代氨基甲酸，8有机磷酸羟基亚乙基二膦酸钠，18二丙基二硫代磷酸铵，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的2。0042固化剂的组成以重量计为10硅酸钾，45硅酸盐水泥和45硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的2，水的用量以重量计为含重金属废物的8。0043其余同实施例一。处理效果见表二，处理后飞灰可满足我国填埋场入场标准。0044表二本例的处理效果单位PPB004500460047实施例三0048本例的含重金属废物为一种钢渣，无害化处理方法研磨工序中二氧化碳含量以说明书CN104162533A6/8页8体积计为20，物理化学稳定剂的组成以重量计为10磷酸，25。
20、磷酸氢二钠，15硫化铵，35硫酸铁，15碳酸铵，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的2，水的用量以重量计为含重金属废物的100。0049固化工序中，螯合剂的组成以重量计为25三硫代碳酸钠，15二硫代氨基甲酸钠，20三巯三嗪盐TMT，14二甲基二硫代氨基甲酸，8有机磷酸羟基亚乙基二膦酸钠，18二丙基二硫代磷酸铵，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的1。0050固化剂的组成以重量计为35硅酸钠，45硅酸盐水泥和20硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的1，水的用量以重量计为含重金属废物的50。0051其余同实施例二。处理效果为可用于建材。0052实施例四0053本例的含重金属废。
21、物为一种市政废水处理污泥，无害化处理方法研磨工序中二氧化碳含量以体积计为100，物理化学稳定剂的组成以重量计为10磷酸，5磷酸钠，5硫化钾，45硫酸铁，35碳酸钠，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的4，水的用量以重量计为含重金属废物的30。0054固化工序中，螯合剂的组成以重量计为25五硫代碳酸钠，30二硫代氨基甲酸钠，5三巯三嗪盐TMT，14二甲基二硫代氨基甲酸钠，8有机磷酸羟基亚乙基二膦酸钠，18二丙基二硫代磷酸铵，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的3。0055固化剂的组成以重量计为35硅酸钠，20硅酸盐水泥和45硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的3，水的用量以。
22、重量计为含重金属废物的5。0056其余同实施例二。处理效果为可用于建材。0057实施例五0058本例的含重金属废物为一种化工与医疗废物焚烧灰，无害化处理方法研磨工序中二氧化碳含量以体积计为100，物理化学稳定剂的组成以重量计为10磷酸，15磷酸钠，10硫化钠，20硫酸亚铁，45碳酸钠，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的4，水的用量以重量计为含重金属废物的70。0059固化工序中，螯合剂的组成以重量计为25五硫代碳酸钠，30二硫代氨基甲酸钠，20三巯三嗪盐TMT，5二甲基二硫代氨基甲酸钠，5有机磷酸羟基亚乙基二膦酸钠，15二丙基二硫代磷酸铵，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的3。00。
23、60固化剂的组成以重量计为20硅酸钠，40硅酸盐水泥和40硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的3，水的用量以重量计为含重金属废物的15。0061其余同实施例二。处理效果为满足我国填埋场入场标准。0062实施例六0063本例的含重金属废物为一种电镀废水处理污泥，无害化处理方法研磨工序中二氧化碳含量以体积计为100，物理化学稳定剂的组成以重量计为50磷酸，15硫化钠，20硫酸铁，15碳酸钠，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的1，水的用量以重量计为含重金属废物的30。说明书CN104162533A7/8页90064固化工序中，螯合剂的组成以重量计为25五硫代碳酸钠，30二硫代。
24、氨基甲酸钠，20三巯三嗪盐TMT，14二甲基二硫代氨基甲酸钠，5有机磷酸羟基亚乙基二膦酸钠，6二丙基二硫代磷酸铵，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的5。0065固化剂的组成以重量计为50硅酸盐水泥和50硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的10，水的用量以重量计为含重金属废物的5。0066其余同实施例二。处理效果为满足我国填埋场入场标准。0067实施例七0068本例的含重金属废物为一种炼油厂催化剂废物，无害化处理方法研磨工序中二氧化碳含量以体积计为100，物理化学稳定剂的组成以重量计为50磷酸钠，20硫化钠，30硫酸亚铁，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的15，水的用量。
25、以重量计为含重金属废物的40。0069固化工序中，螯合剂的组成以重量计为40二硫代氨基甲酸钠，30三巯三嗪盐TMT，20有机磷酸羟基亚乙基二膦酸钠，10二丙基二硫代磷酸铵，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的7。0070固化剂的组成以重量计为40硅酸钠，10硅酸盐水泥和50硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的1，水的用量以重量计为含重金属废物的20。0071其余同实施例二。处理效果为可用于建材。0072实施例八0073本例的含重金属废物为一种港口清淤海泥，无害化处理方法研磨工序中二氧化碳含量以体积计为100，物理化学稳定剂的组成以重量计为20磷酸，10磷酸钠，10硫化钠，60碳酸。
26、钠，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的4，水的用量以重量计为含重金属废物的45。0074固化工序中，螯合剂的组成以重量计为40五硫代碳酸钠，20二甲基二硫代氨基甲酸钠，10有机磷酸羟基亚乙基二膦酸钠，30二丙基二硫代磷酸铵，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的05。0075固化剂的组成以重量计为40硅酸钠，50硅酸盐水泥和10硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的1，水的用量以重量计为含重金属废物的5。0076其余同实施例二。处理效果为可用于建材。0077实施例九0078本例的含重金属废物为一种粉煤灰飞灰，无害化处理方法研磨工序中二氧化碳含量以体积计为100，物理化学稳定。
27、剂的组成以重量计为10磷酸，10磷酸钠，70硫酸铁，10碳酸钠，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的4，水的用量以重量计为含重金属废物的30。0079固化工序中，螯合剂的组成以重量计为30五硫代碳酸钠，30二硫代氨基甲酸钠，20三巯三嗪盐TMT，20二甲基二硫代氨基甲酸钠，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的3。0080固化剂的组成以重量计为30硅酸钠，40硅酸盐水泥和30硫铝酸盐水泥，说明书CN104162533A8/8页10固化剂的用量以重量计为含重金属废物的3，水的用量以重量计为含重金属废物的10。0081其余同实施例二。处理效果为满足我国填埋场入场标准。0082实施例十0083。
28、本例的含重金属废物为一种被污染土壤，无害化处理方法研磨工序中二氧化碳含量以体积计为100，物理化学稳定剂的组成以重量计为20磷酸，10磷酸钠，50硫化钠，10硫酸铁，10碳酸钠，物理化学稳定剂的用量以重量计为含重金属废物的6，水的用量以重量计为含重金属废物的60。0084固化工序中，螯合剂的组成以重量计为25五硫代碳酸钠，30二硫代氨基甲酸钠，20三巯三嗪盐TMT，5二甲基二硫代氨基甲酸钠，5有机磷酸羟基亚乙基二膦酸钠，15二丙基二硫代磷酸铵，螯合剂的用量以重量计为含重金属废物的3。0085固化剂的组成以重量计为20硅酸钠，40硅酸盐水泥和40硫铝酸盐水泥，固化剂的用量以重量计为含重金属废物的5，水的用量以重量计为含重金属废物的15。0086其余同实施例二。处理效果为可用于建材。说明书CN104162533A101/1页11图1说明书附图CN104162533A11。