CN104152206A

CN104152206A - 飞灰、铬渣、电镀污泥危险废物资源化处理方法

Info

Publication number: CN104152206A
Application number: CN201410423517.1A
Authority: CN
Inventors: 张瑞瑜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2034-08-26
Also published as: CN104152206B

Abstract

本发明涉及飞灰、铬渣、电镀污泥危险废物资源化处理方法，向危险废物中加入由煤粉或碳黑和生石灰组成的添加剂，混合均匀；物料进入一次造球装置内，并加入由氧化铁红、膨润土、聚丙烯酰胺、硫酸钙、碳酸钠组成的添加剂，混合均匀后，进行一次造球；对球团进行筛分，粒度大于5mm进行二次造球，小于5mm返回一次造球设备继续造球;物料进入二次造球装置内，并加入生石灰，按照工艺流程，进行二次造球；在球团表面包裹一层添加剂；二次造球得到的球团，进入水泥窑或烧结设备进行焙烧。本发明的方法，清洁有效：彻底分解有机物，固化重金属，无剩余灰渣，无二次污染；节能环保：废物中的可燃物燃烧时放热，节约原燃料，减少燃烧产生的CO₂，降低温室效应。

Description

飞灰、铬渣、电镀污泥危险废物资源化处理方法

技术领域

本发明涉及一种危险废物的无害化、资源化处理方法，具体涉及飞灰、铬渣、电镀污泥危险废物资源化处理方法。

背景技术

为了妥善解决城市生活垃圾问题，垃圾焚烧发电在全国呈现良好的发展势头，但是垃圾焚烧产生的残留物—飞灰中含有重金属（铅、镉、汞等）和二噁英，重金属铅（Pb）的含量为738-79500mg/kg；镉（Cd）的含量为4-573mg/kg；二噁英含量在1000-50000ng-TEQ/kg，不能满足环保要求，剧毒有机污染物二噁英，其毒性是氰化钾的1000倍以上，即使在极微量的情况下长期摄人也能导致癌症和畸形。如果处理不善将对人们的生存环境构成严重威胁。我国生活垃圾焚烧污染控制标准（GB18485-2001）明确指出，垃圾焚烧飞灰属危险废物，《国家危险废物名录》将垃圾焚烧飞灰列为HW18危险废物，不能随意填埋处理。飞灰必须按照危险废物的标准进行处理，如何有效处理及再生利用无疑是亟待解决的重要课题。

铬盐广泛应用于国民经济的各个领域，而且大多数是必不可少的消耗性化工原料。每生产1 吨铬盐产品，会产生2.5～3 吨铬渣。铬渣中因含有1～2%的具有致癌特性的铬酸钙和0.5～1%水溶性剧毒Cr⁶⁺而成为有毒的危险废物。铬渣中含有镁、钙、硅、铁、铝和没有反应的三氧化二铬，还含有水溶性铬酸钠（Na₂Cr₂O₇）、酸溶性铬酸钙(Ca₂CrO₄)等。铬渣中的有害成分主要是水溶性铬酸钠、酸溶性铬酸钙等六价铬离子。首先六价铬以及它的流失扩散而构成对生态环境的污染危害，其次是铬渣的强碱性危害。

铬渣在露天堆存时，经长期雨水冲淋后大量的Cr⁶⁺随雨水溶渗、流失、渗入地表，从而污染地下水，也污染了江河、湖泊，进而危害农田、水产和人体健康。Cr⁶⁺对人体健康的毒害很大，它的化合物具有很强的氧化作用，对人体的消化道、呼吸道、皮肤和粘膜都有危害,严重可能导致肺癌。铬渣中的Cr⁶⁺在高温下可以逐步还原为Cr³⁺，而使毒性下降以至消失。烧结过程中燃烧带的正常温度一般在1150~1350℃，且存在局部的还原性气氛，完全具备铬渣解毒的动力学和热力学条件。通过烧结工艺把铬渣中的Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，基本清除了铬渣对环境和人体的危害,具有显著的环境效益和社会效益。

电镀行业是国民经济中重要的基础性行业 ,也是当今全球三大污染行业之一。电镀行业产生的电镀污泥，是电镀废水处理过程中所产生的以铜、镍、铬等重金属氢氧化物为主要成分的沉淀物，成分复杂。调研发现：电镀污泥中主要含铬、铁、镍、铜、锌等重金属化合物及其可溶性盐类；电镀污泥富集了电镀废水中Cu，Ni，Cr，Zn等有害重金属，被列为国家重点危险废物。尽管我国电镀行业得到快速发展，但仍存在布局分散、规模小、设备落后、管理水平低下，导致污泥产生量大且成分复杂。大部分电镀污泥仍只是进行简单的填埋，甚至随意堆放，不仅对环境造成严重污染，也是对重金属资源的浪费。

此外，制革行业还产生较多的制革污泥，制革污泥的主要成分为：蛋白质、油脂混合物、铬、钠等的氯化物、硫化物、硫酸盐以及少量的重金属盐等，还含有Al、Mn、Pb、Ti、Fe等微量元素，铬、钙、钠、硫化物、硫酸盐及氯化物的含量较高。制革污泥也可以视为含铬废物，也属于危险废物。由于制革污泥有一定的热值，且具自燃能力，所以可采用焚烧的办法处理，这样还可彻底消除其中大量细菌、病毒、寄生虫卵等。制革污泥焚烧后，剩余的灰分可回收铬再利用，其余的灰分可用作肥料。但由于制革污泥中含有三价铬，在高温（1l00℃）燃烧，且有碱性物质存在的情况下，三价铬就会变成六价铬，为炉灰处理带来麻烦。除了六价铬造成的二次污染需要解决外，同时还必须解决烟道气中过量的粉尘、二氧化硫和氮氧化合物。

如何对飞灰、铬渣、电镀污泥（制革污泥）等危险废物由于具有毒性大、易燃易爆、腐蚀性强以及传染性强等危险特性，对土壤、大气、水体会造成持续性污染并难以消除，如何对之进行无害化、资源化处理，是一个迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种节能环保、资源化利用的飞灰、铬渣、电镀污泥危险废物资源化处理方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 1、飞灰、铬渣、电镀污泥危险废物资源化处理方法，其特征在于包括如下步骤：

1）收集飞灰、铬渣、电镀污泥，将飞灰、铬渣、电镀污泥以各自质量大于0%的比例，进行配料；

2）向配料中加入添加剂A，混合均匀；

所述添加剂A是混合物，由煤粉或碳黑和生石灰组成，煤粉或碳黑的质量百分比为70-85%，生石灰质量百分比为15-30%；添加剂A占整个配料的质量百分比为15%-20%；

加入添加剂后的物料，如果水分过湿，需进行烘干处理，使物料水分小于7%；如粒度过粗，需进行磨细处理，使粒度小于200目的物料其质量大于70%；

3）进入一次造球装置内，并加入添加剂B；混合均匀后，按照工艺流程，进行一次造球；

添加剂B是一种复合粘结剂，为粉状固体，其质量配方为：

组分A ： 0.5-2.0份；

氧化铁红：大于0-2.0份；

膨润土：大于0-3.0份；

所述组分A由聚丙烯酰胺、硫酸钙、碳酸钠组成，其质量配比为：

聚丙烯酰胺 3-5份；

硫酸钙 7-10份；

碳酸钠大于 0-10份；

添加剂B占整个配料的质量百分比为1-5%；

一次造球得到的球团进行筛分，粒度大于5mm进行二次造球，小于5mm返回一次造球设备继续造球;

4）一次造球后，粒度大于5mm的球团，进入二次造球装置内，并加入添加剂C，按照工艺流程，进行二次造球；在球团表面包裹一层添加剂；

添加剂C是生石灰，其占整个配料的质量百分比为1-3%；

5）二次造球得到的球团，进入水泥窑或烧结设备进行焙烧

进一步的特征：危险废物还包括制革污泥，形成飞灰、铬渣、电镀污泥和制革污泥四种构成的混合物。

相对于现有技术，本发明的方法具有如下优点：

（1）清洁有效：彻底分解有机物，固化重金属，无剩余灰渣，无二次污染。

（2）节能环保：废物中的可燃物燃烧时放热，节约原燃料，减少燃烧产生的CO₂ ，降低温室效应。并有望实现水泥生产与危险废物、生活垃圾处置的一体化，使水泥工业成为二十一世纪最大的环保工业。

（3）经济实用：与新建专用焚烧厂相比，利用水泥窑焚烧处理投资小，只需增加预处理设备，可节约大量的资金投入。利用新型干法水泥窑焚烧处理生活垃圾和危险废弃物，既可以解决部分燃料来源，又可以固化重金属离子，从而实现废弃物的有效处理与重金属离子的合理固化，具有重大的环保意义。

附图说明

图1是本发明处理方法工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1 ，本发明飞灰、铬渣、电镀污泥危险废物资源化处理方法，其包括如下步骤：

1、收集飞灰、铬渣、电镀污泥，将飞灰、铬渣、电镀污泥以各自质量大于0%的比例，进行配料；

2、向配料中加入添加剂A，混合均匀；

所述添加剂A是混合物，主要起还原、吸氯、催化作用，由煤粉或碳黑和生石灰组成，煤粉或碳黑的质量百分比为70-85%，生石灰质量百分比为15-30%；添加剂A占整个配料的质量百分比为15%-20%；生石灰水分不考虑，煤粉或碳黑水分一般要求小于7%，如水分过湿，则进行烘干，烘干到水分小于7%；

加入添加剂后的物料，如果水分过湿，需进行烘干处理，如进入烘干机烘干或加热烘干，使物料水分小于7%；如物料粒度过粗，需进行磨细处理，如进入辊磨机进行磨细，使粒度小于200目的物料其质量大于70%；

3、进入一次造球装置内，并加入添加剂B；混合均匀后，按照工艺流程，进行一次造球；

因造球物料成球性比较差，加入该粘结剂有利于物料成球，并能提高生球强度。添加剂B是一种造球专用粘结剂，是一种复合粘结剂，为粉状固体，由无机物和有机物组成，无机物为膨润土、硫酸钙、碳酸钠；有机物为聚丙烯酰胺。该粘结剂质量配方为：

组分A ： 0.5-2.0份；

氧化铁红：大于0-2.0份；

膨润土：大于0-3.0份；组分A与氧化铁红和膨润土混合均匀；

组分A由聚丙烯酰胺、硫酸钙、碳酸钠组成，其配比为：

聚丙烯酰胺 3-5份；

硫酸钙 7-10份；

碳酸钠大于 0-10份；

添加剂B占整个配料的质量百分比为1-5%，具体根据物料的成球性及对生球的强度要求，确定其的最佳加入比例。添加剂B中小于200目大于90%，它的水分一般5-8%，不单独进行烘干，加入造球物料混匀即可。

一次造球得到的球团进行筛分，粒度大于5mm进行二次造球，小于5mm返回一次造球设备继续造球，即与废料一起造球;

4、一次造球后，粒度大于5mm的球团，进入二次造球装置内，并加入添加剂C，按照工艺流程，进行二次造球；在球团表面包裹一层添加剂；

添加剂C是单一物质，是生石灰，主要起脱硫、稳固作用，其占整个配料的质量百分比为1-3%，它是白色固体粉末，小于200目大于80%，不考虑水分，不烘干，直接加入造球盘使用。

5、二次造球得到的球团，进入水泥窑或烧结设备进行焙烧；

一次成球后进行筛分，大于5mm进行二次造球，小于5mm返回一次造球设备与废料一起造球，二次造球后再进行筛分，小于8mm返回二次造球系统，再进行造球，大于8mm作为成品进入水泥窑或烧结设备进行焙烧。二次造球的目的是在一次造成的小球外部再包裹一层添加剂，使废物紧紧包裹在里面，防止在焙烧过程中，低熔点金属气化逸出。造球设备可以是圆盘造球机也可以是圆筒造球机，圆盘造球机优于圆筒造球机。

危险废物还包括制革污泥，形成飞灰、铬渣、电镀污泥和制革污泥四种构成的混合物，各自按照质量大于0%的比例混合，采用前述的处理步骤，进行资源化、无害化处理；可以处理飞灰、铬渣、电镀污泥和制革污泥四种危险废物。

本发明采用水泥厂协同处置污泥的特点

（1）水泥窑窑内火焰温度可达1600℃，在回转窑中内温度一般在1350～ 1650℃之间，甚至更高，燃烧气体在高于800℃ 时停留时间大于8s，高于1100℃时停留时间大于3s。在干法回转窑中，气体在1400～1600℃时停留时间在6～10s，燃烧气体的总停留时间为20s左右，有机物几乎全部分解。废气中二噁英，呋喃的排放远低于欧盟废物焚烧2000/76／EC指令<0.1ngTEQ／m³标准，绝大多数<0.02ngTEQ／m³。在水泥熟料煅烧的过程中，水泥窑极少或不会产生二噁英、呋喃。

（2）对可燃废弃物中可能带入的持续性有机污染物（呋喃、多芳香核烃、多氯联苯等），在水泥窑的工艺生产过程中99.999％会被氯化分解，焚毁去除。

（3）可燃废弃物中带入的重金属大部分被固化在熟料矿物的晶体结构中或水泥的水化产物中，形成不溶解的矿物质，在水泥砂浆体或混凝土结构中的浸析率<1.5％，大多数<1.4% 。水泥窑废气中排放的重金属一般都少于窑系统摄入量的5％；其排放浓度均远低于欧盟指令规定的标准，另外还有一部分固态重金属则会附着在收尘器所捕集的窑灰中，工厂根据其中碱氯硫和重金属含量的不同可酌量地将窑灰返回生料均化库或窑喂料中，或者适量地掺入水泥作混合材。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.飞灰、铬渣、电镀污泥危险废物资源化处理方法，其特征在于包括如下步骤：

2）向配料中加入添加剂A，混合均匀；

加入添加剂后的物料，如果水分过湿，需进行烘干处理，使物料水分小于7%；如物料的粒度过粗，需进行磨细处理，使粒度小于200目的物料其质量大于70%；

添加剂B是一种复合粘结剂，为粉状固体，其质量配方为：

组分A ： 0.5-2.0份；

氧化铁红：大于0-2.0份；

膨润土：大于0-3.0份；

聚丙烯酰胺 3-5份；

硫酸钙 7-10份；

碳酸钠大于 0-10份；

添加剂B占整个配料的质量百分比为1-5%；

添加剂C是生石灰，其占整个配料的质量百分比为1-3%；

5）二次造球得到的球团，进入水泥窑或烧结设备进行焙烧。

2.如权利要求书1所述的飞灰、铬渣、电镀污泥危险废物资源化处理方法，其特征在于：危险废物还包括制革污泥，各自按照质量大于0%的比例混合，形成飞灰、铬渣、电镀污泥和制革污泥四种构成的混合物。