一種固定揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物無(wú)害化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固定揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，各行各業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物與日倶增。近年來(lái)，焚燒方法已經(jīng)成為一種最為廣泛處理固體廢棄物的方法。這些固體廢棄物主要包括城市生活垃圾、污泥、醫(yī)療垃圾、工業(yè)可燃廢物和廢棄生物質(zhì)等。這類(lèi)固體廢棄物不免會(huì)含有一定量的廢棄電池等蓄電裝置，這類(lèi)裝置內(nèi)含有各種重金屬元素，其中包括揮發(fā)性重金屬絡(luò)、錦、鉛。
[0003]在固體廢棄物焚燒的過(guò)程中，揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛由于其低沸點(diǎn)而隨著煙氣排放到周?chē)h(huán)境。值得注意的是，由于固體廢棄物中大量氯元素的存在，導(dǎo)致這些揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛以氯化物的形式存在。由于這些氯化物具有更高的浸出能力，會(huì)對(duì)環(huán)境造成了更大的污染。
[0004]目前，在中國(guó)以及其他國(guó)家、地區(qū)的很多港灣、河流、湖泊等水體底泥中檢測(cè)出不同含量的揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛。據(jù)報(bào)道，過(guò)量的揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛進(jìn)入人體會(huì)引起癌癥等疾病。特別對(duì)兒童的神經(jīng)系統(tǒng)的損壞，容易造成兒童智力低下。在中國(guó)，每年因重金屬污染而造成減產(chǎn)的糧食可達(dá)到1000多萬(wàn)噸，被重金屬污染的糧食也多達(dá)1200萬(wàn)噸，這些經(jīng)濟(jì)損失合計(jì)高達(dá)200億元人民幣。
[0005]目前，控制揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛排放的方法主要包括:尾部煙氣中噴入活性炭或納米脫除重金屬、反應(yīng)器內(nèi)添加CaO或高嶺土等吸附劑、以及利用酸性溶液或水性組合物對(duì)煙氣進(jìn)行水洗。以上方法存在如下缺點(diǎn):(I)對(duì)于活性碳吸附劑脫除重金屬方法，在固體廢棄物焚燒過(guò)程中需要大量的活性炭，這樣使得活性炭脫除的成本非常昂貴。另外，如何處置載重金屬的活性炭也是一個(gè)難題，特別是氯化重金屬具有高浸出能力，容易污染地下水源；(2)對(duì)于在反應(yīng)器內(nèi)添加CaO或者高嶺土等作為吸附劑的方法，需要混入與固體廢棄物相同數(shù)量級(jí)的吸附劑。這不僅會(huì)降低到固體廢棄物的燃盡程度，也將大大使脫重金屬的過(guò)程變得復(fù)雜。更重要的是，在固體廢棄物焚燒過(guò)程中，很難保證吸附劑與廢棄物的充分混合；(3)對(duì)于水洗以及納米技術(shù)的應(yīng)用，目前還很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化。總之，現(xiàn)有針對(duì)性地固定揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的技術(shù)仍不能滿足環(huán)境保護(hù)的要求。
[0006]因此，需要開(kāi)發(fā)出一種成本低廉、效果顯著、能工業(yè)化的固定揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和需要達(dá)到的技術(shù)要求，本發(fā)明從揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的特點(diǎn)出發(fā)，提供一種固定揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的方法，其目的在于，采用吸附劑修飾的氧載體為固體廢棄物燃燒提供晶格氧，其中吸附劑粘附在氧載體表面提供了足夠大的表面用于固定氯元素，吸附劑本身也具有一定的吸附揮發(fā)性重金屬的能力，進(jìn)而最大限度地遏制了揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的氯化物的生成和排放，該方成本低廉、效果顯著、能工業(yè)化應(yīng)用。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種固定揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0009]S1:粉碎固體廢棄物，所述固體廢棄物同時(shí)包含重金屬鉻、鎘、鉛以及氯元素；
[0010]S2:對(duì)所述經(jīng)粉碎的固體廢棄物進(jìn)行化學(xué)鏈燃燒處理，所述化學(xué)鏈燃燒溫度為800°C?100tC，該化學(xué)鏈燃燒采用經(jīng)過(guò)吸附劑修飾的氧載體，該經(jīng)過(guò)吸附劑修飾的氧載體粒徑為0.2mm?0.3mm，所述吸附劑包括氧化鈣、硝酸鈣、碳酸鈣和碳酸氫鈣中一種或者多種。
[0011]通過(guò)以上發(fā)明構(gòu)思，(I)化學(xué)鏈燃燒需要采用經(jīng)吸附劑修飾的氧載體，所述吸附劑包括氧化物、氫氧化物、硝酸鹽、碳酸鹽和碳酸氫鹽中的一種或者多種，該氧化物、氫氧化物、硝酸鹽、碳酸鹽和碳酸氫鹽中均包括Ca元素，并且其在高溫煅燒后均轉(zhuǎn)化為氧化鈣。氧化鈣具有較強(qiáng)的吸附有機(jī)氯和無(wú)機(jī)氯的能力，能固定氯元素，相應(yīng)地可遏制揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的氯化物的生成；(2)Ca0吸附劑本身也具有一定的吸附揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的能力，因而在一定程度上也可以控制揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的排放；(3)化學(xué)鏈燃燒方式中采用經(jīng)吸附劑修飾的氧載體，借助吸附劑粘附在氧載體上的特點(diǎn)，使得吸附劑可獲得足夠大的表面積，其對(duì)氯的固定效率較高，進(jìn)而可以大大降低吸附劑的使用量。
[0012]進(jìn)一步的，所述經(jīng)過(guò)修飾的氧載體包括天然載體，所述天然載體包括鐵礦石、銅礦石、猛礦石、石霄。
[0013]進(jìn)一步的，所述經(jīng)過(guò)吸附劑修飾的氧載體包括合成載體，所述合成載體包括Fe基氧載體、Cu基氧載體、Mn基氧載體。
[0014]進(jìn)一步的，所述經(jīng)過(guò)吸附劑修飾的氧載體包括工業(yè)廢料，所述工業(yè)廢料包括煉鋼廠產(chǎn)生的含鐵渣料、氧化鐵，該渣料經(jīng)過(guò)高溫處理后可轉(zhuǎn)化為含有Fe2O3的氧載體。
[0015]以上天然載體、合成載體以及工業(yè)廢料在進(jìn)行化學(xué)鏈燃燒時(shí)，能轉(zhuǎn)化為包括活性成分Fe203、CuO或者M(jìn)n2O3的載體，活性成分Fe 203、CuO或者M(jìn)n2O3具備提供晶格氧的能力。石霄中含有CaSO4，也具備提供晶格氧的能力。
[0016]進(jìn)一步的，吸附劑修飾氧載體的方法包括濕浸漬法、微波法和超聲波濕浸漬法。
[0017]進(jìn)一步的，步驟SI中所述固體廢棄物包括城市生活垃圾、污泥、醫(yī)療垃圾、工業(yè)可燃垃圾、廢棄生物質(zhì)，還包括同時(shí)含有揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛之一和Cl元素的可燃廢棄物。
[0018]進(jìn)一步的，還包括步驟S3:對(duì)經(jīng)化學(xué)鏈燃燒的產(chǎn)物進(jìn)行分離處理，獲得固體廢棄物燃燒產(chǎn)生的灰與所述經(jīng)過(guò)吸附劑修飾的氧載體。對(duì)于分離出的灰，可接著進(jìn)行高溫固化處理，然后將經(jīng)過(guò)高溫固化處理的灰進(jìn)行填埋或作為水泥的原料。
[0019]進(jìn)一步的，還包括步驟S4，該步驟S4為:對(duì)經(jīng)步驟S3獲得的所述經(jīng)過(guò)吸附劑修飾的氧載體執(zhí)行再生處理，具體為，先在酸性條件下對(duì)分離得到的經(jīng)過(guò)吸附劑修飾的氧載體進(jìn)行水洗，水洗后，獲得表面分布有少量吸附劑或者無(wú)吸附劑的氧載體，再對(duì)該水洗后氧載體進(jìn)行修飾，修飾的方法包括濕浸漬法、微波法和超聲波濕浸漬法，接著對(duì)經(jīng)過(guò)再次修飾的氧載體在高溫條件下煅燒，煅燒的目的是讓吸附劑最終以氧化鈣的形式存在，實(shí)現(xiàn)所述經(jīng)過(guò)吸附劑修飾的氧載體的再生。
[0020]綜上所述，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得以下有益效果:
[0021]1、本發(fā)明將化學(xué)鏈燃燒技術(shù)應(yīng)用于固體廢棄物的能源利用，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物燃燒過(guò)程中固定氯元素，遏制了低沸點(diǎn)且高浸出能力揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的氯化物生成，是一種低成本，大批量能源利用固體廢棄物并固定揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的方法，其工藝操作性強(qiáng)，適合工業(yè)應(yīng)用。
[0022]2、通過(guò)執(zhí)行再生處理，實(shí)現(xiàn)了氧載體的循環(huán)利用，節(jié)約了資源并降低了成本。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一種固定揮發(fā)性重金屬鉻、鎘、鉛的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)