含铬污泥水热减量处理技术

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1、含铬污泥水热减量处理技术　　电镀、制革、化工、颜料、冶金、耐火材料等行业会产生大量含铬污水。这些含铬的生产废水经处理后会产生含有大量铬的污泥，具有较高的危急性，属于危急固体废弃物，假如处理不当便会造成环境的污染和资源的铺张。目前，我国针对含铬污泥这类危急固体废弃物的减量化、无害化、资源化还没有成熟的处理处置方法，填埋、就近堆放和焚烧占了很大比例。填埋由于大部分地区在填埋前不会对含铬污泥进行无害化处理，加之对于填埋场所缺乏有效的防渗、防污染措施，因此污泥中的铬可能会随渗滤液进入土壤、地表水及地下水环境中造成

2、严峻的环境污染；任意堆放未经处置的铬泥，使其暴露于环境中，相比填埋更简单造成铬的溶出，污染四周环境;焚烧为当前应用最为广泛的危急废物处置手段，但焚烧对设备要求高、投资大，焚烧过程会产生二恶英等有毒有害气体，且污泥中的铬仍会赋存于焚烧后灰渣中需进一步处理。近几年，欧盟极力提倡危急废物的资源化利用，但资源化利用面临成本高、铬提取分别技术难度大、难以工业化运用等难题。因此，查找一种经济环保、操作简便的含铬污泥处理方式，以实现减量化、无害化、资源化的要求已成为当务之急。13　　水热处理是指在肯定的温度(130~2

3、50℃)及自生压力条件下，将生物质原料转化为水热炭和水热液的一种方法。据讨论，水热处理技术可以通过改善污泥脱水性能从而实现污泥的减量化及资源化，且水热可以掌握相变化及颗粒的分散状态，使吸附于污泥固相表面凹陷处或被包裹在聚合晶体的重金属通过水热过程被提取出。水热处理通过水解、脱水、脱羧、聚合和芳构化等一系列化学反应，显著降低污泥容积、削减污泥干重的同时能破坏污泥胶体结构，降低污泥黏度，并使污泥中大部分的束缚水转化为自由水，进而改善污泥脱水性能，降低污泥含水率及体积。而且水热处理不受物料含水率的限制，过程简洁

4、快速、反应条件温柔，因而成本较低。　　目前，国内外有不少针对水热处理实现污泥减量的相关讨论，但这些讨论的对象多集中于有机质含量较高的生物污泥，关于本讨论无机质成分较高的铬泥，水热讨论则相对较少。而通过水热脱除污泥中的重金属仍处于迁移规律和脱除机理讨论阶段，胜利实现从固相中脱除重金属(尤其是铬)的例子鲜见报道。尤其是水热处理实现无机质成分较高的铬泥减量的同时，考察铬泥中铬溶出状况的讨论则是尚未开展系统讨论　　因此本讨论着眼于通过催化剂帮助实现含铬污泥水热减量率提升的同时，考察固相中的铬溶出进入水热液的状况。

5、　　讨论共分为三个阶段：　　(1)在无添加催化剂条件下确定使含铬污泥通过水热处理达到减量效果的最佳水热操作温度准时间;　　(2)在(1)的水热条件下，进一步添加不同种类催化剂进入反应体系，与无添加催化剂的污泥减量率进行对比，确定提高减量率的催化剂及投加量；13　　(3)在进行(2)的同时，对污泥原样、水热处理后的水热液、干基进行总铬含量的测定，计算原污泥中的铬通过水热溶出进入水热液的比率。　　一、试验　　1.1材料　　1.1.1含铬污泥样品　　本讨论材料选取上海某固废集中处置中心含铬污泥(有机质含量较低)

6、，共两批次样品，于常温通风橱内密封保存。第一批次样品铬泥含水率60.24%，VS/TS为0.14;其次批次样品铬泥含水率44.78%，VS/TS为0.064，所含颗粒杂质较多，铬泥成分不均一。　　1.1.2催化剂　　本讨论所选取添加催化剂及添加量如表1所示　　1.2方法　　1.2.1水热操作13　　水热处理于高温高压反应釜内进行，反应器有效容积100mL。取(10±0.1)g含铬污泥于50mL烧杯(由50mL容量瓶定容)并添加蒸馏水至刻度线，搅拌成50mL匀称泥水混合物(加入催化剂后同样将泥水混合物定容至

7、50mL)后转移至密闭反应釜中。设置反应温度后开头加热。待反应釜内温度到达设定值时开头计时，反应时间到达设定值后关闭电源并立即用冷却水进行冷却至室温，随后取出，进行真空抽滤(抽滤压力为0.1MPa，时间为30min)，取抽滤结束后固体样品于105℃烘箱烘干至恒重。　　1.2.2确定无催化剂添加条件下铬泥达到减量效果的最佳水热条件　　依据污泥水热减量的相关讨论及前期探究的试验条件，选取水热温度考查范围为180~260℃，时间考查范围为1~5h。所使用铬泥样品为第一批。试验过程中所需测量的指标有：称取含铬污泥

8、样品质量、烘干至恒重的滤纸质量、润湿后抽滤至恒重的滤纸质量、抽滤完成后铬泥及滤纸质量以及烘干至恒重后铬泥及滤纸质量。通过这些指标计算含铬污泥经水热处理后的总减量率RTS及干基减量率RDS(RTS和RDS的计算方法见1.3)，以定量推断减量效果，从而确定无添加催化剂条件下使含铬污泥通过水热处理达到减量效果的最佳水热操作温度准时间。　　1.2.3添加不同种类催化剂提高铬泥减量率13　　基于“1.2.2”的水热条件，在水热反应前添加