[发明专利]一种减少有害重金属组分溶出的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种减少有害重金属污染环境的方法，用 以对含重金属的废液或固态废弃物进行处理。

背景技术

重金属离子污染环境是一个涉及众多行业领域的重大问题。天燃气工业、煤气 工业及工业废弃物等均存在有害重金属溶出污染水环境的问题。这些可溶的有害重 金属主要以氢氧阴离子的方式在水环境中进行迁移。这会严重影响周围的环境和人 体健康。为此，我国的地下水质量标准中严格限制了其在水环境中的最大溶出量。

目前，国内外降低液态废弃物中有害重金属组分含量和抑制固态废弃物中有害 组分溶出的方法很多，主要技术有：(1)基于吸附原理，采用活性炭作为吸附剂对 液态废弃物中有害重金属组分进行处理。然由于活性炭生产成本较高，该法的实际 应用受到很大的限制；采用经汽爆处理的秸秆吸附材料吸附液态废弃物中的重金属 组分。该法在实施过程中，需对汽爆秸秆进行浸泡、干燥、粉碎处理，制备工艺稍 有复杂，目前仍未达到实际应用阶段；(2)化学沉淀法能快速去除液态废弃物中的 有害重金属离子，但往往在沉淀过程中加入试剂量较大，易对环境产生二次污染； (3)离子交换法，在一定条件下处理效果较好，但离子交换树脂价格高，选择交换 性能不佳，在处理成分复杂的液态废弃物时存在操作复杂，成本相对偏高的问题； (4)生化法，即培养能吸附重金属的细菌。该法需对废水的pH值及水温等条件进 行严格的限制，这较大的限制其广泛的应用，另外成本较高也是一个制约因素；(5) 利用工业、农业的副产物对有害组分进行固化处理。具体有采用农业副产品稻壳灰 固化环境有害组分。即在含重金属元素的液态或固态废弃物中加入一定比例的稻壳 灰，进行搅拌、静置或成型处理。该法操作简便易行，使液态和固态废弃物中镉、 铅离子的溶出量大幅减小。但该法仅针对镉、铅两种有害重金属组分，未对其它重 金属组分进行分析研究；采用工业副产物高炉矿渣减少六价铬离子的污染。该法利 用细磨后高铝矿渣的还原性、吸附性和化学活性，将有毒六价铬离子还原成低价无 毒的铬离子并固化起来，具有效率高、利用废弃资源、无副作用的优点。不足的是， 其研究仅针对六价铬离子；(6)基于钙矾石沉淀法处理含铬废水，具体是让含铬的 废水流经由石膏、碱性铝酸钙组成的处理剂(主要利用生成的氢氧钙铝化合物和钙 矾石)，以去除废水中的铬。同类专利有U.S.Pat.Nos.4,671,897/5,202,062。该类方法 现时效果较好，但富集有重金属的沉淀物易出现长期稳定性差、后期重金属组分渗 漏等问题。综合上述，目前的处理利用技术主要存在如下问题：(1)处理成本高、 工艺复杂，难以应用推广，例如生化法培养细菌耗资较大；(2)易对环境产生二次 污染；(3)长期稳定性差，即在某些环境条件下，被还原成低价的有害组分又还原 成高价的原组分(例如，六价铬离子)，造成危害性反弹。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种减少有害重金属污染环境 的方法。

本发明采用水化硫铝酸钙来固化液态和固态废弃物中的有害重金属组分(例如， 砷、硒、铬、镉、铅、硼等)。通过向废液或废弃物焚烧灰中加入处理剂进行处理 使其形成合成水化硫铝酸钙，所述处理剂主要为新鲜氧化钙和硫酸铝。

本发明中，对于含有害重金属组分的液态废弃物，本发明的处理步骤如下：

(1)在含重金属组分的液态废弃物中首先加入用于合成水化硫铝酸钙的钙基材 料，充分混合搅拌均匀；而后缓慢加入合成水化硫铝酸钙所需的硫铝基材料；

(2)将上述混合溶液搅拌4～6小时，静置12～24小时；

(3)将上述振荡后的溶液进行过滤，除去沉淀，检测滤液中重金属含量达标后 即可排放。富集有重金属的沉淀物另外妥善堆放。

其中，加入处理剂过程中溶液中的pH值始终控制在11～13之间。加入的氧化 钙和硫酸铝的摩尔比为1：5～8。搅拌4～6小时，静置12～24小时。

本发明中，对于含有害重金属组分的固态废弃物，本发明的处理步骤如下：