一种减少有害重金属组分溶出的方法
专利名称：一种减少有害重金属组分溶出的方法
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ll 13之间。加入的氧化 钙和硫酸铝的摩尔比为l: 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在含有害重金属组分的固体废弃材料(例如，垃圾焚烧灰)中，按其质量百 分比先后加入一定量的形成水化硫铝酸f5的原料(,丐基材料和硫铝基材料)和 5 20wt。/。的勃氏比表面积为15000 20000m"kg的硅灰，加水搅拌并注模捣实成型； 待硬化后脱模，在密封条件下养护28天，即可使硬化体中六价铬离子的溶出量大 幅减小；经该处理后的固体废弃物可用于普通堆放或作为其它产品的原料。其中，所述硅灰的勃氏比表面积为15000~20000m2/kg。在固体废物中氧化然加 入量为0.2 0.4wt%，硫酸铝加入量为0. 15 0. 3wt%。以上本发明方法适于处理的重金属有砷、硒、铬、镉、铅、硼等，不仅可以单 一处理，同时还可以混合处理。采用上述技术方案，经试验验证，用本发明方法处理后的废液或固态废弃物,
其有害重金属组分的溶出量可减少90%左右。本发明方法中产生的水化硫铝酸钙 在较高pH条件下具有极低的可溶性，本身抗渗透性较高，可以避免由长期稳定性 差及后期重金属组分渗漏产生的二次污染问题。另外，整个处理过程实施简便易行， 处理效果显著。
具体实施例方式
本发明提供了一种有效减少有害重金属污染环境的方法。是采用水化硫铝酸钙 吸收有害液态废弃物中的重金属组分(例如，砷、硒、铬、镉、铅、硼等)，和将 水化硫铝酸钙与硅灰并用，以有效降低废水、污水中重金属组分的浓度，极大的抑 制含重金属固态废弃物中有害重金属组分的溶出。
本发明在废液处理中，需通过滴加5M氢氧化钠溶液以确保整个溶液的pH值 始终控制在11 13之间；另外要确定形成水化硫铝酸钙各组分间的最佳配比参数， 本发明中加入的氧化钙和硫酸铝的摩尔比优化为1: 5 8。本发明采用的钙质材料 为由石灰石烧制的新鲜氧化钙，铝质材料和硫酸盐采用硫酸铝。
以下通过具体实施例详述本发明。 '
实施例1
待处理废液砷离子浓度为0.5mg/L的溶液l千克。
处理步骤用石灰石烧制新鲜氧化钙，取2.5克的氧化钙加入废液中，充分 搅拌而形成氢氧化钙过饱和溶液；而后缓慢将2克硫酸铝加入到上述水溶液中， 同时滴加5M的氢氧化钠使混合液的pH控制在11以上，充分搅拌4h，静置20h。 之后进行液固相的过滤分离，固体物质另外放置，对液体部分中砷的浓度进行测 定。
结果处理后所得溶液中砷的残留浓度低于0.05mg/L，说明经过处理后该废 液有害重金属组分砷溶出减少量达90%。经处理后的废液可直接排放。
实施例2
待处理废液硒离子浓度为lmg/L的溶液1千克。
处理步骤用石灰石烧制新鲜氧化钙，取2.5克的氧化钙加入废液中，充分 搅拌而形成氢氧化钙过饱和溶液；而后缓慢将2克硫酸铝加入到上述水溶液中， 同时滴加5M的氢氧化钠使混合液的pH控制在11以上，充分搅拌6h，静置20h。 之后进行液固相的过滤分离，固体物质另外放置，对液体部分中硒的浓度进行测 定。结果经处理后所得溶液中硒的残留浓度低于O. lmg/L，说明经过处理后该废 液有害重金属组分硒溶出减少量达90%。 实施例3待处理废液1千克溶液，其中铬离子浓度为lmg/L，硒离子浓度为lmg/L， 砷离子浓度为0. 5rag/L。处理步骤用石灰石烧制新鲜氧化钙，取3.8克的氧化钙加入废液中，充分 搅拌而形成氢氧化钙过饱和溶液；而后缓慢将3克硫酸铝加入到上述水溶液中， 同时滴加5M的氢氧化钠使混合液的pH控制在11以上，充分搅拌6h，静置24h。 之后进行液固相的过滤分离，固体物质另外放置，对液体部分中铬、硒、砷的浓 度分别进行测定。结果经处理后所得溶液中硒的残留浓度低于0. lmg/L，铬残留浓度低于 0. lmg/L，砷残留浓度低于0.05mg/L，说明经过处理后该废液中有害重金属组分溶 出减少量达90%。 实施例4待处理废弃物某一种工业垃圾焚烧灰1千克，经测其中的可溶性六价铬含量为2. 35mg/kg，将其与水搅拌制成扩展度为200ran的泥浆硬化体后密封养护，28 天龄期的泥浆硬化体中六价铬溶出量为0. 145mg/L。处理过程在焚烧灰中依次掺入20克的新鲜氧化钙、15克的硫酸铝及50克 勃氏比表面积为15000m7kg的硅灰，混匀，然后在保证相同扩展度的条件下加入 一定量的水搅拌并注模捣实成型，待硬化后脱模，在密封条件下养护28天得到硬 化体。参照GB 5086. 2-1997《固体废物浸出毒性浸出方法一水平振荡法》测试标准 检测硬化体中六价铬离子的溶出量。结果处理后硬化体中六价铬离子的溶出量减至0.055mg/L。说明经处理后的 废弃物中有害重金属铬的溶出量减少62%，该处理后的废物硬化体可普通堆放或 作为其它产品的原料。 实施例5其余和实施例4相同，只是处理过程中加入40克的新鲜氧化钙、30克的硫酸 铝及IOO克勃氏比表面积为18000mVkg的硅灰。结果显示，处理后硬化体中六价 铬离子的溶出量减至0. 012mg/L。说明加大处理剂的用量处理效果更显著。 实施例6其余和实施例4相同，只是处理过程中加入40克的新鲜氧化钙、30克的硫酸
铝及200克勃氏比表面积为20000mVkg的硅灰。结果显示，处理后硬化体中六价铬 离子的溶出量减至0. 008mg/L。说明加大硅灰的用量和比表面积处理效果更显著。
实施例7
待处理废弃物某一工业垃圾焚烧灰1千克，其中可溶性的铅含量为 5. 86mg/kg。将其与水搅拌制成扩展度为200mm的泥浆硬化体后密封养护，28天龄 期的泥浆硬化体中铅的溶出量为1.74mg/L。
处理过程在焚烧灰中依次掺入20克的新鲜氧化钙、15克的硫酸铝及50克 勃氏比表面积为20000mVkg的硅灰，混匀，然后在保证相同扩展度的条件下加入 一定量的水搅拌并注模捣实成型，待硬化后脱模，在密封条件下养护28天得到硬 化体。参照GB 5086. 2-1997《固体废物浸出毒性浸出方法一水平振荡法》测试标准 检测硬化体中铅的溶出量。
结果处理后硬化体中铅的溶出量减至0.35mg/L。说明经处理后的废弃物中 有害重金属铅的溶出量减少80%，该处理后的废物硬化体可普通堆放或作为其它 产品的原料。 实施例8
待处理废弃物几种工业垃圾焚烧灰1千克，其中可溶性重金属镉的含量为 3. 25mg/kg，可溶性六价铬的含量为2. 42 mg/kg。将其与水搅拌制成扩展度为200mm 的泥浆硬化体后密封养护，28天龄期的泥浆硬化体中镉的溶出量为0.53mg/L，六 价铬离子的溶出量为0. 16mg/L。
处理过程在该焚烧灰中依次掺入40克的新鲜氧化钙、30克的硫酸铝及300 克勃氏比表面积为20000m7kg的硅灰，混匀，然后在保证相同扩展度的条件下加 入一定量的水搅拌并注模捣实成型，待硬化后脱模，在密封条件下养护28天得到 硬化体。参照GB 5086. 2-1997《固体废物浸出毒性浸出方法一水平振荡法》测试标 准检测硬化体中镉和铬的溶出量。
结果处理后硬化体中镉的溶出量减至0. 01mg/L，六价铬的溶出量减至0. 068 mg/L。该处理后的废物硬化体可普通堆放或作为其它产品的原料。
权利要求
1、一种减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，对含有有害重金属的废液或废弃物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。
2、 根据权利要求1所述的减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，对含 有有害重金属的废液进行处理，将氧化钙加入到废液中形成氢氧化钙过饱和溶液， 而后缓慢加入硫酸铝，搅拌，静置，固液分离后得到经处理后的废液。
3、 根据权利要求2所述的减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，加入 处理剂过程中溶液中的pH值始终控制在11 13之间。
4、 根据权利要求2或3所述的减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于， 加入的氧化钙和硫酸铝的摩尔比为1: 5 8。
5、 根据权利要求2或3或4所述的减少有害重金属污染环境的方法，其特征在 于，搅拌4 6小时，静置12 24小时。
6、 根据权利要求1所述减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，对含有 有害重金属的固体废弃物进行处理，所述处理剂为氧化钙、硫酸铝和硅灰，将处理 剂依次加入固体废弃物的焚烧灰中加水搅拌并注模捣实成型，待硬化后脱模，在 密封条件下养护28天得到经处理后的废物硬化体。
7、 根据权利要求6所述减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，所述硅 灰的勃氏比表面积为15000~20000m2/kg。
8、 根据权利要求6或7所述减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，在 固体废物中氧化钙加入量为0.2 0.4wt%，硫酸铝加入量为0. 15 0. 3wt%，硅灰加 入量为5~20wt%。
9、 根据前述任一权利要求所述减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于， 所述重金属为砷、硒、铬、镉、铅、硼中的任一种或多种。
全文摘要
本发明为一种减少有害重金属污染环境的方法，涉及废液和废物中有害重金属的处理，采用水化硫铝酸钙固化液态和固态废弃物中的有害重金属组分。本发明将制备水化硫铝酸钙的原料新鲜氧化钙和硫酸铝及硅灰分别掺入到含有重金属组分的液态和固态废弃物焚烧灰中，有效的固化和抑制了有害重金属的溶出，经过处理后有害重金属组分溶出减少量达90％，具有实施简便易行，处理效果显著及不易产生二次污染的特点。
文档编号A62D3/33GK101337732SQ20081011858
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者叶家元, 张建波, 张文生, 渊 王, 王宏霞 申请人:中国建筑材料科学研究总院
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ll 13之间。加入的氧化 钙和硫酸铝的摩尔比为l: 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在含有害重金属组分的固体废弃材料(例如，垃圾焚烧灰)中，按其质量百 分比先后加入一定量的形成水化硫铝酸f5的原料(,丐基材料和硫铝基材料)和 5 20wt。/。的勃氏比表面积为15000 20000m"kg的硅灰，加水搅拌并注模捣实成型； 待硬化后脱模，在密封条件下养护28天，即可使硬化体中六价铬离子的溶出量大 幅减小；经该处理后的固体废弃物可用于普通堆放或作为其它产品的原料。其中，所述硅灰的勃氏比表面积为15000~20000m2/kg。在固体废物中氧化然加 入量为0.2 0.4wt%，硫酸铝加入量为0. 15 0. 3wt%。以上本发明方法适于处理的重金属有砷、硒、铬、镉、铅、硼等，不仅可以单 一处理，同时还可以混合处理。采用上述技术方案，经试验验证，用本发明方法处理后的废液或固态废弃物,
其有害重金属组分的溶出量可减少90%左右。本发明方法中产生的水化硫铝酸钙 在较高pH条件下具有极低的可溶性，本身抗渗透性较高，可以避免由长期稳定性 差及后期重金属组分渗漏产生的二次污染问题。另外，整个处理过程实施简便易行， 处理效果显著。
具体实施例方式
本发明提供了一种有效减少有害重金属污染环境的方法。是采用水化硫铝酸钙 吸收有害液态废弃物中的重金属组分(例如，砷、硒、铬、镉、铅、硼等)，和将 水化硫铝酸钙与硅灰并用，以有效降低废水、污水中重金属组分的浓度，极大的抑 制含重金属固态废弃物中有害重金属组分的溶出。
本发明在废液处理中，需通过滴加5M氢氧化钠溶液以确保整个溶液的pH值 始终控制在11 13之间；另外要确定形成水化硫铝酸钙各组分间的最佳配比参数， 本发明中加入的氧化钙和硫酸铝的摩尔比优化为1: 5 8。本发明采用的钙质材料 为由石灰石烧制的新鲜氧化钙，铝质材料和硫酸盐采用硫酸铝。
以下通过具体实施例详述本发明。 '
实施例1
待处理废液砷离子浓度为0.5mg/L的溶液l千克。
处理步骤用石灰石烧制新鲜氧化钙，取2.5克的氧化钙加入废液中，充分 搅拌而形成氢氧化钙过饱和溶液；而后缓慢将2克硫酸铝加入到上述水溶液中， 同时滴加5M的氢氧化钠使混合液的pH控制在11以上，充分搅拌4h，静置20h。 之后进行液固相的过滤分离，固体物质另外放置，对液体部分中砷的浓度进行测 定。
结果处理后所得溶液中砷的残留浓度低于0.05mg/L，说明经过处理后该废 液有害重金属组分砷溶出减少量达90%。经处理后的废液可直接排放。
实施例2
待处理废液硒离子浓度为lmg/L的溶液1千克。
处理步骤用石灰石烧制新鲜氧化钙，取2.5克的氧化钙加入废液中，充分 搅拌而形成氢氧化钙过饱和溶液；而后缓慢将2克硫酸铝加入到上述水溶液中， 同时滴加5M的氢氧化钠使混合液的pH控制在11以上，充分搅拌6h，静置20h。 之后进行液固相的过滤分离，固体物质另外放置，对液体部分中硒的浓度进行测 定。结果经处理后所得溶液中硒的残留浓度低于O. lmg/L，说明经过处理后该废 液有害重金属组分硒溶出减少量达90%。 实施例3待处理废液1千克溶液，其中铬离子浓度为lmg/L，硒离子浓度为lmg/L， 砷离子浓度为0. 5rag/L。处理步骤用石灰石烧制新鲜氧化钙，取3.8克的氧化钙加入废液中，充分 搅拌而形成氢氧化钙过饱和溶液；而后缓慢将3克硫酸铝加入到上述水溶液中， 同时滴加5M的氢氧化钠使混合液的pH控制在11以上，充分搅拌6h，静置24h。 之后进行液固相的过滤分离，固体物质另外放置，对液体部分中铬、硒、砷的浓 度分别进行测定。结果经处理后所得溶液中硒的残留浓度低于0. lmg/L，铬残留浓度低于 0. lmg/L，砷残留浓度低于0.05mg/L，说明经过处理后该废液中有害重金属组分溶 出减少量达90%。 实施例4待处理废弃物某一种工业垃圾焚烧灰1千克，经测其中的可溶性六价铬含量为2. 35mg/kg，将其与水搅拌制成扩展度为200ran的泥浆硬化体后密封养护，28 天龄期的泥浆硬化体中六价铬溶出量为0. 145mg/L。处理过程在焚烧灰中依次掺入20克的新鲜氧化钙、15克的硫酸铝及50克 勃氏比表面积为15000m7kg的硅灰，混匀，然后在保证相同扩展度的条件下加入 一定量的水搅拌并注模捣实成型，待硬化后脱模，在密封条件下养护28天得到硬 化体。参照GB 5086. 2-1997《固体废物浸出毒性浸出方法一水平振荡法》测试标准 检测硬化体中六价铬离子的溶出量。结果处理后硬化体中六价铬离子的溶出量减至0.055mg/L。说明经处理后的 废弃物中有害重金属铬的溶出量减少62%，该处理后的废物硬化体可普通堆放或 作为其它产品的原料。 实施例5其余和实施例4相同，只是处理过程中加入40克的新鲜氧化钙、30克的硫酸 铝及IOO克勃氏比表面积为18000mVkg的硅灰。结果显示，处理后硬化体中六价 铬离子的溶出量减至0. 012mg/L。说明加大处理剂的用量处理效果更显著。 实施例6其余和实施例4相同，只是处理过程中加入40克的新鲜氧化钙、30克的硫酸
铝及200克勃氏比表面积为20000mVkg的硅灰。结果显示，处理后硬化体中六价铬 离子的溶出量减至0. 008mg/L。说明加大硅灰的用量和比表面积处理效果更显著。
实施例7
待处理废弃物某一工业垃圾焚烧灰1千克，其中可溶性的铅含量为 5. 86mg/kg。将其与水搅拌制成扩展度为200mm的泥浆硬化体后密封养护，28天龄 期的泥浆硬化体中铅的溶出量为1.74mg/L。
处理过程在焚烧灰中依次掺入20克的新鲜氧化钙、15克的硫酸铝及50克 勃氏比表面积为20000mVkg的硅灰，混匀，然后在保证相同扩展度的条件下加入 一定量的水搅拌并注模捣实成型，待硬化后脱模，在密封条件下养护28天得到硬 化体。参照GB 5086. 2-1997《固体废物浸出毒性浸出方法一水平振荡法》测试标准 检测硬化体中铅的溶出量。
结果处理后硬化体中铅的溶出量减至0.35mg/L。说明经处理后的废弃物中 有害重金属铅的溶出量减少80%，该处理后的废物硬化体可普通堆放或作为其它 产品的原料。 实施例8
待处理废弃物几种工业垃圾焚烧灰1千克，其中可溶性重金属镉的含量为 3. 25mg/kg，可溶性六价铬的含量为2. 42 mg/kg。将其与水搅拌制成扩展度为200mm 的泥浆硬化体后密封养护，28天龄期的泥浆硬化体中镉的溶出量为0.53mg/L，六 价铬离子的溶出量为0. 16mg/L。
处理过程在该焚烧灰中依次掺入40克的新鲜氧化钙、30克的硫酸铝及300 克勃氏比表面积为20000m7kg的硅灰，混匀，然后在保证相同扩展度的条件下加 入一定量的水搅拌并注模捣实成型，待硬化后脱模，在密封条件下养护28天得到 硬化体。参照GB 5086. 2-1997《固体废物浸出毒性浸出方法一水平振荡法》测试标 准检测硬化体中镉和铬的溶出量。
结果处理后硬化体中镉的溶出量减至0. 01mg/L，六价铬的溶出量减至0. 068 mg/L。该处理后的废物硬化体可普通堆放或作为其它产品的原料。
权利要求
1、一种减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，对含有有害重金属的废液或废弃物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。
2、 根据权利要求1所述的减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，对含 有有害重金属的废液进行处理，将氧化钙加入到废液中形成氢氧化钙过饱和溶液， 而后缓慢加入硫酸铝，搅拌，静置，固液分离后得到经处理后的废液。
3、 根据权利要求2所述的减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，加入 处理剂过程中溶液中的pH值始终控制在11 13之间。
4、 根据权利要求2或3所述的减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于， 加入的氧化钙和硫酸铝的摩尔比为1: 5 8。
5、 根据权利要求2或3或4所述的减少有害重金属污染环境的方法，其特征在 于，搅拌4 6小时，静置12 24小时。
6、 根据权利要求1所述减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，对含有 有害重金属的固体废弃物进行处理，所述处理剂为氧化钙、硫酸铝和硅灰，将处理 剂依次加入固体废弃物的焚烧灰中加水搅拌并注模捣实成型，待硬化后脱模，在 密封条件下养护28天得到经处理后的废物硬化体。
7、 根据权利要求6所述减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，所述硅 灰的勃氏比表面积为15000~20000m2/kg。
8、 根据权利要求6或7所述减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于，在 固体废物中氧化钙加入量为0.2 0.4wt%，硫酸铝加入量为0. 15 0. 3wt%，硅灰加 入量为5~20wt%。
9、 根据前述任一权利要求所述减少有害重金属污染环境的方法，其特征在于， 所述重金属为砷、硒、铬、镉、铅、硼中的任一种或多种。
全文摘要
本发明为一种减少有害重金属污染环境的方法，涉及废液和废物中有害重金属的处理，采用水化硫铝酸钙固化液态和固态废弃物中的有害重金属组分。本发明将制备水化硫铝酸钙的原料新鲜氧化钙和硫酸铝及硅灰分别掺入到含有重金属组分的液态和固态废弃物焚烧灰中，有效的固化和抑制了有害重金属的溶出，经过处理后有害重金属组分溶出减少量达90％，具有实施简便易行，处理效果显著及不易产生二次污染的特点。
文档编号A62D3/33GK101337732SQ20081011858
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者叶家元, 张建波, 张文生, 渊 王, 王宏霞 申请人:中国建筑材料科学研究总院
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