一种含砷废渣稳定化处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种含砷废渣稳定化处理的方法，该方法是将含砷废渣晒干、破碎后，与稳定剂混合均匀，再洒水并搅拌均匀，通风养护1～2天，再加入微生物菌液并搅拌均匀，养护3～5天；其中，稳定剂包含软锰矿、铁盐、钙盐和天然矿物，微生物菌液为青霉属真菌。该方法对含砷废渣治理效果好，处理周期短、成本低，处理后的含砷废渣砷浸出率低，且该方法操作简单、成本低，有利于推广应用。

Method for stabilizing treatment of arsenic containing waste residue

The invention discloses a method for stabilizing treatment of arsenic containing waste residue, the arsenic containing waste residue is dried, crushed, mixed with stabilizer, and then watering and stir, ventilation and maintenance of 1 ~ 2 days, adding microbial liquid and mixing, curing for 3 to 5 days; the stabilizer contains pyrolusite, ferric salt, calcium salt and natural mineral, microorganism as Penicillium sp.. The method has the advantages of good treatment effect, short treatment cycle, low cost, low arsenic leaching rate of arsenic bearing waste residue after treatment, and the method is simple in operation and low in cost, which is favorable for popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种含砷废渣稳定化处理的方法
本专利技术涉及一种用于含砷废渣的处理方法，特别涉及一种由软锰矿、铁盐、钙盐和天然矿物等化学药剂和青霉属真菌等细菌制剂协同强化稳定化处理含砷废渣的方法，属于固废治理

技术介绍
砷广泛应用于农药、化工等领域，我国砷资源丰富，其中常德石门雄黄矿曾经是“亚洲最大单砷矿”，由于矿产资源开发过程中产生了许多含重金属废渣及污染土壤，对生态环境和人体健康造成了严重的威胁。雄黄矿渣是雄黄矿在开采过程产生的含砷危险废物，主要成分为As2S3、As2O3等，含砷量为3000～15000mg/kg。目前我国含砷废渣的治理技术主要有淋洗治理、火法焙烧治理、稳定化固化治理、微生物治理等。如中国专利(公开号CN103406333B)公开一种高浓度砷渣的治理方法，即稳定化固化修复砷渣的方法。该方法是在高浓度砷渣中加入氧化剂进行氧化处理后，再加入稳定剂和/或沉淀剂，搅拌均匀后，砌块养护，最终得到解毒的砷渣。中国专利(公开号CN105967232A)公开了一种硫化砷渣的修复方法，实质上是一种淋溶结合微生物修复硫化砷渣的技术，具体是先将硫化砷渣中制备矿浆，将砷溶出，再加入稳定剂/微生物菌剂进行稳定化固化。中国专利(公开号CN106180138A)公开了一种含砷危险废物的治理方法，实质上也是一种淋溶结合稳定化固化修复含砷废渣的技术，具体是先将砷渣溶解于碱性溶液，将砷溶出，再加入氧化剂进行氧化处理，最后加入稳定剂，进行稳定化固化。中国专利(公开号CN103663554B)公开了一种磷酸脱砷渣的治理方法，实质上是一种焙烧结合尾气处理的方法治理含砷废渣的技术，具体是先将砷渣进行高温氧化焙烧，释放含砷气体，再进行烟气过滤处理。现有的这些公开的砷渣治理方法存在的优点和缺点：淋洗治理技术对砷渣治理较彻底，但是药剂成本高，且易造成二次污染，需进一步对浸提的含砷废水进行处理。火法焙烧治理技术工艺较复杂，对处理设备、温度等要求较高，后期还涉及含砷废气的处理处置。微生物修复由于微生物培养、菌剂保存过程对环境要求较高，致使微生物菌剂成本较高，且在实际施工过程中难以控制过程条件，施工应用难度大难以保证修复效果。稳定化固化修复技术的周期短，适合大范围推广，但其修复效果及修复成本主要取决于稳定化固化药剂的使用。因此研发成本低、效果好的砷污染治理药剂是目前研究的热点，对大范围含砷废渣治理具有重要的意义。
技术实现思路
针对现有的含砷废渣稳定化处理的技术存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种对含砷废渣治理效果好，处理周期短、成本低的方法，经过该方法处理后的含砷废渣砷浸出率低，且操作简单、成本低，有利于推广应用。本专利技术提供了一种含砷废渣稳定化处理的方法，该方法是将含砷废渣晒干、破碎后，与稳定剂混合均匀，再洒水并搅拌均匀，通风养护1～2天，再加入微生物菌液并搅拌均匀，养护3～5天；所述稳定剂包含软锰矿、铁盐、钙盐和天然矿物；所述微生物菌液为青霉属真菌。优选的方案，所述稳定剂由软锰矿、铁盐、钙盐和天然矿物按质量比1～3：50～60：20～30：5～10组成。较优选的方案，所述铁盐包括硫酸亚铁、六水氯化铁、聚合硫酸铁、氯化亚铁中至少一种。较优选的方案，所述钙盐包括氧化钙、多硫化钙、氢氧化钙中至少一种。较优选的方案，所述天然矿物包括海泡石、高岭土、凹凸棒土中至少一种。本专利技术的天然矿物最好是在450～580℃温度下进行煅烧活化20～30min。优选的方案，所述微生物菌液包含青霉属真菌数量为1200～1500个/mL。较优选的方案，所述微生物菌液包含载体。较优选的方案，所述载体通过如下方法制备得到：将稻田秸秆、豆腐渣滓、瓜果蔬皮中至少一种通过发酵后，过滤并收集过滤液，在滤液中加入高岭土混合均匀，即得。较优选的方案，所述稳定剂的用量相对含砷废渣质量的6～10％。较优选的方案，所述微生物菌液相对含砷废渣用量为80～120L/吨。较优选的方案，所述含砷废渣破碎至粒径≤2cm。本专利技术对含砷废渣投加稳定化药剂进行氧化、双重稳定等综合处置，再投加微生物菌剂进行氧化、吸附，稳定化药剂+微生物联合处理能保证含砷废渣中砷浸出达标，方法简单、处理成本低。本专利技术的微生物菌液中包含的青霉属真菌是由常德石门、张家界慈利等雄黄矿区含砷废渣中直接提取分离，再经过简单摇瓶培养和增殖得到。在雄黄矿区的含砷废渣中分离得到的青霉属真菌是由含砷废渣在自然条件下驯化得到，具有较好的氧化砷的能力，适应含砷废渣的环境能力强。将分离得到的原始青霉属真菌经摇瓶液体培养获得培养液，然后将培养液和载体按照10～20％：80～90％的百分质量比混合，使得混合菌液中真菌数量达到1200～1500个/mL。青霉属真菌摇瓶液体培养过程如下：在去离子水中加入7～10g/L胰化蛋白胨、3～5g/L酵母提取物、3～5g/LNaCl、15～30g/L麦芽糖，摇动容器直至溶质溶解，用碱调pH至7.0～8.0，高温灭菌。将原始青霉属真菌接种入液体培养中摇瓶培养3～5天得到培养液。载体的具体制备过程为：采用稻田秸秆、豆腐渣滓、瓜果蔬皮等通过简单发酵后，发酵液沉淀过滤后收集过滤液，加入高岭土混合均匀。本专利技术的载体既能作为真菌养料来源、实现废物利用，采用的高岭土原料也可吸附砷，能降低砷的活性。本专利技术的技术方案关键在于采用稳定剂和微生物菌液进行协同处理含砷废渣。主要基于含砷废渣中同时包含低价砷和高价砷，而高价砷As5+比低价As3+具有更低的毒性，且更容易形成稳定的固体而被固定。因此将低价砷高效率氧化成高价砷是实现砷固定的关键。现有技术中存在各种各样的氧化剂，能使低价砷生成高价砷，但是其对含砷废渣中的砷氧化效率相对较低，主要是没有将砷浸出的条件下化学氧化剂对废渣中的砷表现出较差的氧化能力。青霉属真菌具有将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)的能力，但是其作用是比较慢的，氧化效率较低。本专利技术的技术方案通过大量实验发现，Mn离子能增强青霉属真菌细胞内砷酸盐氧化酶活性，大大提高微生物的砷氧化效率，能够持续稳定将废渣中As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，因此本专利技术技术方案巧妙地选择软锰矿作为砷的化学氧化剂，能够将含砷废渣中绝大部分游离的低价砷氧化成As(Ⅴ)。而由软锰矿氧化还原生成的锰离子可以提高青霉属真菌氧化砷的活性，对后期含砷废渣中缓慢释放的低价砷及时氧化，保证了对含砷废渣中低价砷的长期稳定氧化能力。而氧化生成的高价砷很容易与稳定剂中钙盐、铁盐形成稳定的臭葱石沉淀，从而实现砷的稳定化，降低砷的浸出浓度。同时天然矿物具有吸附作用，能够提高对砷化合物的附着力，且青霉属真菌细胞壁表面官能团能够与砷发生化合反应(如离子交换、配位结合等)，也在一定程度上固定废渣中的砷，降低砷的浸出浓度。此外，钙盐和天然矿物能提高废渣通透性、调节pH环境，便于该微生物细胞壁表面官能团与砷发生离子交换、配位结合等反应，降低砷的迁移。本专利技术含砷废渣治理的方法：将含砷废渣晾晒、破碎至粒径≤2cm，加入砷渣质量6～10％的稳定剂，洒水并搅拌10～30min，通风养护1～2天；每吨砷渣喷洒80～120L的微生物菌液，然后搅拌10～30min，养护3～5天。相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果：1、本专利技术的技术方案采用稳定化药剂+微生物联合处理方法，能实现含砷危险废物中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含砷废渣稳定化处理的方法，其特征在于：将含砷废渣晒干、破碎后，与稳定剂混合均匀，再洒水并搅拌均匀，通风养护1～2天，再加入微生物菌液并搅拌均匀，养护3～5天；所述稳定剂包含软锰矿、铁盐、钙盐和天然矿物；所述微生物菌液为青霉属真菌。

【技术特征摘要】
1.一种含砷废渣稳定化处理的方法，其特征在于：将含砷废渣晒干、破碎后，与稳定剂混合均匀，再洒水并搅拌均匀，通风养护1～2天，再加入微生物菌液并搅拌均匀，养护3～5天；所述稳定剂包含软锰矿、铁盐、钙盐和天然矿物；所述微生物菌液为青霉属真菌。2.根据权利要求1所述的含砷废渣稳定化处理的方法，其特征在于：所述稳定剂由软锰矿、铁盐、钙盐和天然矿物按质量比1～3：50～60：20～30：5～10组成。3.根据权利要求2所述的含砷废渣稳定化处理的方法，其特征在于：所述铁盐包括硫酸亚铁、六水氯化铁、聚合硫酸铁、氯化亚铁中至少一种。4.根据权利要求2所述的含砷废渣稳定化处理的方法，其特征在于：所述钙盐包括氧化钙、多硫化钙、氢氧化钙中至少一种。5.根据权利要求2所述的含砷废渣稳定化处理的方法，其特征在于：所述天然矿物包括海泡石、高岭...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩凤，邵乐，史学峰，李昌武，刘晓月，
申请(专利权)人：航天凯天环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43