一种Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，属于环境保护中危险固体废弃物污染控制技术领域。本发明专利技术的技术方案要点为：将1L摩尔浓度为0.2mol/L的Na2EDTA溶液以2mL/min的流速通过装有30g医疗垃圾焚烧飞灰的柱子完成医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的去除，同时收集废液，待废液完全收集后将废液通过装有90g零价铁的柱子完成废液中重金属的去除，从最终的排液中回收Na2EDTA和NaCl，使用过的零价铁酸洗后回收再利用。本发明专利技术的Na2EDTA耦合零价铁去除焚烧飞灰中的重金属反应时间短且去除效果较好，医疗垃圾焚烧飞灰处理过后重金属的浸出毒性明显降低，更加有利于焚烧飞灰残渣的资源化利用。

A method of removing heavy metals from MSW incineration fly ash by coupling Na2EDTA with zero valent iron

The invention discloses a method for removing heavy metals from fly ash of medical waste incineration by Na2EDTA coupling zero-valent iron, belonging to the technical field of pollution control of hazardous solid waste in environmental protection. The key points of the technical scheme of the invention are: removing heavy metals from the fly ash of the medical waste incineration by passing the Na2EDTA solution with a molar concentration of 1 L at 0.2 mol/L at a flow rate of 2 mL/min through a column filled with 30 g medical waste incineration fly ash, and collecting the waste liquid at the same time. After the waste liquid is completely collected, the waste liquid is completed through a column filled with 90 g zero valent iron. Removal of heavy metals from the liquid, recovery of Na2EDTA and NaCl from the final effluent, used zero-valent iron pickling and recycling. The Na2EDTA coupling zero-valent iron has short reaction time and good removal effect for removing heavy metals from incineration fly ash, and the leaching toxicity of heavy metals is obviously reduced after the treatment of medical waste incineration fly ash, which is more conducive to the resource utilization of fly ash residue.

【技术实现步骤摘要】
一种Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的方法
本专利技术属于环境保护中危险固体废弃物污染控制
，具体涉及一种Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的方法。
技术介绍
医疗垃圾焚烧后将产生3%-5%的飞灰和30%-40%的底灰。由于医疗垃圾焚烧飞灰中含有大量的可溶性重金属，具有浸出毒性，因此被列入到我国的《国家危险废弃物名录》。近年来研究发现，医疗垃圾焚烧飞灰中除了含有大量的重金属铜和锌外，还含有铅、镉、铬和汞等。这些医疗垃圾如果处理不当，不仅会对环境造成严重的二次污染，而且会产生许多对人体有害的病菌。目前，我国主要的固体废弃物焚烧飞灰处理技术有：水泥固化法和化学提取法等，然而这些方法不能彻底有效地解决焚烧飞灰中重金属污染的问题。EDTA是一种重要的络合剂，可以络合多种重金属，因此目前国内外一些学者采用EDTA萃取土壤中的重金属，但是由于其溶解度较小，而医疗垃圾焚烧飞灰中重金属含量较高，因此采用其二钠盐即Na2EDTA。Na2EDTA溶解度较高，对重金属也有很强的螯合能力，对其的去除效果明显高于等量水平的水和阳离子表面活性剂，且处理过程中产生的废水较其它酸洗技术较易处理，能够分离重金属和回收Na2EDTA。另外，零价铁化学性质活泼，电负性很大，具有很强的还原能力，能够有效去除废水中的重金属。目前国内外一些学者采用零价铁修复水环境的研究主要包括：有机卤化物的脱卤还原、燃料废水的还原脱色以及水中重金属离子的去除。对于去除水中重金属离子的研究，效果较好的重金属离子有：Ba2+、Zn2+、Cd2+、Co2+、Cu2+、Hg2+、Ni2+、Pb2+和Cr（VI），由于零价铁可以将处理过医疗垃圾焚烧飞灰的Na2EDTA溶液中的重金属还原吸附，从而增加Na2EDTA溶液的再利用性，因此Na2EDTA和零价铁在环境污染控制方面具有很好的应用前景。对于焚烧飞灰资源化的利用，通常将其经过多级水洗进行脱毒，实际应用过程中成本较高，目前将Na2EDTA和零价铁应用到去除固体废弃物焚烧飞灰中重金属的相关研究报道较少。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，该方法具有经济高效和便于回收重金属的特点，同时也减轻了固体废弃物焚烧飞灰对环境造成的二次污染。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征在于具体步骤为：将1L摩尔浓度为0.2mol/L的Na2EDTA溶液以2mL/min的流速通过装有30g医疗垃圾焚烧飞灰的柱子完成医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的去除，同时收集废液，待废液完全收集后将废液通过装有90g零价铁的柱子完成废液中重金属的去除，从最终的排液中回收Na2EDTA和NaCl，使用过的零价铁酸洗后回收再利用。进一步优选，所述医疗垃圾焚烧飞灰经干燥、粉碎、干燥至恒重后使用。进一步优选，所述零价铁是用浓盐酸洗去表面油污及氧化物，将表面的酸洗去，再将其与乙醇放置于消解罐中于80℃烘2h后，用氮气吹干的铁屑。进一步优选，所述回收Na2EDTA和NaCl的具体过程为：向最终的排液中加入摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液调节至pH＞13产生沉淀，静置至不再产生沉淀后通过抽滤进行固液分离，固体回收，滤液加入摩尔浓度为12mol/L的盐酸溶液调节至pH＜1产生沉淀，静置至不再产生沉淀后通过离心进行固液分离，将白色沉淀物溶于氢氧化钠溶液中，再置于80℃的水浴锅中蒸发至只剩白色固体Na2EDTA，Na2EDTA的回收率为99.8%，上清液经过滤后加入摩尔浓度为12mol/L的盐酸溶液调节至pH=7，经盐蒸后收集产生的白色固体NaCl。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：（1）传统医疗垃圾焚烧飞灰的处理一般为固化填埋或需要进行多级水洗处理，并且处理效果不够理想，Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中的重金属反应时间短、去除效果较好且可回收Na2EDTA和NaCl；（2）零价铁材料具有磁性特点，易于回收再利用，同时也降低了对环境的污染，是环境友好型材料；（3）处理后的医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的浸出毒性明显降低，更加有利于医疗垃圾焚烧飞灰残渣的资源化利用。附图说明图1是本专利技术实施例1中使用的医疗垃圾焚烧飞灰的SEM图谱；图2是本专利技术实施例2和3中Na2EDTA耦合零价铁处理医疗垃圾焚烧飞灰流程图；图3是本专利技术实施例3中原始EDTA和回收EDTA与原始Na2EDTA和回收Na2EDTA的XRD图谱；图4是本专利技术实施例3中原始NaCl和回收NaCl的XRD图谱。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例。凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1在本实施例中，医疗垃圾焚烧飞灰浸出毒性试验中，重金属含量分别为Cu134.7mg/L、Cr0.93mg/L、Zn702mg/L、As2.33mg/L、Cd0.743mg/L、Pb19.54mg/L、Ni1.1mg/L。称取医疗垃圾焚烧飞灰30g放置灰柱中，将1L摩尔浓度为0-0.2mol/L的Na2EDTA溶液以2mL/min的流速通过灰柱，在不同的时间取样测总废液中的重金属含量。将飞灰残渣干燥后对其进行毒性浸出实验测定其重金属浸出浓度，结果表明：当Na2EDTA溶液的摩尔浓度为0.2mol/L时，重金属浸出量最低且远低于国家标准限定的标准值，处理效果最好。表1为医疗垃圾焚烧飞灰及不同浓度Na2EDTA溶液处理后飞灰残渣的毒性浸出实验。表格中不同浓度值下的各个重金属的浸出浓度对比得到：当Na2EDTA溶液的摩尔浓度为0.2mol/L时医疗垃圾焚烧飞灰残渣浸出浓度相对较低，浸出毒性在国家标准限定值以下。表1医疗垃圾焚烧飞灰的毒性浸出实验实施例2将1L摩尔浓度为0.2mol/L的Na2EDTA溶液以2mL/min的流速通过装有医疗垃圾焚烧飞灰的柱子，同时收集废液，待废液完全收集后，如图2，将废液通过装有零价铁的柱子，在不同的时间取样检测总废液中的重金属含量。表2为通过装有医疗垃圾焚烧飞灰的柱子收集的废液与经过装有零价铁的柱子的废液中的重金属含量。表格中通过灰柱与通过铁柱的废液中的重金属含量对比得到：经过装有零价铁的柱子的废液中的重金属含量明显降低。表2通过灰柱的废液与通过铁柱的废液中的重金属含量实施例3向Na2EDTA耦合零价铁处理过医疗垃圾焚烧飞灰后最终获得的排液中加入摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液调节至pH＞13产生沉淀，静置至不再产生沉淀后通过抽滤进行固液分离，固体回收，滤液加入摩尔浓度为12mol/L的盐酸溶液调节至pH＜1产生沉淀，静置至不再产生沉淀后通过离心进行固液分离，将白色沉淀物溶于摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液中再置于80℃的水浴锅中蒸发至只剩白色固体；上清液经过滤后加入摩尔浓度为12mol/L的盐酸溶液调节至pH=7，经盐蒸后收集产生的白色固体和液体。结果表明：用盐酸溶液调节至pH＜1后产生的白色沉淀物为EDTA，水浴蒸发产生的白色固体为Na2EDTA，可以回收利用，且回收率可达到99.8%；最终盐蒸产生的白色本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征在于具体步骤为：将1L摩尔浓度为0.2mol/L的Na2EDTA溶液以2mL/min的流速通过装有30g医疗垃圾焚烧飞灰的柱子完成医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的去除，同时收集废液，待废液完全收集后将废液通过装有90g零价铁的柱子完成废液中重金属的去除，从最终的排液中回收Na2EDTA和NaCl，使用过的零价铁酸洗后回收再利用。

【技术特征摘要】
1.一种Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征在于具体步骤为：将1L摩尔浓度为0.2mol/L的Na2EDTA溶液以2mL/min的流速通过装有30g医疗垃圾焚烧飞灰的柱子完成医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的去除，同时收集废液，待废液完全收集后将废液通过装有90g零价铁的柱子完成废液中重金属的去除，从最终的排液中回收Na2EDTA和NaCl，使用过的零价铁酸洗后回收再利用。2.根据权利要求1所述的Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征在于：所述医疗垃圾焚烧飞灰经干燥、粉碎、干燥至恒重后使用。3.根据权利要求1所述的Na2EDTA耦合零价铁去除医疗垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征在于：所述零价铁是用浓盐酸洗去表面油污及氧化物，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春峰，魏明杰，吴娱帆，张万鹏，严晨芬，刘阳，姚丹，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41