一种粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法技术

本发明专利技术涉及一种粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法，属于重金属污染治理技术领域。本发明专利技术将硅酸盐水泥、粉煤灰加入到含砷污泥中混合均匀得到混合物A；在混合物A加入稳定化药剂并混合均匀得到混合物B；搅拌条件下，将混合物B加入到水中混合均匀得到水泥浆，将水泥浆进行老化处理40~60min；将老化处理的水泥浆倒入模具中成型，成型块脱模后自然养护7~28d即得无害化固化块。本发明专利技术中的粉煤灰作为砷固化过程中的促进剂可增强固化块的抗压强度；稳定化药剂可针对性固砷，提高含砷污泥的稳定性。

A method of target arsenic fixation with fly ash co stabilizing agent

【技术实现步骤摘要】
一种粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法
本专利技术涉及一种粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法，属于重金属污染治理

技术介绍
砷是一种类金属物质，能形成一系列的高毒类化合物，砷可由呼吸道、皮肤和消化道被人体吸收，会引起神经衰弱综合征,多发性神经病和皮肤粘膜病变等,砷的无机化合物可引起肺癌和皮肤癌。对含砷废水进行处理后，砷等有害物质大多转移到污泥中，因此，对含砷污泥的安全处理与处置研究，有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法，本专利技术利用粉煤灰和稳定化药剂来促进含砷污泥固化，其利用粉煤灰利于浇筑成型、替代水泥可减少生产成本的优势，将其作为砷固化过程中的促进剂，同时使固化块的抗压强度大幅提高，稳定化药剂靶向固砷，增强含砷污泥的稳定性，减少砷在环境中的扩散和危害。本专利技术在水泥中掺加适量的粉煤灰可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性，使混凝土拌和料易于泵送、浇筑成型。掺加粉煤灰后可减少水泥用量，且粉煤灰水化放热量很少，从而减少了水化放热量；掺加粉煤灰在等强度等级的条件下，可以减少水泥用量约10%~15%，降低实验成本；本专利技术稳定化药剂以处理重金属废物为主，其主要机理是废物和凝结剂间的化学键结合力、凝结剂对废物的物理包容及凝结剂水合产物对废物的吸附作用。用稳定化药剂技术处理危险废物，可以在实现废物无害化的同时达到废物少增容或不增容，从而提高危险废物处理处置系统的总体效率和经济性。一种粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法，具体步骤如下：（1）将硅酸盐水泥、粉煤灰加入到含砷污泥中混合均匀得到混合物A；（2）在步骤（1）混合物A加入稳定化药剂并混合均匀得到混合物B；（3）搅拌条件下，将步骤（2）混合物B加入到水中混合均匀得到水泥浆，将水泥浆进行老化处理40~60min；（4）将步骤（3）老化处理的水泥浆倒入模具中成型，成型块脱模后自然养护7~28d即得无害化固化块。所述步骤（1）硅酸盐水泥、粉煤灰与含砷污泥的质量比为(1:1:2)~(2:2:3)。所述步骤（1）含砷污泥的砷含量为105~136mg/L。所述步骤（2）稳定化药剂为CaO、SiO2、MgO和Al2O3的混合液，其中稳定化药剂中CaO浓度为4~5mg/L、SiO2浓度为3~4mg/L、MgO浓度为1~1.2mg/L和Al2O3浓度为1.2~1.4mg/L，稳定化药剂与混合物B的液固比mL:g为(0.1~0.3):1。所述步骤（3）老化温度为40~50℃。粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的原理：粉煤灰主要成分为SiO2，稳定化药剂是以CaO为主，并含有Mg、Si、Al等成分，粉煤灰中的Si与药剂中的Ca在碱性条件下发生凝结反应，生产C-S-H凝胶，此种凝胶可将含As污泥紧紧包裹，降低其迁移能力和浸出毒性，起到稳定有害污染物的作用。本专利技术的有益效果是：本专利技术利用粉煤灰和稳定化药剂来促进含砷污泥固化，其利用粉煤灰可以有效替代部分昂贵的水泥，且在水泥中掺加适量的粉煤灰可以改善含砷混合物的流动性、粘聚性和保水性，使含砷混合物更易于浇筑成型；而且粉煤灰能有效提高固化块的抗压强度；稳定化药剂靶向添加固化中所缺物质，可以增强含砷污泥的稳定性，减少砷在环境中的扩散和危害。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1：本实施例水泥成分如表1所示，粉煤灰的成分如表2所示，稳定化药剂如表3所示，含砷污泥来自西南地区某锌冶炼厂硫酸车间采用石灰中和沉淀法除去废水中的砷后得到的污泥，主要成分如表4所示；一种粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法，具体步骤如下：（1）将硅酸盐水泥、粉煤灰加入到含砷污泥中混合均匀得到混合物A；其中硅酸盐水泥、粉煤灰与含砷污泥的质量比为1:1:2；污泥含砷量为105mg/L；（2）在步骤（1）混合物A加入稳定化药剂并混合均匀得到混合物B；其中稳定化药剂为CaO、SiO2、MgO和Al2O3的混合液，其中稳定化药剂中CaO浓度为4mg/L、SiO2浓度为4mg/L、MgO浓度为1mg/L和Al2O3浓度为1.2mg/L，稳定化药剂与混合物B的液固比mL:g为0.1:1；（3）将步骤（2）混合物B和水加入水泥胶砂搅拌机中搅拌到中混合均匀得到水泥浆，在温度50℃条件下，将水泥浆进行老化处理60min；其中混合物B与水的质量比为1:0.3，水泥胶砂搅拌机的搅拌速度为50r/min；（4）将步骤（3）老化处理的水泥浆倒入模具中成型，成型块脱模后自然养护28d即得无害化固化块；含砷固态物的毒性浸出测试按照美国环保局提供的U.S.EPA《Method1311-toxicityCharacterisiticLeachingProcedure》方法进行，毒性测试结果见表5，表5含砷固化块的抗压强度和毒性浸出结果从表5可知，当硅酸盐水泥、粉煤灰与含砷污泥的质量比为1:1:2，稳定化药剂与混合物B的液固比mL:g为0.1:1时，经自然养护7天、14天和28天的抗压强度分别为31.28MPa、35.89MPa、52.23MPa，相较于文献中20MPa来说，加入粉煤灰和稳定化药剂对含砷污泥固化具有很强的促进作用；砷离子的浸出浓度分别为3.901mg/L、2.813mg/L、2.502mg/L，可以看出随着时间的延长，砷的浸出毒性不断减少，且浸出毒性皆小于5mg/L，符合国家标准。实施例2：本实施例水泥成分如表6所示，粉煤灰的成分如表7所示，稳定化药剂如表8所示，含砷污泥来自西南地区某锌冶炼厂硫酸车间采用石灰中和沉淀法除去废水中的砷后得到的污泥，主要成分如表9所示；一种粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法，具体步骤如下：（1）将硅酸盐水泥、粉煤灰加入到含砷污泥中混合均匀得到混合物A；其中硅酸盐水泥、粉煤灰与含砷污泥的质量比为2:2:3；污泥含砷量为136mg/L；（2）在步骤（1）混合物A加入稳定化药剂并混合均匀得到混合物B；其中稳定化药剂为CaO、SiO2、MgO和Al2O3的混合液，其中稳定化药剂中CaO浓度为5mg/L、SiO2浓度为3mg/L、MgO浓度为1.2mg/L和Al2O3浓度为1.4mg/L，稳定化药剂与混合物B的液固比mL:g为0.3:1；（3）将步骤（2）混合物B和水加入水泥胶砂搅拌机中搅拌到中混合均匀得到水泥浆，在温度40℃条件下，将水泥浆进行老化处理40min；其中混合物B与水的质量比为1:0.5，水泥胶砂搅拌机的搅拌速度为90r/min；（4）将步骤（3）老化处理的水泥浆倒入模具中成型，成型块脱模后自然养护28d即得无害化固化块；分别测试自然养护第7、14、28d的固化块抗压强度和浸出毒性；含砷固化块的毒性浸出测试按照美国环保局提供的U.S.EPA《Method13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法，其特征在于，具体步骤如下：/n（1）将硅酸盐水泥、粉煤灰加入到含砷污泥中混合均匀得到混合物A；/n（2）在步骤（1）混合物A加入稳定化药剂并混合均匀得到混合物B；/n（3）搅拌条件下，将步骤（2）混合物B加入到水中混合均匀得到水泥浆，将水泥浆进行老化处理40~60min；/n（4）将步骤（3）老化处理的水泥浆倒入模具中成型，成型块脱模后自然养护7~28d即得无害化固化块。/n

【技术特征摘要】
1.一种粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将硅酸盐水泥、粉煤灰加入到含砷污泥中混合均匀得到混合物A；
（2）在步骤（1）混合物A加入稳定化药剂并混合均匀得到混合物B；
（3）搅拌条件下，将步骤（2）混合物B加入到水中混合均匀得到水泥浆，将水泥浆进行老化处理40~60min；
（4）将步骤（3）老化处理的水泥浆倒入模具中成型，成型块脱模后自然养护7~28d即得无害化固化块。


2.根据权利要求1所述粉煤灰协同稳定化药剂靶向固砷的方法，其特征在于：步骤（1）硅酸盐水泥、粉煤灰与含砷污泥的质量比为(1:1:2)~(2:2:3)。

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【专利技术属性】
技术研发人员：祁先进，李雪竹，祝星，卢治旭，杨妮娜，段孝旭，郝峰焱，李永奎，蔡贵远，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53