一种含砷废液处理并固化砷渣的方法技术

本申请涉及危险废物处理技术领域，具体公开了一种含砷废液处理并固化砷渣的方法。方法包括如下步骤：步骤1：向含砷废液中加入钙源，随后固液分离，得到废水和废渣；步骤2：将废渣与固化材料、水混合，压制成型，养护，得到固化体；所述固化材料包括水泥、粉煤灰、矿渣和碎石；所述废渣与固化材料的重量比为（1‑3）：（0.7‑2）；所述水灰比为0.15‑0.32。向废液中投加钙源，废液中的砷、氟等污染物与钙源反应，生成沉淀；固液分离，废水安全排放，而废渣与水泥、粉煤灰和矿渣等胶凝材料相互作用，形成固化体，固化体可直接用于安全填埋，即处理含砷废液后废水可直接排放，废渣可直接用于安全填埋，不会对环境造成二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种含砷废液处理并固化砷渣的方法
本申请涉及危险废物处理领域，更具体地说，它涉及一种含砷废液处理并固化砷渣的方法。
技术介绍
砷，元素符号As，是一种非金属元素，单质以灰砷、黑砷和黄砷这三种同素异形体的形式存在。砷元素广泛地存在于自然界，在土壤、水、矿物、植物中都能检测出微量的砷，正常人体组织中也含有微量的砷。日常生活中，人们可能通过食物、水源、大气摄入砷，研究表明，适量的砷有助于血红蛋白的合成，但是过量的砷会导致砷中毒，损害人体的健康。随着经济的发展，砷的使用越来越多，砷污染越来越严重，尤其是采矿和冶炼的废渣以及冶金、化工、农药、染料和制革、地热发电厂等的排放出来的工业废水，其中含有大量的砷，含砷废水不仅会危害人们的健康，还会危害水生生物，对人体和环境造成很多危害。砷属国家一类污染物，其最高允许的排放浓度为0.5mg/L，所以，需要对含砷废水进行处理。目前，常用的除砷技术主要包括：化学沉淀法、混凝沉淀法、化学吸附法以及离子交换法，除此之外，其他处理技术还有电凝聚法、生物法、膜处理法、氧化法和萃取法等。其中，使用最多且最常见的是化学沉淀法，该法的原理是利用投加一种金属离子使其与砷酸根结合形成难溶性盐，从水中沉淀分离出来。只要溶液中存在其他金属离子，并且其与砷酸根的离子积大于溶度积，则水中的砷可生成砷酸盐沉淀进而分离去除，这种方法可适用于高浓度含砷废水，但是会有大量废渣的产生，而这些废渣的处理目前尚无较好的处理方法，易造成二次污染。
技术实现思路
本申请提供一种含砷废液处理并固化砷渣的方法，在降低废水中含砷量的同时可将废渣安全填埋，不会造成二次污染。本申请提供一种含砷废液处理并固化砷渣的方法，采用如下的技术方案：一种含砷废液处理并固化砷渣的方法，包括如下步骤：步骤1：向含砷废液中加入钙源，随后固液分离，得到废水和废渣；步骤2：将废渣与固化材料、水混合，压制成型，养护，得到固化体；所述固化材料包括水泥、粉煤灰、矿渣和碎石；所述废渣与固化材料的重量比为（1-3）：（0.7-2）；所述水灰比为0.15-0.32。通过采用上述技术方案，废渣与水泥、粉煤灰和矿渣等胶凝材料相互作用，可激发胶凝材料的活性，将废渣快速固化，得到固化体。在工业应用中，将固化体用于安全填埋，即可实现废渣的安全处理，不会对环境造成二次污染。本申请中，通过控制固化材料的组分、控制废渣与固化材料的配比以及水灰比等，可得到强度大、防水效果好、浸出率低的固化体，该固化体符合危险废物固化稳定化的要求。钙源可以是生石灰（CaO）或熟石灰（Ca(OH)2），在添加钙源处理废液时，添加过量的钙源。这里的“过量”是指有足够的钙离子与废水中的砷和氟等物质反应，以尽可能去除废水中的砷和氟等物质。实际处理废液时，先检测废液中的含砷量，然后计算所需钙源的理论投放量，然后根据理论投放量投加钙源。优选的，本申请中，钙源实际投放量为钙源理论投放量的1.3-1.7倍。投加过量的生石灰或熟石灰，一方面，有足够的钙源，从而可尽可能地去除废液中的砷和氟等污染物质；另一方面，与砷和氟等污染反应后剩余的钙源能除一些重金属等杂质，从而可更好的净化污水。此外，Ca(OH)2是微溶物质，能附着在废渣表面，可作为水泥速凝剂，加快水泥固化，从而有利于更高效地固化废渣。生石灰可吸附污水中的杂质，能净化污水，有利于废水的安全排放，且生石灰比较好保存和搬运，所以，一般在工业应用中，优先使用生石灰。优选的，所述水泥、粉煤灰和矿渣的重量比为（1-5）：（1-4）：（1-3）。进一步优选，所述废渣、水泥、粉煤灰、矿渣和碎石的重量比为（1-2）：（0.1-0.5）：（0.1-0.4）：（0.1-0.3）：（0.4-1.5）。通过采用上述技术方案，水泥、粉煤灰和矿渣作为胶凝材料，按照特定的比配配合，有利于激发废渣的活性，有利于快速固化废渣。专利技术人发现，当废渣、水泥、粉煤灰、矿渣和碎石的重量比为（1-2）：（0.1-0.5）：（0.1-0.4）：（0.1-0.3）：（0.4-1.5）时，固化速度块，且得到的固化体的强度和防水性能好。最优选的，废渣、水泥、粉煤灰、矿渣和碎石的重量比为1.2：0.2：0.1：0.15：0.4。本申请中，采用的矿渣为粒化高炉矿渣，主要成分为硅酸盐和铝酸盐。碎石：粒径为0-15mm，连续粒级级配：0-3mm（20%-30%）、3-6mm（20%-25%）、6-9mm（10%-15%）、9-13mm（10%-15%）和12-15mm（20%-40%）。优选的，所述步骤2中，固化材料与废渣混合时，先将粉煤灰球磨10-20min，随后与废渣、水泥和水混合，再球磨10-20min，随后加入碎石和矿渣，搅拌均匀，压制成型，养护，即可制得固化体。通过采用上述技术方案，对粉煤灰进行球磨，会改善粉煤灰中灰分的细度，增强灰分的比表面积，从而有利于增强水泥的水化能力。球磨时间影响着固化体的抗压强度，球磨时间越久，固化体的抗压强度越大。随着球磨时间的增加，固化体的抗压强度的增幅逐渐变小。实际应用中，考虑到球磨增加的能耗，为节约成本，将球磨时间控制在10-20min，以求在较短时间内，使固化体的强度得到最大程度的提高。专利技术人发现，将固化材料与废渣混合时，先将粉煤灰球磨15-17min，随后与废渣、水泥和水混合，再球磨13-15min，可用最少的成本制得强度最好的固化体。优选的，所述固化材料中还包括早强剂、稳定剂、减水剂和缓凝剂中的至少一种。进一步优选，所述稳定剂选自氯化铁、石膏、氢氧化钠和硫酸亚铁中的任意一种，所述稳定剂的用量占固化材料总量的0.1%-0.5%。进一步优选，所述早强剂选自三乙醇胺或甲酸钙，所述早强剂的用量占水泥重量的0.03%-0.1%。进一步优选，所述减水剂选择聚羧酸高效减水剂，所述聚羧酸高效减水剂占水泥用量的1%-3%。进一步优选，所述缓凝剂为醇类缓凝剂，醇类缓凝剂选自甲醇、乙醇、丙醇和乙二醇中的任意一种，所述缓凝剂的重量占水泥重量的0.5%-1.7%。通过采用上述技术方案，加入减水剂可改善浆体的流动性，可减少泌水；加入缓凝剂，可获得较长的操作时间且流动性损失较小；加入早强剂可缩短初凝时间与终凝时间之间的间隔；加入稳定剂可改善固化体的强度。本申请中，废渣的固化是为了获得满足要求的高性能且稳定的固化体，所以，会考虑添加合适的外加剂。优选的，本申请中，外加剂为早强剂、稳定剂、减水剂和缓凝剂，四种外加剂相互配合，不仅能改善浆体的性能，还能改善固化体的性能，使固化体具有良好的强度、耐久性和耐水性等。优选的，对步骤2得到的固化体进行防水处理，防水处理后在固化体表面得到厚度为3-5mm的防水层，所述防水层的拉伸强度为1.75-2.12MPa。进一步优选，所述防水处理包括如下步骤：将环氧乳液、环氧固化剂和消泡剂混合均匀后涂抹于固化体表面，干燥，即可；所述环氧乳液与环氧固化剂的重量比为（1-1.7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含砷废液处理并固化砷渣的方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1：向含砷废液中加入钙源，随后固液分离，得到废水和废渣；/n步骤2：将废渣与固化材料、水混合，压制成型，养护，得到固化体；/n所述固化材料包括水泥、粉煤灰、矿渣和碎石；/n所述废渣与固化材料的重量比为（1-3）：（0.7-2）；/n所述水灰比为0.15-0.32。/n

【技术特征摘要】
1.一种含砷废液处理并固化砷渣的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：向含砷废液中加入钙源，随后固液分离，得到废水和废渣；
步骤2：将废渣与固化材料、水混合，压制成型，养护，得到固化体；
所述固化材料包括水泥、粉煤灰、矿渣和碎石；
所述废渣与固化材料的重量比为（1-3）：（0.7-2）；
所述水灰比为0.15-0.32。


2.根据权利要求1所述的含砷废液处理并固化砷渣的方法，其特征在于：所述固化材料中，水泥、粉煤灰和矿渣的重量比为（1-5）：（1-4）：（1-3）。


3.根据权利要求2所述的含砷废液处理并固化砷渣的方法，其特征在于：所述步骤2中，固化材料与废渣混合时，先将粉煤灰球磨10-20min，随后与废渣、水泥和水混合，再球磨10-20min，随后加入碎石和矿渣，搅拌均匀，压制成型，养护，即可制得固化体。


4.根据权利要求1所述的含砷废液处理并固化砷渣的方法，其特征在于：所述固化材料中还包括早强剂、稳定剂、减水剂和缓凝剂中的至少一种。


5.根据权利要求4所述的含砷废液处理并固化砷渣的方法，其特征在于：所述稳定剂的用量占固化材料总量的0.1%-0.5%，且所述稳定剂选自氯化铁、石膏、氢氧化钠和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福泰，褚永前，邹先枚，孙煜，
申请(专利权)人：清大国华环境集团股份有限公司，宁夏宁东清大国华环境资源有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11