处理含重金属固废的方法技术

本发明专利技术涉及固体废物处置领域，公开了一种处理含重金属固废的方法，该方法包括：在生物淋滤反应器中，使用生物淋滤菌对含重金属固废进行生物淋滤处理；其中，所述生物淋滤反应器包括罐体、位于罐体底部的第一搅拌装置和位于第一搅拌装置上方的具有曝气功能的第二搅拌装置；其中，所述罐体的顶部设有可开启式的顶盖，所述第二搅拌装置通过所述顶盖与罐体连接。该生物淋滤反应器结构简单，第一搅拌装置可有效解决粉末状固体废物(比如FCC废催化剂)的沉积，第二搅拌装置兼具搅拌和曝气功能，气泡可在搅拌作用下被更好地分散，有效提高生物淋滤效率，还能避免曝气装置的堵塞，适用于含重金属固废的生物淋滤。重金属固废的生物淋滤。重金属固废的生物淋滤。

【技术实现步骤摘要】
处理含重金属固废的方法


[0001]本专利技术涉及固体废物处置领域，公开了一种处理含重金属固废的方法。

技术介绍

[0002]冶炼尾渣、飞灰、废旧电池、废旧电路板、城市污泥、废催化剂等富含重金属的危险固体废物具有较高的环境危害。但这些固废含有的重金属成分有些具有极高的价值，如金、银、钯、铂、铟、镓、钴、镍、铜、锌、锰、镧、铈等，采用合适的工艺方法在处理含重金属固废的同时，将有价值金属回收是双赢策略，也是处理工艺的发展方向。
[0003]目前，处理含重金属固体废弃物并回收有价金属的主要工艺为火法和湿法。火法冶炼是利用高温从固相中提取金属的工艺，一般温度可达2500℃以上，耗能极大，污染较为严重，材质要求很高，且操作条件苛刻，成本也较高，每吨固废的处理费用近3000元。湿法冶金利用酸溶液从固体废弃物中提取目标金属，再通过电解、吸附、萃取进行分离提纯。湿法冶金选择性强，回收效率高，但湿法冶金需要大规模实用强酸，成本极高。而且湿法对设备材质也有很高的要求，操作条件苛刻，安全风险较高。
[0004]生物淋滤技术是基于各种细菌的代谢活动达到去除金属的目的。与传统的湿法、火法工艺相比，生物淋滤法具有环保、成本低、操作和维护简单、需要的处理条件温和、无危险废物排放等优势。生物淋滤技术可以有效去除固废中的重金属，是一种具有广泛应用前景的固废重金属处理和回收技术，对含重金属固废的安全处置和资源化利用具有重要意义。目前已有的固废生物淋滤处理工艺大多存在处理周期长、搅拌不充分、工艺复杂等问题。此外，对于飞灰、废催化剂等粉末状固废的处置过程而言，存在易沉降、搅拌困难、混合不均、固液接触效果差等问题。
[0005]CN105859074A提供了一种污泥重金属资源化提取系统及其提取方法，设计了一种生物淋滤处置的流程方法，涵盖了菌液制备、反应、金属回收等多个环节，没有对所用反应器进行详细介绍。且其仅适用于污泥的生物淋滤处置，不适用于对废催化剂、飞灰等粉末状固废进行处置。
[0006]CN102091710B公开了一种去除飞灰中重金属污染物的方法及装置，其为化学方法。飞灰中的重金属及其化合物通过插入在飞灰/液相系统中的电极的直流电形成的电场梯度作用下，发生氧化还原反应，并迁移，富集于阴极区，在相遇区域形成pH突越区，改变阴极区域的pH值以及将pH突越区置空并注入酸性溶液来改变pH值，并利用蠕动泵循环流动酸性溶液，从而有效的去除了飞灰中的重金属污染物；还采用中间循环冲洗或生物淋滤，电极转换，增设阳离子交换膜使得去除飞灰中的重金属污染物的效果提高。
[0007]为提高处置效率，增强生物淋滤浸出效率，有效推动生物淋滤技术在固废处理中的工程化应用，需要对生物淋滤工艺做进一步改进。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了克服处理含重金属固废的生物淋滤工艺存在处理效率低等
问题，本专利技术提供了一种处理含重金属固废的方法，通过在该生物淋滤反应器中进行生物淋滤，能够提高含重金属固废的生物淋滤效率，尤其适合粉状固废的处理。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供一种处理含重金属固废的方法，该方法包括：在生物淋滤反应器中，使用生物淋滤菌对含重金属固废进行生物淋滤处理；
[0010]其中，所述生物淋滤反应器包括罐体、位于罐体底部的第一搅拌装置和位于第一搅拌装置上方的具有曝气功能的第二搅拌装置；
[0011]其中，所述罐体的顶部设有可开启式的顶盖，所述第二搅拌装置通过所述顶盖与罐体连接。
[0012]优选地，所述生物淋滤菌包含化能自养型好氧菌，优选包含硫细菌和/或铁细菌。
[0013]优选地，所述生物淋滤菌包含氧化硫硫杆菌(Thiobacillusthiooxidans)、氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)、喜温硫杆菌(Acidithiobacilluscaldus)和嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillumferriphilum)中的至少一种。
[0014]优选地，所述喜温硫杆菌选自保藏号为CCTCC No:M 2021708、CCTCC No:M 2021709和CCTCC No:M 2021710中的至少一种喜温硫杆菌。
[0015]本专利技术的方法中提供的生物淋滤反应器结构简单，第二搅拌装置兼具搅拌和曝气功能，气泡可在搅拌作用下被更好地分散；底部的第一搅拌装置可有效解决粉末状固体废物(比如FCC废催化剂)的底部沉积，基本不存在混匀死角，还有利于废物与菌液的接触，有效提高生物淋滤效率。
[0016]本专利技术的方法中提供的第二搅拌装置同时具有曝气和搅拌功能，还能够避免传统的反应器中位于反应器底部的曝气装置易堵塞的问题。
[0017]本专利技术所述的生物淋滤反应器及系统可用于含重金属固废(比如飞灰、活性污泥、废催化剂等富含重金属的危险固体废弃物)的生物淋滤处理，尤其是粉末状固体废物的生物淋滤处理，对其进行重金属的去除和回收，实施无害化和资源化处理，有助于实现含重金属固废的回收利用，且能耗低。
[0018]此外，生物淋滤过程中使用的生物淋滤菌往往存在生长较为缓慢、淋滤效率低的问题，尤其是对于毒性较大的含重金属固废(比如FCC废催化剂)的耐受性较差，生物淋滤效果不佳。本专利技术中涉及的优选的菌株(尤其是保藏号为CCTCC No:M 2021708、CCTCC No:M 2021709和CCTCC No:M 2021710中的至少一种喜温硫杆菌)对FCC废催化剂的耐受性高，生物淋滤效果好，尤其适用于FCC废催化剂的回收。
附图说明
[0019]图1是本专利技术所述的生物淋滤反应器的示意图。
[0020]附图标记说明
[0021]1、罐体；2、第一搅拌装置；3、第二搅拌装置；4、温控装置。
具体实施方式
[0022]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个
新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0023]本专利技术提供一种处理含重金属固废的方法，该方法包括：在生物淋滤反应器中，使用生物淋滤菌对含重金属固废进行生物淋滤处理；
[0024]其中，所述生物淋滤反应器包括罐体、位于罐体底部的第一搅拌装置和位于第一搅拌装置上方的具有曝气功能的第二搅拌装置；
[0025]其中，所述罐体的顶部设有可开启式的顶盖，所述第二搅拌装置通过所述顶盖与罐体连接。
[0026]所述生物淋滤反应器用于含重金属固废的处理，尤其适合用于处理粉末状固体废物(比如FCC废催化剂)的生物淋滤。
[0027]根据本专利技术，优选地，所述罐体为圆柱状。
[0028]根据本专利技术，优选地，所述罐体的高径比为2
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3:1，比如可以为2:1、2.2:1、2.4:1、2.6:1、2.8:本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理含重金属固废的方法，其特征在于，该方法包括：在生物淋滤反应器中，使用生物淋滤菌对含重金属固废进行生物淋滤处理；其中，所述生物淋滤反应器包括罐体、位于罐体底部的第一搅拌装置和位于第一搅拌装置上方的具有曝气功能的第二搅拌装置；其中，所述罐体的顶部设有可开启式的顶盖，所述第二搅拌装置通过所述顶盖与罐体连接。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述罐体为圆柱状，高径比为2
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3:1；所述罐体的顶盖设置有排气口，所述罐体底部设置有排料口。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一搅拌装置为圆盘式搅拌器、桨式搅拌器、旋桨式搅拌器或涡轮式搅拌器；优选地，所述第一搅拌装置的外周直径为罐体直径的3/5至3/4；优选，所述第一搅拌装置在罐体内部分的高度不超过罐体高度的1/10。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二搅拌装置包括与顶盖连接的空心的搅拌杆以及安装在搅拌杆上的至少一个搅拌桨；所述搅拌杆的表面分布有用于曝气的直径为0.5
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1.5mm的毛细孔；优选地，所述搅拌杆位于罐体外侧的一端与供气装置连接，用于将供气装置提供的气体通过毛细孔曝气。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述搅拌桨选自框式搅拌桨、涡轮搅拌桨、十字形搅拌桨、桨式搅拌桨、推进式搅拌桨和锚式搅拌桨中的至少一种；优选地，所述搅拌桨与罐体底部的最短距离为罐体高度的1/3至1/6；优选地，所述搅拌桨的外周直径为罐体直径的3/5至3/4。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述罐体外壁或内壁可拆卸或固定地连接温控装置；和/或所述生物淋滤反应器还包括控制系统，用于控制第一搅拌装置、第二搅拌装置和温控装置的运行。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生物淋滤菌包含化能自养型好氧菌，优选包含硫细菌和/或铁细菌；优选地，所述生物淋滤菌包含氧化硫硫杆菌(Thiobacillusthiooxidans)、氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)、布氏酸菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曰杰，王晨，李玲玲，赵盛，
申请(专利权)人：中石化安全工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：