一种固定挥发性重金属铬、镉、铅的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于固体废弃物无害化技术领域，具体涉及一种固定挥发性重金属铬、镉、铅的方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展和人们生活水平的提高，各行各业产生的固体废弃物与日倶增。近年来，焚烧方法已经成为一种最为广泛处理固体废弃物的方法。这些固体废弃物主要包括城市生活垃圾、污泥、医疗垃圾、工业可燃废物和废弃生物质等。这类固体废弃物不免会含有一定量的废弃电池等蓄电装置，这类装置内含有各种重金属元素，其中包括挥发性重金属络、锦、铅。
[0003]在固体废弃物焚烧的过程中，挥发性重金属铬、镉、铅由于其低沸点而随着烟气排放到周围环境。值得注意的是，由于固体废弃物中大量氯元素的存在，导致这些挥发性重金属铬、镉、铅以氯化物的形式存在。由于这些氯化物具有更高的浸出能力，会对环境造成了更大的污染。
[0004]目前，在中国以及其他国家、地区的很多港湾、河流、湖泊等水体底泥中检测出不同含量的挥发性重金属铬、镉、铅。据报道，过量的挥发性重金属铬、镉、铅进入人体会引起癌症等疾病。特别对儿童的神经系统的损坏，容易造成儿童智力低下。在中国，每年因重金属污染而造成减产的粮食可达到1000多万吨，被重金属污染的粮食也多达1200万吨，这些经济损失合计高达200亿元人民币。
[0005]目前，控制挥发性重金属铬、镉、铅排放的方法主要包括:尾部烟气中喷入活性炭或纳米脱除重金属、反应器内添加CaO或高岭土等吸附剂、以及利用酸性溶液或水性组合物对烟气进行水洗。以上方法存在如下缺点:(I)对于活性碳吸附剂脱除重金属方法，在固体废弃物焚烧过程中需要大量的活性炭，这样使得活性炭脱除的成本非常昂贵。另外，如何处置载重金属的活性炭也是一个难题，特别是氯化重金属具有高浸出能力，容易污染地下水源；(2)对于在反应器内添加CaO或者高岭土等作为吸附剂的方法，需要混入与固体废弃物相同数量级的吸附剂。这不仅会降低到固体废弃物的燃尽程度，也将大大使脱重金属的过程变得复杂。更重要的是，在固体废弃物焚烧过程中，很难保证吸附剂与废弃物的充分混合；(3)对于水洗以及纳米技术的应用，目前还很难实现大规模的工业化。总之，现有针对性地固定挥发性重金属铬、镉、铅的技术仍不能满足环境保护的要求。
[0006]因此，需要开发出一种成本低廉、效果显著、能工业化的固定挥发性重金属铬、镉、铅的方法。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的缺陷和需要达到的技术要求，本发明从挥发性重金属铬、镉、铅的特点出发，提供一种固定挥发性重金属铬、镉、铅的方法，其目的在于，采用吸附剂修饰的氧载体为固体废弃物燃烧提供晶格氧，其中吸附剂粘附在氧载体表面提供了足够大的表面用于固定氯元素，吸附剂本身也具有一定的吸附挥发性重金属的能力，进而最大限度地遏制了挥发性重金属铬、镉、铅的氯化物的生成和排放，该方成本低廉、效果显著、能工业化应用。
[0008]为实现上述目的，本发明提供了一种固定挥发性重金属铬、镉、铅的方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0009]S1:粉碎固体废弃物，所述固体废弃物同时包含重金属铬、镉、铅以及氯元素；
[0010]S2:对所述经粉碎的固体废弃物进行化学链燃烧处理，所述化学链燃烧温度为800°C?100tC，该化学链燃烧采用经过吸附剂修饰的氧载体，该经过吸附剂修饰的氧载体粒径为0.2mm?0.3mm，所述吸附剂包括氧化钙、硝酸钙、碳酸钙和碳酸氢钙中一种或者多种。
[0011]通过以上发明构思，(I)化学链燃烧需要采用经吸附剂修饰的氧载体，所述吸附剂包括氧化物、氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐和碳酸氢盐中的一种或者多种，该氧化物、氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐和碳酸氢盐中均包括Ca元素，并且其在高温煅烧后均转化为氧化钙。氧化钙具有较强的吸附有机氯和无机氯的能力，能固定氯元素，相应地可遏制挥发性重金属铬、镉、铅的氯化物的生成；(2)Ca0吸附剂本身也具有一定的吸附挥发性重金属铬、镉、铅的能力，因而在一定程度上也可以控制挥发性重金属铬、镉、铅的排放；(3)化学链燃烧方式中采用经吸附剂修饰的氧载体，借助吸附剂粘附在氧载体上的特点，使得吸附剂可获得足够大的表面积，其对氯的固定效率较高，进而可以大大降低吸附剂的使用量。
[0012]进一步的，所述经过修饰的氧载体包括天然载体，所述天然载体包括铁矿石、铜矿石、猛矿石、石霄。
[0013]进一步的，所述经过吸附剂修饰的氧载体包括合成载体，所述合成载体包括Fe基氧载体、Cu基氧载体、Mn基氧载体。
[0014]进一步的，所述经过吸附剂修饰的氧载体包括工业废料，所述工业废料包括炼钢厂产生的含铁渣料、氧化铁，该渣料经过高温处理后可转化为含有Fe2O3的氧载体。
[0015]以上天然载体、合成载体以及工业废料在进行化学链燃烧时，能转化为包括活性成分Fe203、CuO或者Mn2O3的载体，活性成分Fe 203、CuO或者Mn2O3具备提供晶格氧的能力。石霄中含有CaSO4，也具备提供晶格氧的能力。
[0016]进一步的，吸附剂修饰氧载体的方法包括湿浸渍法、微波法和超声波湿浸渍法。
[0017]进一步的，步骤SI中所述固体废弃物包括城市生活垃圾、污泥、医疗垃圾、工业可燃垃圾、废弃生物质，还包括同时含有挥发性重金属铬、镉、铅之一和Cl元素的可燃废弃物。
[0018]进一步的，还包括步骤S3:对经化学链燃烧的产物进行分离处理，获得固体废弃物燃烧产生的灰与所述经过吸附剂修饰的氧载体。对于分离出的灰，可接着进行高温固化处理，然后将经过高温固化处理的灰进行填埋或作为水泥的原料。
[0019]进一步的，还包括步骤S4，该步骤S4为:对经步骤S3获得的所述经过吸附剂修饰的氧载体执行再生处理，具体为，先在酸性条件下对分离得到的经过吸附剂修饰的氧载体进行水洗，水洗后，获得表面分布有少量吸附剂或者无吸附剂的氧载体，再对该水洗后氧载体进行修饰，修饰的方法包括湿浸渍法、微波法和超声波湿浸渍法，接着对经过再次修饰的氧载体在高温条件下煅烧，煅烧的目的是让吸附剂最终以氧化钙的形式存在，实现所述经过吸附剂修饰的氧载体的再生。
[0020]综上所述，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得以下有益效果:
[0021]1、本发明将化学链燃烧技术应用于固体废弃物的能源利用，实现了固体废弃物燃烧过程中固定氯元素，遏制了低沸点且高浸出能力挥发性重金属铬、镉、铅的氯化物生成，是一种低成本，大批量能源利用固体废弃物并固定挥发性重金属铬、镉、铅的方法，其工艺操作性强，适合工业应用。
[0022]2、通过执行再生处理，实现了氧载体的循环利用，节约了资源并降低了成本。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例中一种固定挥发性重金属铬、镉、铅的工作流程图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构