一种无害化处理含砷污泥的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种无害化处理含砷污泥的方法。
【背景技术】
[0002]随着经济社会的发展，含砷污泥来源变得越来越复杂和广泛，如有色金属冶炼、化工原料生产、化学品制造等行业。含砷污泥产生量大，污泥中砷具有残留时间长，隐蔽性强，毒性大的特点。如处置不当，污泥中的砷通过土壤、大气、水等介质可以对环境造成影响，特别是对地下水的影响，一旦污染，后果非常严重。
[0003]含砷污泥主要产生于色金属冶炼、化工原料生产、化学品制造行业排放废水的治理过程，一般采用中和法、沉淀法等方法，处理废水将产生大量的固体污泥。这些污泥中含有的有毒有害物质砷等重金属化合物，在酸雨或风的作用下，污泥中水溶性较大的砷酸和亚砷酸钙，会经过迀移、渗透到地表、地下水环境中，对周围的生态环境会产生较大的危害。
[0004]含砷污泥在做无害化处理前，按照HJ/T 299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备出浸出液，对浸出液按GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》中的方法进行测定，砷浸出浓度为12?18mg/L，超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB/T5085.3-2007)规定的浓度限值5 mg/L，为危险固体废物，直接堆存对环境影响很大。
[0005]含砷污泥处置常用并且可行的方法为固化稳定处理，最常用的固化剂有石灰、粉煤灰等，常用固化处理存在固化率低等缺点，如何进一步提高固化效果仍然在进一步研宄。因此，开发一种能解决上述技术问题的方法是非常必要的。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种无害化处理含砷污泥的方法。
[0007]本发明的目的是这样实现的，包括前处理、一段微波氧化焙烧、二段微波氧化焙烧步骤，具体包括:
A、前处理:将含砷污泥进行脱水至含水率为60~70%，加入固化剂，混合均匀，制成颗粒，利用微波加热，于90~110°C加热4~6min ；
B、一段微波氧化焙烧:将A步骤制备得到的颗粒利用微波进行加热，加热温度为300~500°C，并通入氧气焙烧10~30min以使污泥中的三价砷氧化成五价砷；
C、二段微波氧化焙烧:持续通入氧气，利用微波进行加热，加热温度为500~70(TC，保温20~40min以进一步氧化三价砷，并对C步骤氧化焙烧裂解的有机砷进行进一步氧化分解。
[0008]本发明利用微波催化氧化无害化处理含砷污泥，且能提高固化效果，其具有如下特点:
(I)焙烧温度低:利用微波催化氧化无害化处理含砷污泥温度低，能降低对砷化合物的裂解，防止有机砷气体进入空气中。
[0009](2)焙烧时间短:利用微波催化氧化无害化处理含砷污泥效率高，时间短，三价砷在微波作用下很快氧化成五价砷固化在污泥中，同时进一步降低对砷化合物的裂解，防止砷气体进入空气中。
[0010](3)能进一步氧化有机砷:采用两段焙烧工艺，二段氧化焙烧能对焙烧过程中因裂解产生的有机砷进行进一步氧化分解。
【附图说明】
[0011]图1为本发明工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0013]本发明所述的无害化处理含砷污泥的方法，包括前处理、一段微波氧化焙烧、二段微波氧化焙烧步骤，具体包括:
A、前处理:将含砷污泥进行脱水至含水率为60~70%，加入固化剂，混合均匀，制成颗粒，利用微波加热，于90~110°C加热4~6min ；
B、一段微波氧化焙烧:将A步骤制备得到的颗粒利用微波进行加热，加热温度为300~500°C，并通入氧气焙烧10~30min以使污泥中的三价砷氧化成五价砷；
C、二段微波氧化焙烧:持续通入氧气，利用微波进行加热，加热温度为500~70(TC，保温20~40min以进一步氧化三价砷，并对C步骤氧化焙烧裂解的有机砷进行进一步氧化分解。
[0014]A步骤中所述的固化剂为粉煤灰、石灰、水泥、沥青或玻璃中的一种或几种。
[0015]所述的固化剂加入量为含砷污泥重量的5~50%。
[0016]A步骤中所述的颗粒的直径为0.5-1.5cm。
[0017]B步骤中所述的氧气的通入量为含砷污泥重量的10~50%。
[0018]C步骤中所述的氧气的通入量为含砷污泥重量的10~50%。
[0019]本发明是将含砷污泥与固化剂混合，利用微波加热催化氧化无害化处理含砷污泥，其具体操作如下:
(1)污泥前处理:首先将含砷污泥进行脱水，使含砷污泥的含水率60-70%;
(2)物料混合:按重量比，将100份污泥与5?50份粉煤灰混合均匀，得到预处理物料，将其制成直径0.5?1.5cm的颗粒；
(3)污泥预热处理:在常压下，利用微波对经步骤(2)处理的污泥颗粒进行预处理加热5min，加热温度为100°C ；
(4)一段微波氧化焙烧:在常压下，利用微波对经步骤(3)处理的污泥颗粒进行加热，加热温度为300°C?500°C，并通入氧气，焙烧10?30min，该过程将污泥中的三价砷氧化成五价砷；
(5)二段微波氧化焙烧:持续通入氧气，将经步骤(3)处理后的物料至500°C?700°C温度，保温20?40min，该过程对污泥中存在还没有氧化为五价砷的三价砷进一步氧化，对一段氧化焙烧裂解的有机砷进行进一步氧化分解；
(6)步骤(4)和步骤(5)通入的氧气量为污泥量的10?50%；
(7)对经步骤(5)处理的污泥按照HJ/T299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备出浸出液，对浸出液按GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》中的方法进行测定，砷浸出浓度为0.05?0.15mg/L，浸出浓度降低99%以上。
[0020]本发明的有益效果是:
(1)本项目利用微波催化氧化含砷污泥，体现了微波加热快速、高效、绿色环保等优越性，提高对含砷污泥的氧化性；
(2)利用砷的吸波特性，可将其快速升温并氧化。
[0021](3)本发明操作简单，焙烧时间短、温度低，整个过程无二次污染产生；
(4)经本发明处理后的含砷污泥的砷浸出浓度为0.05?0.15mg/L，浸出浓度降低99%以上。
[0022](5)本发明解决了含砷污泥堆放污染环境的问题，具有较好的经济效益、环境效益及社会效益。
[0023]实施例1
(I)污泥前处理:首先将含砷污泥进行脱水，使含砷污泥的含水率为60%。
[0024](2)物料混合:将500g经步骤(I)含砷污泥与25g粉煤灰混合均匀，后制成直径0.5?1.5cm的颗粒。
[0025](3)污泥预热处理:在常压下，利用微波对经步骤(2)处理的污泥颗粒进行预处理加热5min，加热温度为100°C。
[0026](4) 一段微波氧化焙烧:在常压下，控制经步骤(3)处理后的物料至300°C条件下保温30min，并通入10%的氧气，该过程将污泥中的三价砷氧化成五价砷。
[0027](5)二段微波氧化焙烧:在常压下，持续通入10%的氧气，将经步骤(4)处理后的物料至500°C温度，保温40min，该过程对一段氧化焙烧裂解的有机砷进行进一步氧化分解。
[0028](6)对经步骤(5)处理的污泥按照HJ/T 299-2007《固体