隨著我國(guó)環(huán)保形勢(shì)日趨嚴(yán)峻,脫硫廢水污泥排放量逐年增加,展開對(duì)污泥處理技術(shù)的相關(guān)研究,具有很大的應(yīng)用價(jià)值和環(huán)保意義。本文通過(guò)對(duì)燃煤電廠的污泥樣本進(jìn)行樣本分析,對(duì)化學(xué)淋洗法、電動(dòng)法、微生物法進(jìn)行多方面對(duì)比,分析出使用電動(dòng)法耦合微波震動(dòng)法對(duì)污泥重金屬回收效率高,操作簡(jiǎn)單,無(wú)任何毒副作用,是我們下一步重點(diǎn)研究的方向。
近年來(lái),隨著我國(guó)環(huán)境問(wèn)題的突出,政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越嚴(yán)格。燃煤電廠所排放的煙氣中含有大量的氮氧化物、二氧化硫和粉塵,對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。目前,我國(guó)燃煤電廠重點(diǎn)推廣使用的技術(shù)是石灰石-石膏濕法脫硫,脫硫效率高達(dá)95%以上且運(yùn)行穩(wěn)定,該技術(shù)對(duì)煤質(zhì)含硫量變化適應(yīng)性大、脫硫吸收劑的利用率高,使我國(guó)煙氣二氧化硫的排放情況得到極大改善。但是,濕法脫硫副產(chǎn)物-脫硫廢水越來(lái)越多,導(dǎo)致脫硫污泥也日益增加。
濕法脫硫廢水的水質(zhì)特征為弱酸性,懸浮物高,顆粒細(xì)小,主要成分為粉塵和脫硫產(chǎn)物(CaSO4、CaSO3),含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸鹽等,還有溶解性的Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金屬離子,經(jīng)常規(guī)單級(jí)處理工藝處理后,水質(zhì)可達(dá)到DL/T99-2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》,其中大多數(shù)污染物質(zhì)富集到處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥中。
1脫硫廢水污泥成分析
經(jīng)過(guò)對(duì)電廠脫硫污泥的分析,發(fā)現(xiàn)脫硫廢水污泥的性質(zhì)如表1所示:其中1#廣東省某電廠污泥樣品,2#代表某北方電廠污泥樣品。
脫硫污泥因?yàn)楹写罅康腃aSO4˙2H2O石膏成分,黏性較大,脫水性能不好。因?yàn)槭嘣诮Y(jié)晶過(guò)程中把一部分的自由水結(jié)晶在石膏晶體內(nèi)部,造成脫硫廢水污泥的含水率上升。廢水中的Cl-和Ca2+會(huì)形成強(qiáng)吸水性Ca2Cl,污泥中的Ca2Cl存儲(chǔ)在石膏晶粒之間,加上廢水中的阻垢劑、殺菌劑和絮凝劑會(huì)大增加污泥的含水量和粘度[1]。
從表2可以看到脫硫污泥中含有Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg等重金屬元素。而且我們可以看出1#污泥樣品中檢測(cè)的Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg8種重金屬中有5種重金屬Cr、Zn、As、Cd、Hg超標(biāo),2#污泥樣品有6種重金屬Cr、Ni、Zn、As、Cd、Hg超標(biāo)。其中的As、Cd、Hg的超標(biāo)倍數(shù)非常大,已經(jīng)大大超出農(nóng)用污泥的標(biāo)準(zhǔn)限值,如果不加處理,直接排放,會(huì)對(duì)環(huán)境污染造成很大的危害,所以必須對(duì)污泥進(jìn)行重金屬處理,降低環(huán)境危害性。
2污泥重金屬去除方法的方案對(duì)比
2.1污泥重金屬脫除方法匯總
國(guó)內(nèi)外對(duì)污泥和土壤的重金屬處理已經(jīng)有了很多方法,主要可以分為兩大類,即穩(wěn)定固化重金屬和脫除重金屬。穩(wěn)定固化技術(shù)是通過(guò)化學(xué)法將重金屬以螯合物的形式固化在污泥和土壤中[2]。隨著污泥的外可氧化態(tài)轉(zhuǎn)化為殘?jiān)鼞B(tài),以此來(lái)降低重金屬的生物毒性和提高污泥生物有效性。
該法工業(yè)應(yīng)用成本低、可操作性強(qiáng),短期效果明顯,國(guó)內(nèi)普遍使用此技術(shù)。但這種方法本身并不能降低污泥中重排和農(nóng)用,外界物理化學(xué)條件的改變,可能使重金屬再次分解和釋放,造成再次污染。因此需要對(duì)固化的污泥土壤進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤觀測(cè)。脫除重金屬技術(shù)就是將污泥和土壤中的重金屬去除掉,從根本上降低污染的風(fēng)險(xiǎn)源。目前常見的方法有化學(xué)淋洗法、電化學(xué)修復(fù)法、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法、生物修復(fù)法、生物淋濾法、吸附法等(見表3)。
2.2污泥重金屬去除方法經(jīng)濟(jì)性分析
我們將微生物方法、化學(xué)方法和電化學(xué)方法從處理形式、處理費(fèi)用等方面進(jìn)行比較,結(jié)果如表4所示。
從表4可以看出,采用化學(xué)方法和微生物方法的處理費(fèi)用較為接近,相對(duì)于電化學(xué)法更經(jīng)濟(jì),且處理效果較好。電化學(xué)方法處理費(fèi)用偏高,但其處理方式更便于操作。針對(duì)不同處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié),結(jié)果如表5所示。
由于單獨(dú)使用一種方法進(jìn)行污泥重金屬的去除存在很大不足,某一種方法只能對(duì)某個(gè)或者幾個(gè)脫除效果好,故課題組針對(duì)現(xiàn)有樣品采用其他輔助手段或使用兩種或多種脫除重金屬方法進(jìn)行組合,能有效提高重金屬脫除率[5]。
目前主要采用的是電動(dòng)+化學(xué)淋洗、淋洗+固化穩(wěn)定化、超聲+化學(xué)、微波+化學(xué)淋洗、超聲波+電動(dòng)等。目前研究結(jié)果表明,采用微波輔助檸檬酸浸出城市污泥中的重金屬,發(fā)現(xiàn)較無(wú)微波條件下,重金屬浸出率平均提升了50.7%,反應(yīng)時(shí)間縮短了8h,處理后污泥重金屬含量達(dá)到《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》[6]。
3結(jié)語(yǔ)
根據(jù)研究進(jìn)展,對(duì)化學(xué)淋洗法、電動(dòng)法、微生物法進(jìn)行多方面對(duì)比,微生物法經(jīng)濟(jì)成本低,操作簡(jiǎn)單,處理周期短,無(wú)二次污染。電動(dòng)法有利于重金屬回收,處理速度快,一般只要幾個(gè)小時(shí),操作簡(jiǎn)單,無(wú)任何毒副作用,也是我們重點(diǎn)研究的方法。配合微波或超聲輔助法可以有效提高重金屬脫除效率,降低二次污染。但是具體脫除結(jié)果和成本隨著污泥中重金屬種類和含量變化,需要通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)后確定。
來(lái)源:《科技資訊》 作者:趙宇明
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