重金属污泥制砖实例
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01重金属污泥直接制砖 ① 制青砖 石灰中和法所产生的以铬为主的污泥与黏土、红陵土混合制成砖坯(污泥20%,黏土40%,红陵土40%),经自然风干,在40~180℃下焙烘,最后于950℃下烧结成砖。对成品砖进行机械强度和浸出试验,结果发现,机械强度比普通标准砖好,但浸出液中发现有六价铬的存在。在国内研究者将电镀污泥与黏土按15%~30%制红砖,20%~40%制青砖,并且对样品进行浸出试验。结果表明,在不同pH值条件下,红砖溶出Cr6 较多,而青砖溶出Cr6 极少,而且温度对Cr6 的溶出无影响,表明在采用合适的配比的条件下,青砖是安全可行的。这主要是烧红砖时用单一的氧化火焰,污泥中的三价铬有部分会被氧化成六价铬。如果烧制的是青砖,开始用氧化火焰,最后用还原火焰,窑内充满CO,而且用水冷却时,水因高温蒸发并与CO反应生成含H2、CH4的水煤气,这样CO、H2、CH4等还原气氛阻止三价铬的氧化,使铬以Cr2O3形式固定在砖块中,因此烧制的青砖浸出试验很少发现六价铬。因此采用较小的污泥掺入比、用机制法制取青砖,是能制出对铬固化效果好且符合质量要求的青砖。 对含铬重金属污泥进行手工制砖试验。重金属污泥中含铬约3%,以污泥含量为15%、20%、30%制红砖和20%、30%、40%制青砖,结果如下。 a.制成的红砖及其碎块在pH值为1、3、5、7、9的水中浸泡,六价铬的溶出量很大。 b.制成的青砖及其碎块在pH值为1、3、5、7的水中浸泡,铬的溶出量极小,检不出;在0.5mol/L硫酸中浸泡,三价铬有微量浸出。温度对青砖中铬的溶出量影响极小。 c.当污泥掺和量大于20%时,手工砖的强度达不到要求。 ② 煤渣砖 含多种重金属的污泥可与煤渣混合制煤渣砖,在掺入量适宜和蒸汽养护的条件下,效果良好。重金属在砖中能稳定地固化,从而有效地防止重金属离子的二次污染。上海轻工业研究所与多家单位合作,进行了利用电镀污泥烧制煤渣砖的研究,结果表明,在煤渣蒸养法制砖的过程中,原料中掺入具有一定含水量的电镀污泥,可使重金属固定在煤渣砖中,砖的性能完全符合建材标准,是一种可靠的固化方法。而且电镀污泥不需要烘干、粉碎、过筛等预处理,甚至可直接利用不经脱水的电镀污泥,工序简单经济,容易推广应用。直接用电镀污泥和煤渣混合制成煤渣砖,其配比为:煤渣75%,电镀污泥15%,石灰8%,磷石膏2%(见图2-4)。煤渣砖的原料呈碱性,电镀混合污泥中的重金属大多以氢氧化物形式存在,因此这些重金属污泥在砖中可以稳定固化。
掺入电镀污泥的煤渣砖采用中性水、pH=2.3的酸性水、pH=11.8的碱性水进行浸出试验,结果表明,铜、镍、铬、铁、锌、铅和镉等重金属的浸出浓度符合国家工业废水排放标准,重金属的溶出率很低,约为十万分之一。
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