铬污染土壤还原—固化稳定化过程研究

以我国某铬渣堆场六价铬污染土壤为研究对象,探讨硫酸亚铁、氧化钙、水泥等作为还原—固化稳定化药剂对六价铬污染土壤还原—固化稳定化效率的影响。试验结果表明:土壤六价铬浓度与七水合硫酸亚铁投加倍数呈指数关系,当七水合硫酸亚铁投加剂量为理论值的6.5倍,土壤中六价铬浓度未检出(<0.002mg/kg)。氧化钙的加入抑制了土壤中水溶性六价铬的浸出,正交试验的所有样品中水溶性六价铬浓度在4~56.6 mg/L。水泥加入后,初始浓度为3880 mg/kg的土壤水溶性六价铬浓度浓度降低至19.9mg/L。造成反应后水溶性六价铬浓仍较高的可能原因是含水量较低,土壤颗粒内部六价铬未全部溶出。因此在实际工程中,可考虑增大体系含水率、加酸调节pH值或提高添加氧化钙、水泥比例等方法提高土壤还原—固化稳定化效率。     

两段式还原铬渣中Cr(Ⅵ)的试验研究

比对了多种还原剂处理六价铬的解毒效果,确定了焦亚硫酸钠、硫酸亚铁两段式还原处理铬渣浸出液中六价铬和总铬的还原剂投加顺序和投加量。结果表明,该技术能使解毒后铬渣中Cr6+浓度达到0.17 mg/L,满足HJ/T 301—2007《铬渣污染治理环境保护技术规范(暂行)》解毒后铬渣六价铬≤0.5 mg/的要求,且具有较好的长期稳定性,解毒彻底,可为该技术的工程应用提供理论依据。     

两段式还原工艺处理铬渣的生产性研究

利用焦亚硫酸钠和硫酸亚铁将铬渣中的六价铬进行两次溶出和两次还原,解毒后铬渣中总铬含量≤1.5 mg/L,六价铬含量≤0.5mg/L,远远低于HJ/T 301—2007《铬渣污染治理环境保护技术规范(暂行)》铬渣以一般工业固废进行固化填埋标准浓度值。该工艺技术解毒彻底,无返铬现象,过程简单,处理成本低,可实现规模化生产,具有广阔的推广应用前景,对周边环境的保护意义重大。     

米糠在微波条件下解毒铬渣中六价铬的研究

铬渣中含有毒性较强的六价铬化合物,其严重污染环境。为探讨米糠解毒铬渣的可行性,以米糠作为解毒铬渣的材料,在微波条件下对铬渣中的六价铬进行解毒实验研究。利用正交实验对铬渣中六价铬的去除条件进行了优化。在此基础上,开展单因素实验进一步研究确定了铬渣中六价铬去除的最佳条件,并对解毒后的含铬米糠是否具有危险废物的浸出毒性进行了探讨。实验结果表明,当米糠与铬渣质量比为2.5:1,微波作用时间为5min,微波功率为900W时铬渣中六价铬的去除率最大,为72.2%,且解毒后米糠中六价铬的浸出较小,低于国家最高允许浓度标准。     

铬渣的细菌解毒实验研究

采用从铬渣堆埋场附近的污泥中分离到的高效还原Cr(Ⅵ)的Ch-1菌进行细菌浸出的摇瓶实验,分别考察了不同液固比,温度,初始pH值情况下浸出液的pH值变化,Cr(Ⅵ)浓度变化及浸出过程铬渣中六价铬的浸出率变化和最终渣浸出毒性.实验结果表明,在细菌的作用下,浸出液Cr(Ⅵ)浓度均能解毒为0ppm,同时,浸出液pH值降低到8～9之间, 细菌浸出渣毒性降低到0.05ppm以下,远低于GB5085.3-1996危险废物浸出毒性鉴别标准1.5ppm.同时,渣中的Cr(Ⅵ)也大部分被有效浸出后还原为Cr(Ⅲ) 沉淀.特别是在液固比10:1,温度28℃,初始pH＝10.0的条件下,铬渣中六价铬浸出率达到了95.43%,同时浸出液pH值＝8.20,Cr(Ⅵ)浓度为0ppm,浸出渣浸出毒性0.007 ppm,均达到国家排放标准,取得了较好的解毒效果.     

水合肼解毒铬渣的研究

本文考查了铬渣含水率、温度、反应时间、药渣比对解毒效果的影响。结果表明,当铬渣含水率为10％、温度为60℃、反应时间为10min、水合肼：铬渣=1：100时,六价铬浸出浓度为0．587mg／L,远小于国家规定的危险废物鉴别标准值。     

陶粒对铬的固化及其机制研究

为探索含铬废弃物在陶粒生产中资源化利用的可行性,在实验室制备掺CrO_3的陶粒样品,测定其强度、密度等物理性能和铬浸出浓度,研究Na_2CO_3、煅烧制度对铬浸出浓度的影响,并结合XRD和SEM分析探讨铬在陶粒中的固化机制。结果表明:CrO_3掺量增加(0%～3.0%),陶粒的强度、密度和吸水率变化不大,六价铬和总铬浸出浓度增加,但总体较低,均在0.1 mg/L以下;提高Na_2CO_3掺量、提高煅烧温度或冷却速度,六价铬和总铬浸出浓度明显下降。玻璃相对铬的固化起关键作用,玻璃相使陶粒结构致密,包裹铬离子,从而降低铬浸出浓度。陶粒对铬的固化效果良好,含铬废弃物在陶粒生产中的资源化利用具有潜在可行性。     

还原法修复六价铬污染土壤的研究

摘要：铬渣中含有毒性较强的六价铬化合物,其严重污染环境。本文通过实验室模拟试验,研究了硫代硫酸钠、亚硫酸钠、抗坏血酸和硫酸亚铁等还原剂对铬渣污染土壤中六价铬的解毒效果。探讨了还原剂的浓度、pH和反应时间对六价铬还原效果的影响。结果表明：亚硫酸钠浓度为1mol／L、pH9．5和反应时间为15min时对六价铬的还原效果最佳。     

化工铬渣冷固结球团还原解毒实验研究

采用铬渣冷固结球团方法来处理铬渣，研究了不同原料配比的铬渣冷固结球团的成球性能和强度，并用煤气进行了球团的还原实验。结果表明：铬渣的成球性能较好，在自然养护20d后，球团的抗压强度可达30kg／球以上。在900℃用煤气还原铬渣冷固结球团后，铬渣中的Cr^6含量在5mg／L以下：在1200℃还原后，有的铬渣中未检出Cr^6铬渣完全解毒，还原后的铬渣冷固结球团可进行综合利用。     

铬渣的长期稳定性试验研究

采用硫酸亚铁为还原剂，粉煤灰为添加剂对铬渣进行固化／稳定化处理，并通过冻融、碳化、模拟酸雨淋溶以及表面浸出实验研究了固化体的长期稳定性。冻融后固化体的质量损失小于1％，强度损失小于10％；碳化后其碳化深度在8mm～15mm之间；抗压强度均大于30Mpa，可用于建筑用途；六价铬的浸出毒性均低于国家标准的1．5mg／L：表明固化体长期稳定性良好，用于填埋，安全、可靠。     

硫代硫酸钠、磷酸钠联合处理铬渣中的六价铬

以硫代硫酸钠为还原剂,将铬渣中的六价铬(Cr(VI))解毒转化为三价铬(Cr(III)),并加入磷酸盐作为稳定剂稳定解毒后的铬渣,考察不同反应时间和药剂用量对铬渣中Cr(VI)去除效果的影响.结果表明:硫代硫酸钠可以有效去除铬渣中的Cr(VI),当其与Cr(VI)的摩尔比为理论摩尔比的12倍、处理时间15d时铬渣中Cr(VI)的去除率达到最高(70%),继续增加还原剂用量或延长反应时间均不能有效提高Cr(VI)的去除率.随后加入磷酸钠作为稳定剂,当其物质的量为生成Cr(III)的4倍时,硫代硫酸钠与磷酸钠分步加入(两步法)比同时加入(一步法)处理铬渣的效果较好,处理效果最好时总铬浸出浓度为6.1mg/L,低于危险废物浸出鉴别的总铬标准(15mg/L),而且形成稳定的铬的化合物(CrPO4·6H2O).铬渣pH值变化、五态变化、XRD及XPS分析等结果表明,两步法的处理效果好于一步法.     

机械球磨固化修复六价铬污染土壤

采用机械球磨法对六价铬污染土壤进行固化处理,文章研究了不同球磨工艺参数对降低土壤中六价铬浸出浓度的影响;同时,在球磨时间2 h、球磨转速500 r/min、球料比12的特定条件下,对8组不同浓度梯度的六价铬污染土壤进行球磨处理,探究机械球磨对不同污染强度土壤的固化效果。结果表明,随着球磨条件逐渐增强,土壤中六价铬浸出浓度随之减少。当保持球磨转速500r/min、球料比12不变,延长球磨时间至6 h时,六价铬浸出浓度由原始的453.16 mg/L降低至0.29 mg/L,低于固体废物浸出毒性浸出标准限定值(5 mg/L),固化率达到99.93%。而机械球磨对土壤中六价铬的固化能力是有限的,当在处理高浓度六价铬污染土壤时,则需要进一步增强球磨条件才能使六价铬的浸出浓度满足毒性浸出标准。     

土著微生物修复铬(Ⅵ)污染土壤的条件实验研究

根据铬(Ⅵ)污染土壤中筛选出的土著微生物初步解毒实验结果,将土著菌种制成六价铬还原菌剂,通过时间、温度、菌量、pH值、有机质用量等单因素条件实验,发现温度和有机质含量对六价铬还原影响显著,在上述各项较佳条件下施用该菌剂1个月后,对于浸出液六价铬浓度范围从10-55mg/L的污染土壤,六价铬的还原效果都可达到90%以上,高于化学法,这说明该菌剂可有效应用于六价铬土壤的生物修复。     

铬污染场地修复技术研究及应用

综述了国内外铬污染场地修复技术的研究动态,探讨了铬污染修复技术研发的需求,重点讨论了铬污染土壤的主要修复技术如:土壤清洗技术、化学解毒技术、电动修复技术和稳定化技术等。并针对这些技术存在的不足,开发了化学解毒与稳定化联合技术,对山西某铬渣堆存场地中受污染土壤进行修复。结果表明:运用化学解毒与稳定化联合技术可以降低污染土壤中总铬和六价铬的浸出浓度,稳定效果好且能在工程实际中高效应用。     

高温自蔓延法固化处置生活垃圾焚烧飞灰

将高温自蔓延反应用于生活垃圾焚烧飞灰(以下简称飞灰)的无害化处置,探索了Mg-Fe_2O_3-飞灰反应体系中最大飞灰含量(质量分数,下同),评估了不同飞灰含量下的无害化效果,研究了自蔓延反应过程中飞灰中重金属元素的挥发行为,并通过XRD和SEM分析探讨了自蔓延反应固化飞灰中重金属的机制。研究结果表明,系统维持自蔓延的飞灰含量最大为65%;经高温自蔓延处置后,飞灰中Pb、Cd、Cu和Cr的毒性浸出浓度分别由21.51、0.19、0.18和0.58 mg/L降低到0.53、0.12、0.06和0.07 mg/L以下;Pb、Cd和Zn等重金属在自蔓延反应过程中大量挥发,飞灰含量40%时其挥发率分别高达92.24%、88.66%和87.77%,Cr和Cu主要以铬矿物和氧化亚铜的形式固化于产物中。XRD/SEM结果表明飞灰高温自蔓延反应产物以玻璃相为主体,体系中残留重金属与低熔点物质形成固液共存相并随着反应的推进迅速冷却形成密实的固熔体,通过化学固化和物理固封作用固定于玻璃体中。     

纤维改性硫酸亚铁还原铬渣水泥固化体研究

以浸出毒性、表面浸出率、抗日晒能力和抗压强度为指标考察了纤维改性硫酸亚铁还原铬渣水泥固化体的性能。实验结果表明：纤维改性硫酸亚铁还原铬渣水泥固化体养护7d和28d后的浸出毒性均低于国家标准、抗压强度均大于10MPa,可以做最终处置或进行综合利用;与普通铬渣水泥固化体相比,纤维改性硫酸亚铁还原铬渣水泥固化体在加入植物纤维为0．8g时的处理效果最好,浸出毒性、表面浸出率分别降低了76．I％和76．8％;抗日晒能力、抗压强度分别提高了36．4％和52．1％。     

还原剂对偏高岭土基矿物聚合物解毒铬渣的影响

目前常用的铬渣处理方法存在铬形态不稳定、残留的酸溶性Cr(Ⅵ)易淋出等问题,该研究以添加还原剂的偏高岭土基矿物聚合物来直接处理铬渣,探索铬渣的一步解毒/固化及无害化利用。实验中将铬渣和偏高岭土混合用于制备矿物聚合物,加入Na_2S、Na_2SO_3、FeSO_4和FeCl_2作还原剂,改变还原剂的添加比例,对比制备的偏高岭土/铬渣基矿物聚合物固化体的浸出性毒性实验中Cr的浓度,选择最佳还原剂种类及比例。并在最佳还原剂的基础上,探索铬渣的最大处理量。     

碱矿渣胶凝材料固化/稳定化铬污染土壤

使用碱激发矿渣胶凝材料固化/稳定化铬污染土壤。通过改变磨细矿渣掺量、碱激活剂的种类以及液固比,处理得到不同的土壤固化体,测定相应的无侧限抗压强度、Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度,以研究碱矿渣胶凝材料的固化/稳定化效果及其影响因素。结果表明:随着磨细矿渣掺量增加,土壤固化体强度增加,Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度下降。KOH与固体钠水玻璃组合作为碱激发剂时土壤固化体强度较高,浸出浓度较低。土壤液固比过低对降低浸出浓度不利,而过高则降低固化体强度。在碱的激发作用下,当矿渣掺量30%,液固比0.22时,处理后土壤固化体强度高达10MPa,Cr(Ⅵ)和总铬浸出浓度分别从57mg/L和65mg/L降至0.05mg/L和0.2mg/L以下。     

干湿法解毒铬渣的综合利用研究

铬渣中含高浓度的六价铬,属于危险废物,未经无害化处置的铬渣泄露将严重污染水体和土壤,破坏生态环境.经银河化学公司研发的干湿法结合的“增压隔氧法”解毒工艺处理后,铬渣样品中总铬、六价铬去除率达99％以上.解毒后铬渣样品中总铬、六价铬含量满足《铬渣污染治理环境保护技术规范》(HT/T 301-2007)要求.铬渣解毒后不属于危险废物,可以综合利用于水泥混合材料生产中.     

湿法解毒还原工艺对铬渣中Cr(Ⅵ)的治理特性

以治理铬渣中的Cr(Ⅵ)污染为目的,提出了硫酸浸出-硫酸亚铁还原的铬渣湿法解毒工艺,在对铬渣处理前后的表面形貌进行表征的基础上,探究了不同处理条件下铬渣中Cr(Ⅵ)的处理效果及其修复机理。结果表明:铬渣湿法球磨时间为20 min时,铬渣颗粒98.68%过200目筛,水溶性Cr(Ⅵ)的浸出率可达40.96%;铬渣硫酸添加量为60%,液固比为4∶1,酸溶时间为2.5 h时,Cr(Ⅵ)浸出趋于饱和,此时浸出终点pH为5.8,水溶性和酸溶性Cr(Ⅵ)总浸出率为95.38%;硫酸亚铁添加量为40%时,铬渣中Cr(Ⅵ)含量下降为1.38 mg/kg。铬渣中Cr(Ⅵ)的去除主要与硫酸对含Cr(Ⅵ)矿物的溶解、SO₄2-和CrO₄2-的离子交换以及Fe(Ⅱ)对溶液中Cr(Ⅵ)的还原作用有关。