專利名稱：一種處理危險廢物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理廢物技術(shù)，具體地說是一種處理危險廢物的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，固化作為一種危險廢物處理的主要方法，是通過化學(xué)或物理方法，將廢棄物固定或包容在堅固的固化體中，降低和消除有害成分的溶出特性。該方法最初可追溯到本世紀(jì)50年代放射性廢物的固化處置，例如，美國在處理低水平放射性液體廢物時，先用蛭石等礦物進(jìn)行吸附，或者先用普通水泥將其固化.然后再進(jìn)行填埋處置。在歐洲，放射性廢物基本上是先用水泥固化，再用惰性材料包封，之后另行處理。
進(jìn)入60年代末，危險廢物污染環(huán)境的問題日益嚴(yán)重，危險廢物固化用材料如水泥等逐漸得到應(yīng)用。但需要使用水泥量大，致使廢物增容比較大，給后續(xù)的運輸與處理帶來困難，也極大地提高了處置費用。由此，逐漸開展對固化材料的研究，相繼開發(fā)了以瀝青和脲醛樹脂等高分子有機(jī)物為基材的固化技術(shù)。此類固化技術(shù)的優(yōu)點是與廢物的相容性更高，增容比相對較小，而且固化體的重量也較輕。隨著技術(shù)的發(fā)展，有專利報道向水泥中添加硅酸鈉，可以使水泥固化產(chǎn)生更好的效果。另外，又開始出現(xiàn)以有機(jī)聚合物為基材的塑料固化和利用水泥、粉煤灰、石灰及粘土混合處理廢物的技術(shù)。
稠油污泥是含油污泥的一種，已經(jīng)被列入《國家危險廢物名錄》(HW08號)，主要來源于稠油產(chǎn)區(qū)的罐底油泥以及污水處理產(chǎn)生的含油浮渣，以及部分稠油煉化行業(yè)油泥。其中含有的石油類含大量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等大分子有機(jī)物，其毒性大，難以回收處理。目前國內(nèi)外處理該油泥的方法主要是物理、化學(xué)法以及生物法。前兩者的主要步驟有脫水減量化、焚燒、熱解吸、藥劑清洗、萃取等，或是直接處理油泥中的有機(jī)物，或是回收了油泥中的部分有機(jī)物，后者主要是采用高效微生物降解石油烴。但處理的時間較長，效果并不理想。
作為危險廢物的稠油污泥，將其熱餾處理后瀝青化產(chǎn)物作為固化材料，處理其他危險廢物的方法未見有報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用一種危險廢物處理另一種危險廢物的處理危險廢物的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為包括如下步驟1)制備固化材料取稠油污泥為物料，置于熱餾反應(yīng)釜中，在100-160r/min攪拌條件下，以1-3℃/min速度加熱物料，在減壓條件下進(jìn)行蒸餾，首先蒸餾出稠油污泥中所含的水分和輕質(zhì)油，冷凝回收；其次，向反應(yīng)釜內(nèi)的物料中通入空氣，將物料中所含的飽和烴、芳烴、膠質(zhì)氧化并轉(zhuǎn)化成瀝青質(zhì)；反應(yīng)釜溫度達(dá)到330-360℃時停止加溫、減壓，繼續(xù)攪拌，保持釜內(nèi)溫度在180-240℃，獲得固化材料；2)固化危險廢物將所需固化處理的危險廢物進(jìn)行粉碎性預(yù)處理，然后與步驟1得到的固化材料合在一起進(jìn)行固化；其危險廢物與固化材料的重量比為1∶3-1∶10。
步驟2所述固化是將處理后的廢物加入處于保溫狀態(tài)、盛有固化材料的熱餾反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌使其在固化材料中均勻分布，冷卻后將反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)取出成型。
步驟2所述固化危險廢物可采用澆筑方式包固。
所述的危險廢物為重金屬危險廢物或不含有機(jī)溶劑的危險物質(zhì)。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點1.本發(fā)明方法提出用一種危險廢物處理另一種危險廢物。
2.采用本發(fā)明可充分利用油泥中各種有價值組分，將重質(zhì)油泥和所固化的危險廢物徹底無害化。
3.采用本發(fā)明的方法可大大降低油泥和其他廢物的處理成本。
4.危險廢物采用本方法處理后具有長期穩(wěn)定性，并且固結(jié)性能好，后期危險物浸出率低。
具體實施例方式實施例1用稠油污泥制備瀝青化產(chǎn)物固化工業(yè)Cr渣1)制備固化材料取6kg稠油污泥，其中稠油污泥的油、水、泥含量分別為33.8％，59.7％，6.5％。進(jìn)行脫水，將脫水后的稠油污泥置于間歇式熱餾反應(yīng)釜中，采用可控攪拌器以100r/min的速度對其進(jìn)行機(jī)械攪拌，同時使用恒溫加熱套對熱餾反應(yīng)釜以1℃/min速度加熱，并且反應(yīng)釜內(nèi)殘壓為98Kpa，當(dāng)溫度到60℃時接通冷凝水，首先蒸餾出稠油污泥中所含的水分和輕質(zhì)油，并將其回收；而后，向反應(yīng)釜內(nèi)的物料中通入空氣，將物料中所含的飽和烴、芳烴、膠質(zhì)氧化并轉(zhuǎn)化成瀝青質(zhì)；當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到350℃時，停止加溫、減壓，繼續(xù)攪拌，保持釜內(nèi)溫度在190-195℃，此時反應(yīng)釜內(nèi)獲得固化材料。
2)固化危險廢物取工業(yè)Cr渣脫水烘干，將易于揮發(fā)逸出的有機(jī)物或金屬粒子及易于溶解的有機(jī)溶劑排除，而后通過廢物分揀破碎Cr渣，使其物質(zhì)粒徑低于5mm；取其中0.4kg Cr渣投入熱餾反應(yīng)釜內(nèi)，其中Cr渣與固化材料的重量比是1∶5；在190-195℃間繼續(xù)以120r/min速度攪拌，混勻15min后，將熱餾反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)放出，通過冷卻制成4×4×8cm的塊狀物質(zhì)，即為固化成型廢物。
該重油熱餾產(chǎn)物和危險廢物的混合塊狀體可進(jìn)行土地填埋。
3)對固化后塊狀物質(zhì)進(jìn)行毒性浸出水平檢測根據(jù)美國固體廢物毒性浸出方法(TCLP)進(jìn)行樣品浸出試驗。浸出劑用醋酸和蒸餾水配制浸出劑，該溶液PH值4.84±0.05；取固化塊狀物100g，按固液比1∶20的比例加入所配浸出液2L，室溫下振蕩16h，振蕩頻率為110±10次/min，靜止16h，采用ICP測定濾出液中Cr含量、采用紅外分光光度計測濾出液中含的石油類。
檢測結(jié)果浸出液中Cr濃度為0.82mg/L，石油類含量35mg/L。
對固化后塊狀物質(zhì)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測，該塊狀物耐受壓力980kpa。
實施例2用稠油污泥制備瀝青化產(chǎn)物固化重金屬Cd1)制備固化材料取10kg稠油污泥為原料，該油泥的油、水、泥含量分別為22.5％，73.9％，3.6％。進(jìn)行脫水，將脫水后的稠油污泥置于間歇式熱餾反應(yīng)釜中，采用可控攪拌器以120r/min的速度對其進(jìn)行機(jī)械攪拌，同時使用恒溫加熱套對熱餾反應(yīng)釜以2℃/min速度加熱，并且反應(yīng)釜內(nèi)殘壓為75Kpa，當(dāng)溫度到60℃時接通冷凝水，首先蒸餾出稠油污泥中所含的水分和輕質(zhì)油，并將其回收；而后，向反應(yīng)釜內(nèi)的物料中通入空氣，將物料中所含的飽和烴、芳烴、膠質(zhì)氧化并轉(zhuǎn)化成瀝青質(zhì)；當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到350℃時，停止加溫、減壓，繼續(xù)攪拌，保持釜內(nèi)溫度在215-220℃，此時反應(yīng)釜內(nèi)獲得固化材料。
2)固化危險廢物取含Cd危險廢物脫水烘干，將易于揮發(fā)逸出的有機(jī)物或金屬粒子及易于溶解的有機(jī)溶劑排除，而后通過廢物分揀破碎含Cd危險廢物，使其物質(zhì)粒徑平均為3mm；取0.2kg粒徑平均為3mm的含Cd危險廢物，取已經(jīng)制備的固化材料進(jìn)行澆注，其中含Cd危險廢物與固化材料的重量比是1∶8；然后冷卻成型。
3)對固化后塊狀物質(zhì)進(jìn)行毒性浸出水平檢測根據(jù)美國固體廢物毒性浸出方法(TCLP)進(jìn)行樣品浸出試驗。浸出劑用醋酸和蒸餾水配制浸出劑，該溶液PH值3.90±0.05；取該固化塊狀物稱重，為1.78kg，破碎成粒徑5mm的小塊，按固液比1∶10的比例加入所配浸出液20L，室溫下振蕩16h，振蕩頻率為110±10次/min，靜止16h，采用ICP測定濾出液中Cd含量、采用紅外分光光度計測濾出液中含的石油類。
檢測結(jié)果浸出液中Cd濃度為0.08mg/L，石油類含量48mg/L。
對固化后塊狀物質(zhì)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測，該塊狀物耐受壓力1020kpa。
實施例3用稠油污泥瀝青化產(chǎn)物固化城市生活垃圾焚燒飛灰1)制備固化材料取4kg稠油污泥為原料，其中重油污泥的油、水、泥含量分別為41.2％，54.1％，4.7％。進(jìn)行脫水，將脫水后的稠油污泥置于間歇式熱餾反應(yīng)釜中，采用可控攪拌器以160r/min的速度對其進(jìn)行機(jī)械攪拌，同時使用恒溫加熱套對熱餾反應(yīng)釜以3℃/min速度加熱，并且反應(yīng)釜內(nèi)殘壓為89Kpa，當(dāng)溫度到60℃時接通冷凝水，首先蒸餾出稠油污泥中所含的水分和輕質(zhì)油，并將其回收；而后，向反應(yīng)釜內(nèi)的物料中通入空氣，將物料中所含的飽和烴、芳烴、膠質(zhì)氧化并轉(zhuǎn)化成瀝青質(zhì)；當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到350℃時，停止加溫、減壓，繼續(xù)攪拌，保持釜內(nèi)溫度在235-240℃，此時反應(yīng)釜內(nèi)獲得固化材料。
2)固化危險廢物取城市生活垃圾焚燒飛灰脫水烘干，將易于揮發(fā)逸出的有機(jī)物或金屬粒子及易于溶解的有機(jī)溶劑排除，而后通過廢物分揀破碎城市生活垃圾焚燒飛灰，使其物質(zhì)粒徑平均為1mm；取0.5kg粒徑平均為1mm的城市生活垃圾焚燒飛灰投入熱餾反應(yīng)釜內(nèi)，其中城市生活垃圾焚燒飛灰與固化材料的重量比是1∶10；在220-225℃間繼續(xù)以140r/min速度攪拌，混勻15min后，將熱餾反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)放出，通過冷卻制成4×4×8cm的塊狀物質(zhì)，即為固化成型廢物。
3)對固化后塊狀物質(zhì)進(jìn)行毒性浸出水平檢測根據(jù)美國固體廢物毒性浸出方法(TCLP)進(jìn)行樣品浸出試驗。浸出劑用醋酸和蒸餾水配制浸出劑，該溶液PH值4.24±0.05；取固化塊狀物100g，按固液比1∶20的比例加入所配浸出液2L，室溫下振蕩16h，振蕩頻率為110±10次/min，靜止16h，采用ICP測定濾出液中重金屬含量、采用紅外分光光度計測濾出液中含的石油類。
檢測結(jié)果浸出液中As未檢出，Cd濃度0.03mg/L，Cr濃度0.042mg/L，Cu濃度0.96mg/L，Ni未檢出，Pd濃度0.61mg/L，Zn濃度0.42mg/L，石油類含量22mg/L。均低于浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)。
對固化后塊狀物質(zhì)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測，該塊狀物耐受壓力1050kpa。
權(quán)利要求
1.一種處理危險廢物的方法，其特征在于利用稠油污泥固化危險廢物，步驟如下1)制備固化材料取稠油污泥為物料，置于熱餾反應(yīng)釜中，在100-160r/min攪拌條件下，以1-3℃/min速度加熱物料，在減壓條件下進(jìn)行蒸餾，首先蒸餾出稠油污泥中所含的水分和輕質(zhì)油，冷凝回收；其次，向反應(yīng)釜內(nèi)的物料中通入空氣，將物料中所含的飽和烴、芳烴、膠質(zhì)氧化并轉(zhuǎn)化成瀝青質(zhì)；反應(yīng)釜溫度達(dá)到330-360℃時停止加溫、減壓，繼續(xù)攪拌，保持釜內(nèi)溫度在180-240℃，獲得固化材料；2)固化危險廢物將所需固化處理的危險廢物進(jìn)行粉碎性預(yù)處理，然后與步驟1得到的固化材料合在一起進(jìn)行固化；其危險廢物與固化材料的重量比為1∶3-1∶10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理危險廢物的方法，其特征在于步驟2所述固化是將處理后的廢物加入處于保溫狀態(tài)、盛有固化材料的熱餾反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌使其在固化材料中均勻分布，冷卻后將反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)取出成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理危險廢物的方法，其特征在于步驟2所述固化危險廢物可采用澆筑方式包固。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理危險廢物的方法，其特征在于所述的危險廢物為重金屬危險廢物或不含有機(jī)溶劑的危險物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及處理廢物技術(shù)，具體地說是一種處理危險廢物的方法。所述方法為取稠油污泥為物料，置于熱餾反應(yīng)釜中，在攪拌、減壓條件下逐漸升高溫度，蒸餾出稠油污泥中所含的水分和輕質(zhì)油，冷凝回收；其次，向反應(yīng)釜內(nèi)的物料中通入空氣，當(dāng)反應(yīng)釜溫度達(dá)到330－360℃時停止加溫、減壓，繼續(xù)攪拌，保持釜內(nèi)溫度在180－240℃，獲得固化材料；而后將其與危險廢物合在一起進(jìn)行固化，從而大幅度降低固化后危險廢物中危險成分浸出含量。采用本發(fā)明的方法能夠固化包埋處理大量危險廢物，最終實現(xiàn)重油污泥和危險廢物雙重?zé)o害化，達(dá)到用一種危險廢物處理另一種危險廢物，并且使其無害化處理的目的。
文檔編號B09B3/00GK101088638SQ20061004689
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者郭書海, 李剛, 葉漢峰, 李鳳梅, 王鑫 申請人:中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所