專利名稱：：一種廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥的處置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于固體廢物處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及對(duì)廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥的處置方法。
背景技術(shù)：
：粉煤灰、高爐渣等硅酸鹽工業(yè)廢渣，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，由于這些硅酸鹽廢渣的富含氧化硅、鋁、鐵等多種活性組分，又具有多孔的結(jié)構(gòu)，可通過化學(xué)和物理途徑對(duì)各種污染物進(jìn)行吸附，且具有中和、混凝等能力；可有效地去除某些工業(yè)廢水中的有機(jī)物(T0C、C0D)、色度、重金屬、磷等化學(xué)物質(zhì)；因而，近年來(lái)粉煤灰、高爐渣等硅酸鹽渣被廣泛的用于印染、含油、制藥、造紙、焦化、重金屬、氮磷等廢水處理中，取得了良好的效果，也降低了處理的成本。廢水中的有機(jī)物(T0C、C0D)、NH3-N主要被吸附去除；P被吸附或生成磷酸鈣而被去除；廢水中的金屬和重金屬元素可被吸附去除，或被在廢水作用下硅酸鹽工業(yè)廢渣產(chǎn)生的可溶性硅酸或硅酸化學(xué)固定去除；故此類渣泥中因?yàn)槲交蚧瘜W(xué)固定了有機(jī)物、重金屬、金屬、P、NH廠N等污染物，需要對(duì)其進(jìn)行妥善處理處置；為避免廢水處理產(chǎn)生的渣泥成為新的污染源，必須要為其找到一個(gè)安全的處置或利用辦法，一般的處置或利用方法為a、填埋，但其填埋成本高，安全填埋成本更高；b、作為建筑材料，如作為制磚原料，但其存在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；如中國(guó)專利CN1175927中將改性后的粉煤灰用作吸附劑處理廢水產(chǎn)生的渣泥用作制磚的原料，中國(guó)專利CN1760138A將粉煤灰用作吸附劑處理礦井廢水后產(chǎn)生的粉煤灰渣泥濃縮為作為建筑材料；但上述專利渣泥的處置利用技術(shù)有其局限性，只能針對(duì)特定性質(zhì)的廢水處理產(chǎn)生的渣泥，且最終處置利用為建筑材料時(shí)存在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥的處置方法，一是利用出鋼后的高溫熔融鋼渣來(lái)無(wú)害化處置廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥；二是利用此類硅酸鹽渣泥作為鋼渣的調(diào)質(zhì)劑，利用硅酸鹽渣泥中存在的硅或鋁酸性化合物來(lái)調(diào)節(jié)鋼渣堿度，降低鋼渣中的游離氧化鈣含量，消除鋼渣體積的不安定性。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥的處置方法，將廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥干燥破碎，以110%的比例作為調(diào)質(zhì)劑添加到高溫熔融的鋼渣內(nèi)。在高溫熔融鋼渣的熔融固化以及晶化過程中，硅酸鹽渣泥會(huì)融合到高溫熔融鋼渣中，在此過程中，一方面渣泥中吸附的有機(jī)物、氨氮等被高溫去除，重金屬、P等被固化穩(wěn)定，另一方面硅酸鹽渣泥調(diào)節(jié)了鋼渣堿度，部分消除鋼渣中的游離氧化鈣，消除了其體積的不安定性。融合了硅酸鹽渣泥的高溫熔融鋼渣水淬冷卻后可以再加以利用。出鋼后的鋼渣呈熔融狀態(tài)，溫度大約在160(TC左右。將一定比例的廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥加入熔融的高溫鋼渣里，硅酸鹽渣泥中吸附的有機(jī)物、氨氮可被高溫燃燒去除，磷可通過化學(xué)反應(yīng)被固定在磷酸三鈣及由五氧化二磷、氧化鎂、氧化鐵、氧化錳等組成的各種復(fù)雜固溶體相中(如MnO-FexOy-P205-MgO)。同時(shí)，硅酸鹽廢渣中吸附或化學(xué)固定的重金屬部分被固定在鋼渣中，因熔融鋼渣對(duì)重金屬有較強(qiáng)的穩(wěn)定束縛效果，在高溫熔融鋼渣的熔融固化以及晶化過程中，一部分重金屬組分與硅酸鹽渣泥及鋼渣中的Si02、A1203、MgO、FeO等組分通過反應(yīng)形成硅酸鹽相、鐵酸鹽相等被固定在鋼渣中，構(gòu)建了重金屬與氧化物組分之間的緊密化學(xué)鍵，以Cr、Zn、Pb、Cd等為例，在熔融固化過程中堿性硅酸鹽材料吸附或化學(xué)固定的重金屬可能發(fā)生如下的化學(xué)反應(yīng)MgO+Cr203——MgOCr203FeO+Cr203-FeOCr203ZnO+Si02-ZnSi03CdO+Al203——CdAlAPbO+Si02-Pb2Si04一部分重金屬可能通過晶體離子交換穩(wěn)定束縛于鋼渣的晶相中，成為晶體結(jié)構(gòu)的一部分，從而被牢固地束縛，難以浸出。另外一部分沸點(diǎn)較低的重金屬添加到高溫熔融鋼渣時(shí)部分揮發(fā)，可通過集塵裝置回收。出鋼鋼渣的溫度大約在160(TC左右，呈熔融狀態(tài)；利用鋼渣高溫顯熱，向熔融狀態(tài)下的鋼渣中加入一定量的含Si02或A1203的化合物，進(jìn)行二次造渣反應(yīng)，就可以調(diào)節(jié)鋼渣堿度、消除鋼渣中的游離氧化鈣，化學(xué)反應(yīng)式為Si02+nCaO=nCaOSi02Al203+mCaO=mCaOA1203少量的硅酸鹽渣泥加入到高溫熔融的鋼渣，在熔融固化及晶化過程中，渣泥主要組分融合到鋼渣中，鋼渣的礦相依舊、主要組成成分變化較小，并不影響其后續(xù)的建材、道路等方面的綜合利用；且硅酸鹽渣泥的融入可降低鋼渣的游離氧化鈣的含量，消除鋼渣的體積不安定性，避免影響后續(xù)的建材或道路利用時(shí)的膨脹風(fēng)險(xiǎn)，通常鋼渣建材或道路利用時(shí)游離氧化鈣(f.CaO)要求控制在5%以下；融合了硅酸鹽渣泥的高溫鋼渣，利用滾筒、淺盤、熱悶現(xiàn)有渣處理工序按常規(guī)進(jìn)行水淬?；幚砗罄谩?yōu)選地，所述硅酸鹽渣泥為粉煤灰、高爐渣、脫硅渣等硅酸鹽工業(yè)廢渣用作廢水處理吸附劑時(shí)產(chǎn)生的渣泥。吸附是指硅酸鹽廢渣作為吸附劑加入到廢水中的混合吸附、吸附混凝或硅酸鹽廢渣作為廢水處理吸附過濾層時(shí)的過濾吸附。優(yōu)選地，所述廢水包括印染、制藥、焦化、造紙、重金屬、氮磷、含油、脫硫和生活等處理工序中適宜用硅酸鹽工業(yè)廢渣作吸附劑處理的廢水。優(yōu)選地，所述干燥破碎后的硅酸鹽渣泥粒徑《3cm。為保證添加硅酸鹽渣泥后高溫熔融鋼渣的流動(dòng)性，及渣泥和高溫熔融鋼渣的充分混合，同時(shí)考慮調(diào)質(zhì)的效果及操作的經(jīng)濟(jì)性，硅酸鹽渣泥的粒徑要控制在一定范圍內(nèi)，最好《3cm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果-①利用高溫熔融鋼渣及其渣處理工序，處理處置廢水處理產(chǎn)生的含硅酸鹽渣泥，節(jié)省了此渣泥處理處置(如填埋)昂貴的費(fèi)用。②資源化利用了廢水處理產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥，將其用作鋼渣的調(diào)質(zhì)劑，調(diào)節(jié)了鋼渣堿度，降低了鋼渣游離氧化鈣的含量，消除鋼渣體積的不安定性，從而有利于鋼渣的后續(xù)利用。③本發(fā)明方法對(duì)硅酸鹽渣泥中的多種污染物如有機(jī)物、重金屬、磷、氨氮、氟有效，可同時(shí)無(wú)害化了多種污染物，克服了常規(guī)處置方法只對(duì)單一污染物有效的缺點(diǎn)。利用高溫鋼渣的顯熱，高溫去除廢渣泥中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變?yōu)镃02釋放。⑤利用高溫熔融鋼渣中硅、鋁、鎂、鐵等和重金屬元素的反應(yīng)及隨后的水淬過程，穩(wěn)定化了硅酸鹽渣泥中的重金屬等金屬污染物，使其無(wú)害化。圖1為本發(fā)明一種廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥的處置方法示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例l如圖1所示，某活性紫印染工業(yè)廢水，原水COD1650mg/1、色度480，用鐵水脫硅渣(120目)作為吸附劑進(jìn)行預(yù)處理，投加量每噸水100kg，吸附反應(yīng)時(shí)間30min，沉淀30min，出水C0D476mg/1、色度120;將沉淀池的脫硅渣渣泥經(jīng)濃縮脫水風(fēng)干破碎(粒徑小于3cm)后運(yùn)到轉(zhuǎn)爐煉鋼出渣工序，脫硅渣渣泥加入到熔融的轉(zhuǎn)爐鋼渣中在出鋼結(jié)束的在渣包內(nèi)進(jìn)行，作為鋼渣的調(diào)質(zhì)劑以10%的比例加入到出鋼后的高溫熔融轉(zhuǎn)爐鋼渣中，一段時(shí)間的融合反應(yīng)后，經(jīng)滾筒渣處理工序的水淬?；幚恚蔀榱畹匿撛?，添加了脫硅渣渣泥后的轉(zhuǎn)爐鋼渣的游離氧化鈣(fCaO)由未加的10.4降為1.7(表1)，在融合過程脫硅渣吸附的活性紫印染廢水中的有機(jī)物(COD)被高溫去除，轉(zhuǎn)爐鋼渣的TC未增加。表1添加脫硅渣渣泥前后轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成分(％)CelOSi02MgOA1203TFeTCf.CaO轉(zhuǎn)爐鋼渣48.2111.3210.081.9417.21〈0.110.4脫硅渣渣泥38.4639.851.475.495.720.4一融合了10%脫硅渣渣泥后的轉(zhuǎn)爐鋼47.4214.0815.522.7514.74〈0.11.76<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例2如圖1所示，某含鉻廢水，原水主要污染物Cr(III)245mg/L，用煉鐵廠高爐渣作為吸附劑進(jìn)行處理，投加量每噸水8.5kg，吸附反應(yīng)時(shí)間30min，沉淀30min,出水Cr(III)0.46mg/L，處理后的廢水滿足相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；將沉淀池的高爐渣渣泥經(jīng)濃縮脫水風(fēng)干破碎(粒徑小于3cm)后運(yùn)到轉(zhuǎn)爐煉鋼出渣工序，高爐渣渣泥加入到熔融的轉(zhuǎn)爐鋼渣中在出鋼結(jié)束的在渣包內(nèi)進(jìn)行，作為鋼渣的調(diào)質(zhì)劑以1%的比例加入到出鋼后的高溫熔融轉(zhuǎn)爐鋼渣中，一段時(shí)間的融合反應(yīng)后，經(jīng)滾筒渣處理工序的水淬?；幚恚蔀榱畹匿撛?，添加了高爐渣渣泥后的轉(zhuǎn)爐鋼渣的游離氧化鈣(fCaO)由未加的5.5降為4.9(表2)，在融合過程高爐渣吸附的Cr(III)通過化學(xué)反應(yīng)大部分被固定在鋼渣，小部分揮發(fā)的Cr被集塵裝置收集，經(jīng)重金屬化學(xué)形態(tài)分析Cr以非水溶態(tài)存在；此高爐渣渣泥經(jīng)國(guó)家浸出毒性(固體廢物浸出毒性浸出方法GB5086.l-1997)測(cè)試Cr超標(biāo)，不符合固體廢物浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)(危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別GB5085.3-1996，)的要求，需妥善處置；而融合少量此高爐渣渣泥后的鋼渣測(cè)試不超標(biāo)，不影響后續(xù)建材和道路利用的環(huán)境安全要求。表2添加高爐渣渣泥前后轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成分(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例3如圖1所示，某燒結(jié)脫硫廢水第一步用石灰乳中和到pH9.0去除Zn、Cu、Cr、Ni等重金屬，第二步用電廠干排的粉煤灰對(duì)廢水中的有機(jī)物、氨氮、Pb、Cd和進(jìn)行吸附處理，原水T0C21.6mg/L、NH3-N64mg/L、Pbl8mg/L、Cd3.47mg/L，以每升廢水15g的比例加入粉煤灰，吸附反應(yīng)30min，出水T0C5.8mg/L、NH3-N17mg/LPbO.35mg/L、CdO.12mg/L，將沉淀池的粉煤灰渣泥經(jīng)濃縮脫水風(fēng)干破碎(粒徑小于3cm)后運(yùn)到轉(zhuǎn)爐煉鋼出渣工序，粉煤灰渣泥加入到熔融的轉(zhuǎn)爐鋼渣中在出鋼結(jié)束的在渣包內(nèi)進(jìn)行，作為鋼渣的調(diào)質(zhì)劑以5%的比例加入到出鋼后的高溫熔融轉(zhuǎn)爐鋼渣中，一段時(shí)間的融合反應(yīng)后，經(jīng)滾筒渣處理工序的水淬粒化處理，成為粒狀的鋼渣料，添加了粉煤灰后的轉(zhuǎn)爐鋼渣的游離氧化鈣(fCaO)由未加的8.9降為4.5(表3)，在融合過程有機(jī)物(TOC)、氨氮被高溫去除，部分揮發(fā)的Pb、Cd被集塵裝置收集，部分Pb、Cd被固定在轉(zhuǎn)爐鋼渣中，經(jīng)重金屬化學(xué)形態(tài)分析鉛、鎘以非水溶態(tài)存在。此廢水產(chǎn)生的粉煤灰渣泥經(jīng)國(guó)家浸出毒性(固體廢物浸出毒性浸出方法GB5086.1-1997)測(cè)試Pb、Cd超標(biāo)，不符合固體廢物浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)(危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別GB5085.3-1996，)的要求，需妥善處置；而融合粉煤灰渣泥后的鋼渣測(cè)試不超標(biāo)，不影響后續(xù)建材和道路利用的環(huán)境安全要求。表3添加粉煤灰渣泥前后轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成分(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥的處置方法，其特征在于將廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥干燥破碎后，以1～10％的比例作為調(diào)質(zhì)劑添加到高溫熔融的鋼渣內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥的處置方法，其特征在于所述硅酸鹽渣泥為粉煤灰、高爐渣、脫硅渣，硅酸鹽工業(yè)廢渣用作廢水處理吸附劑時(shí)產(chǎn)生的渣泥。3.如權(quán)利要求1或2所述的廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥的處置方法，其特征在于所述廢水包括印染、制藥、焦化、造紙、重金屬、氮磷、含油、脫硫和生活處理工序中適宜用硅酸鹽工業(yè)廢渣作吸附劑處理的廢水。4.如權(quán)利要求1所述的廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥的處置方法，其特征在于所述干燥破碎后的硅酸鹽渣泥粒徑《3cm。全文摘要本發(fā)明公開了一種廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥的處置方法，其主要特征為將粉煤灰、高爐渣等硅酸鹽工業(yè)廢渣用作吸附劑處理印染、制藥、焦化、造紙、重金屬、氮磷、含油、脫硫和生活等廢水后所產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥干燥破碎后，以1～10％的比例作為調(diào)質(zhì)劑添加到高溫熔融的鋼渣內(nèi)。利用出鋼后的高溫熔融鋼渣來(lái)無(wú)害化處置廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鹽渣泥，同時(shí)，還利用此類硅酸鹽渣泥作為鋼渣的調(diào)質(zhì)劑，利用硅酸鹽渣泥中存在的硅或鋁酸性化合物來(lái)調(diào)節(jié)鋼渣堿度，降低鋼渣中的游離氧化鈣含量，消除鋼渣體積的不安定性。文檔編號(hào)C04B5/00GK101481221SQ200810032330公開日2009年7月15日申請(qǐng)日期2008年1月7日優(yōu)先權(quán)日2008年1月7日發(fā)明者王如意,磊石,石洪志,陳榮歡,顧德仁申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司