[發(fā)明專利]一種制革污泥熱處理過程中鉻的形態(tài)轉(zhuǎn)化控制工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410406150.2
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104261646A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周建飛;石碧;廖學(xué)品;張文華;曹明蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C02F11/10
• 分類號: C02F11/10;C02F103/24
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 陳加利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)固體廢棄物處理領(lǐng)域，特別是一種制革污泥熱解過程中鉻的形態(tài)轉(zhuǎn)化控制工藝。

背景技術(shù)

制革污泥是制革行業(yè)的一種固體廢棄物，它是一種工業(yè)污泥。由于制革加工過程中使用Cr³⁺鹽為鞣劑，其吸收率為70%左右，約30%的Cr³⁺隨水體進入污泥中,所以制革污泥富含三價鉻鹽。制革污泥中Cr³⁺對農(nóng)作物、水生生物以及人類均有不良影響，同時，在自然環(huán)境中因為條件的改變，制革污泥中Cr³⁺有潛在生成Cr⁶⁺的危險，而Cr⁶⁺對環(huán)境的危害是非常明顯的。此外，制革污泥水分含量較高，有機物含量高，容易腐爛，發(fā)出惡臭，并同時含有一定的病原微生物、寄生蟲卵等，這些都會對環(huán)境造成一定的污染。

熱處理包含焚燒和熱解兩種處理方式。焚燒一般在含氧的氣氛中進行。熱解一般在真空環(huán)境或非氧不燃氣氛（如：氮氣、氬氣等氣體）中進行。

制革污泥作為一種危險固廢，其處置技術(shù)應(yīng)具備減量化、穩(wěn)定化和無害化的特點。制革污泥具有可燃性。焚燒可大幅降低制革污泥的體積，破壞制革污泥中的病原體，并可以回收一定的熱能。在美國、日本、歐洲等很多國家都將危險固廢用于焚燒發(fā)電，而新興的工業(yè)國家也越來越多是這么做的。隨著人們對環(huán)保意識的增強，我國制革污泥的焚燒處理比例會越來越大。制革污泥中富含重金屬Cr，所以其在焚燒過程中重金屬Cr的安全性是必須關(guān)注的。

焚燒可以在富氧的氣氛（氣氛中氧氣足以支持污泥的充分燃燒）或在缺氧的含氧氣氛（氣氛中含有氧氣，但是氧氣量不足以支持污泥的充分燃燒）中進行。

由于制革污泥中Cr含量高達8500～25800?mg/kg?（以干基計），且均為Cr³⁺。Cr³⁺并不是以離子態(tài)形式存在的，而是主要以與膠原纖維或其他蛋白質(zhì)形成配位化合物（絡(luò)合物）的形式存在。這是制革污泥與一般城市污水污泥或其他工業(yè)污泥的主要區(qū)別之一。所以，制革污泥熱處理過程中重金屬Cr的變化規(guī)律與城市污水污泥和其他工業(yè)污泥熱處理過程中重金屬Cr的變化規(guī)律是不一致的。

制革污泥的焚燒處理過程中Cr的變化規(guī)律研究較多。目前，主要有以下幾種：

（一）制革污泥富氧焚燒

熱處理過程會產(chǎn)生爐渣、飛灰和煙氣。制革污泥單獨或與煤混拼富氧焚燒時，焚燒溫度為500～900℃，Cr在爐渣中的富集率為75%～92%，其余的散逸到飛灰中，同時焚燒過程會使一部分Cr³⁺氧化為高毒性的Cr⁶⁺，提高了環(huán)境風(fēng)險；飛灰中總鉻、六價鉻含量均高于爐渣，說明其環(huán)境風(fēng)險高于爐渣。采用高溫熔融方法有利于降低爐渣和飛灰中重金屬Cr的滲濾濃度。（參見費振偉.?制革污泥的焚燒特性及20噸/天危廢焚燒示范工程研究[D].?杭州:?浙江大學(xué),?2010.）

焚燒溫度和焚燒停留時間是影響爐渣中重金屬Cr含量的重要因素（參見M.?Bakoglu,?A.?Karademir,?S.?Ayberk.?Partitioning?characteristics?of?targeted?heavy?metals?in?IZAYDAS?hazardous?waste?incinerator[J].?Journal?of?Hazardous?Materials,?2003,?B99:?89-105.）。在焚燒溫度500～900℃之間，制革污泥中的重金屬Cr揮發(fā)隨溫度的升高和污泥中氯化物含量的增加而增加（參見Xu-guang?Jiang,?Chun-yu?Li,?Zhen-wei?Fei,?et?al.?Combustion?characteristics?of?tannery?sludge?andvolatilization?of?heavy?metals?in?combustion[J].?J?Zhejiang?Univisity-Science?A?(Applied?Physics?&?Engineering),?2010,?11(7):?530-537.）。