铬盐企业铬污染建筑废物特性和处置工艺研究

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近些年,铬引起的环境污染事件多次发生,铬渣、铬污染土壤、铬污染建筑废物、铬污染地下水、地表水对周边生态环境和人类健康构成严重威胁。被铬污染的对象铬含量很高,铬易向周边环境迁移扩散,进而扩大污染范围,所以铬污染问题应引起重视,且对其的处置已成为急需解决的环境问题之一。目前,针对铬污染建筑废物的处置还未见有研究报道,其存在数量很大,有必要研究处置工艺。从污染物类型角度分析,铬污染建筑废物中的Cr(VI)主要为水溶性,易于用药剂清洗去除,化学清洗技术可彻底去除建筑废物中的污染物,且处置过程可控性强,处置效果好、成本低,适用于铬污染建筑废物的处置。本课题研究铬污染建筑废物的特性,研究其Cr价态和各形态Cr含量,在此基础上,筛选研究清洗效果较好的清洗剂,并研究工艺参数,最终确定处置工艺流程,并验证该工艺的可行性。研究结果表明:(1)铬污染建筑废物呈碱性,总Cr和Cr(VI)含量为6714.67、6387.96mg/kg,Cr主要以水溶态Cr形式存在,其次是酸可提取态Cr,选择清洗剂时选用可去除水溶态Cr和酸可提取态Cr的清洗剂。不同粒径样品总Cr和Cr(VI)含量、解吸含量结果显示,粒径≤0.87mm的样品含量和解吸量最大,粉碎样品时将其粉碎到0.87mm。(2)样品经水洗一次后,总Cr和Cr(VI)去除率达到75%,但总铬含量仍高达到1662.25mg/kg,六价铬含量高达1431.40mg/kg,具有很大的环境危害性,需要进一步进行药剂洗涤处置。用不同清洗剂二次清洗后发现,柠檬酸对总Cr和Cr(VI)去除效果最好且不产生二次污染,清洗后Cr(VI)去除率达到99%以上,样品中Cr(VI)残余量在10mg/kg以下。(3)建筑废物中的水溶态铬和可还原态铬主要为六价铬,高浓度柠檬酸、高浓度盐酸和高浓度醋酸的处置效果好,可将将建筑废物中水溶态的六价铬洗涤溶解,还可将六价铬还原为其他形态存在的三价铬,导致水溶态铬和可还原态铬显著降低,尤以有机分子量更大的柠檬酸效果更佳。EDTA、柠檬酸、草酸、盐酸和醋酸的添加降低了建筑废物的pH值,在酸性条件下,上述药剂对酸可提取态Cr的去除效果均很好。建筑废物中可氧化态铬主要为三价铬,EDTA和柠檬酸的络合作用导致可氧化态的三价铬去除效果明显。柠檬酸对水溶态铬、酸可提取态铬、可还原态铬、可氧化态铬的去除效果均很好,是良好的建筑废物二次洗涤药剂,且柠檬酸是有机酸对环境无污染。(4)清洗工艺流程最终确定为一次水洗+二次0.3mol/L柠檬酸洗,清洗时间为10min,固液比为1:10。经试验验证,按此工艺流程清洗后样品的浸出液总Cr和Cr(VI)浓度低于处置目标限值,此工艺可行,本课题最终提出“水洗+柠檬酸洗”清洗工艺。
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