[发明专利]一种废水处理后产生的硅酸盐渣泥的处置方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废物处理技术领域，特别涉及对废水处理后产生的硅酸 盐渣泥的处置方法。

背景技术

粉煤灰、高炉渣等硅酸盐工业废渣，来源广泛，价格低廉，由于这些硅 酸盐废渣的富含氧化硅、铝、铁等多种活性组分，又具有多孔的结构，可通 过化学和物理途径对各种污染物进行吸附，且具有中和、混凝等能力；可有 效地去除某些工业废水中的有机物(TOC、COD)、色度、重金属、磷等化学物 质；因而，近年来粉煤灰、高炉渣等硅酸盐渣被广泛的用于印染、含油、制 药、造纸、焦化、重金属、氮磷等废水处理中，取得了良好的效果，也降低 了处理的成本。

废水中的有机物(TOC、COD)、NH₃-N主要被吸附去除；P被吸附或生成 磷酸钙而被去除；废水中的金属和重金属元素可被吸附去除，或被在废水作 用下硅酸盐工业废渣产生的可溶性硅酸或硅酸化学固定去除；故此类渣泥中 因为吸附或化学固定了有机物、重金属、金属、P、NH₃-N等污染物，需要对 其进行妥善处理处置；为避免废水处理产生的渣泥成为新的污染源，必须要 为其找到一个安全的处置或利用办法，一般的处置或利用方法为：a、填埋， 但其填埋成本高，安全填埋成本更高；b、作为建筑材料，如作为制砖原料， 但其存在生态风险；如中国专利CN1175927中将改性后的粉煤灰用作吸附剂 处理废水产生的渣泥用作制砖的原料，中国专利CN1760138A将粉煤灰用作吸 附剂处理矿井废水后产生的粉煤灰渣泥浓缩为作为建筑材料；但上述专利渣 泥的处置利用技术有其局限性，只能针对特定性质的废水处理产生的渣泥， 且最终处置利用为建筑材料时存在生态风险。

发明内容

本发明目的是提供一种废水处理后产生的硅酸盐渣泥的处置方法，一是 利用出钢后的高温熔融钢渣来无害化处置废水处理后产生的硅酸盐渣泥；二 是利用此类硅酸盐渣泥作为钢渣的调质剂，利用硅酸盐渣泥中存在的硅或铝 酸性化合物来调节钢渣碱度，降低钢渣中的游离氧化钙含量，消除钢渣体积 的不安定性。

本发明的技术方案为：一种废水处理后产生的硅酸盐渣泥的处置方法， 将废水处理后产生的硅酸盐渣泥干燥破碎，以1～10％的比例作为调质剂添加 到高温熔融的钢渣内。在高温熔融钢渣的熔融固化以及晶化过程中，硅酸盐 渣泥会融合到高温熔融钢渣中，在此过程中，一方面渣泥中吸附的有机物、 氨氮等被高温去除，重金属、P等被固化稳定，另一方面硅酸盐渣泥调节了 钢渣碱度，部分消除钢渣中的游离氧化钙，消除了其体积的不安定性。融合 了硅酸盐渣泥的高温熔融钢渣水淬冷却后可以再加以利用。

出钢后的钢渣呈熔融状态，温度大约在1600℃左右。将一定比例的废水 处理后产生的硅酸盐渣泥加入熔融的高温钢渣里，硅酸盐渣泥中吸附的有机 物、氨氮可被高温燃烧去除，磷可通过化学反应被固定在磷酸三钙及由五氧 化二磷、氧化镁、氧化铁、氧化锰等组成的各种复杂固溶体相中(如 MnO-Fe_xO_y-P₂O₅-MgO)。同时，硅酸盐废渣中吸附或化学固定的重金属部分被固 定在钢渣中，因熔融钢渣对重金属有较强的稳定束缚效果，在高温熔融钢渣 的熔融固化以及晶化过程中，一部分重金属组分与硅酸盐渣泥及钢渣中的 SiO₂、Al₂O₃、MgO、FeO等组分通过反应形成硅酸盐相、铁酸盐相等被固定在 钢渣中，构建了重金属与氧化物组分之间的紧密化学键，以Cr、Zn、Pb、Cd 等为例，在熔融固化过程中碱性硅酸盐材料吸附或化学固定的重金属可能发 生如下的化学反应：

MgO+Cr₂O₃——MgO·Cr₂O₃

FeO+Cr₂O₃——FeO·Cr₂O₃

ZnO+SiO₂——ZnSiO₃

CdO+Al₂O₃——CdAl₂O₄

PbO+SiO₂——Pb₂SiO₄