[发明专利]一种矿化垃圾中重金属固定化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾处理领域，涉及一种老垃圾填埋场中矿化垃圾中重金属固定化的方法，具体涉及一种利用固化剂促进老垃圾填埋场中矿化垃圾中重金属固定化的方法。

背景技术

在生活垃圾焚烧和填埋处置工艺中，填埋工艺凭借其建设投资和运行成本低的经济优势，目前在世界上许多国家得到了广泛应用，成为发展中国家生活垃圾的主流处置方式。在国土面积较大的发达国家中，也有许多国家采用卫生填埋方法。根据我国目前的经济现状和未来的发展趋势，在今后相当长的时间里，卫生填埋仍然是我国处理生活垃圾最重要的方法之一。近年来随着我国城市化进程的加快，位于城郊的垃圾堆场迅速被新建的城区所包围，原有垃圾堆场的搬迁和生态修复迫在眉睫。经调查统计，截至到2008年底，北京市18个区县垃圾积存量在200吨以上的非正规垃圾填埋场共有1011处，这些垃圾填埋场以生活垃圾和建筑垃圾为主，总积存量约8000万吨，占地2万亩。

填埋场生活垃圾稳定化进程是一个复杂而又漫长的物化和生化作用过程，一般持续几十甚至上百年。其中，填埋垃圾的微生物降解作用占主导地位。因而，填埋场稳定化进程实质上是填埋圾的生物降解过程。生活垃圾进入填埋场后，其中可降解有机物在微生物作用下降解转化为简单的有机、无机小分子物质，即垃圾的矿化；而部分难降解物则转化为垃圾层中的复杂有机组分——腐殖质，即垃圾的腐殖化。在以上垃圾的矿化和腐殖化过程中，其产物一部分溶解到水中以液态形式排出(即渗滤液)，一部分以气态形式溢出(即填埋气)，剩余部分则滞留在场内，从而实现垃圾填埋场的稳定化。当垃圾填埋场内可降解的有机组分达到矿化，渗滤液水质基本保持不变，垃圾层基本上无气体产生，场地表面沉降自然停止时，即认为填埋场达到稳定化状态，即矿化垃圾。将矿化垃圾挖出并筛分后可得到建筑垃圾、腐殖土及塑料或泡沫等。建筑垃圾可进行回填，塑料或泡沫可进行焚烧。而开采出来的稳定化垃圾经分选等预处理后，可进一步进行资源化利用，如作为填埋场覆盖材料、园林肥料、加工成建筑材料等。然而矿化垃圾中含有As，Cd，Cr，Hg，Cu，Zn等有毒的重金属，不能直接填埋或资源化利用，必须处理后达到国家标准规定的控制指标后，方可进入填埋或后续利用。尽管垃圾中重金属在矿化过程中经历酸化浸出过程，但在整个填埋场中仍有一部分垃圾中酸化程度较低，重金属的浸出并不完全。譬如有机质含量低的工业固废倾倒区，大量的电池、电路板存在的区域。在这些区域中历经数年后的垃圾，重金属含量及浸出毒性仍可能处于超标的情况。因此，如何发现这部分重金属超标的垃圾仍是一个亟待解决的问题。

重金属的固定化主要包括水泥固化、螯合剂稳定化、压缩固化、烧结固化、熔融玻璃化等类型。水泥固化是通过在飞灰中加入硅酸盐水泥形成类似岩石的高强度块状物，水泥中高碱度的氢氧基可将重金属转变成氢氧化物等低溶解性物质，从而将重金属截留，反应形成的硅酸钙、铝酸钙等水合物胶体，随时间逐渐硬化最终形成结晶状态，将重金属离子包覆，形成稳定结构同时达到固化体的最终强度。水泥固化技术处理费用较低，系统成熟易于操作，然而固化/稳定化产物的增容比大，也会降低水泥固化法成本低廉的相对优势。高温熔融固化，是利用高于物质熔点的温度使焚烧飞灰达到熔融状态，熔融液冷却后形成的稳定熔渣可作为路基材料或实现资源化利用，其缺点是处理的代价较高。

矿化垃圾与飞灰、土壤、粉尘、污泥等的性质具有一定的差别，因此飞灰、土壤、粉尘、污泥的处理技术并不完全适用于矿化垃圾。由于矿化垃圾产生量相对较小，尚未引起足够的重视，有针对性的处理技术也非常匮乏。如何妥善处理与处置矿化垃圾中重金属，达到污染控制的目标，是亟待解决的科技难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种工艺简单、操作方便、投资少、成本低、处理周期短、处理效果好、可实现简易垃圾垃圾填埋场矿化垃圾中重金属固定的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：

一种矿化垃圾中重金属固定化的方法，包括以下步骤：

S1：确定不同区域的矿化垃圾中重金属分布及含量的情况，筛分出重金属污染矿化垃圾；

S2：往所述重金属污染矿化垃圾中加入重金属固化剂进行固定化反应，然后静置，完成对重金属的固定化处理。

上述的方法中，优选的，所述步骤S2中，所述重金属固化剂为有机材料、无机材料或有机-无机复合材料。

上述的方法中，优选的，所述有机材料为甲壳素、腐殖质、秸秆和高碳肥中的一种或多种；所述无机材料为石灰和/或沸石；所述有机-无机复合材料为乙二胺四乙酸二钠与沸石的复合材料。