一种靶向螯合剂及处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥的方法

技术领域

本发明涉及一种靶向螯合剂及利用该靶向螯合剂处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥的方法。

背景技术

垃圾渗滤液经反渗透膜或纳滤膜截留后得到的残余浓缩液呈棕黑色，COD高，且含有大量无机离子，不适用于生物降解，回收利用价值不高。目前，大多采用蒸发技术对残余浓缩液进一步减量化处理，但蒸发后仍有2％-10％的高倍浓缩液盐泥，其含水率为10％～80％，波动范围极大，在含水率超过40％时，常因其中的有机与无机成分高倍浓缩而呈黏稠盐泥状，这种浓缩液盐泥需要通过水泥窑、垃圾焚烧厂或燃煤电厂的联合处置，但是由于其含水率高，总量大，通过水泥窑方式处理能耗高，采用焚烧等方式处理会影响发电量，同时由于盐泥中氯含量高还会导致炉膛及烟道的腐蚀，因此垃圾渗滤液膜处理后盐泥处置问题越来越突出，亟待解决。

水泥基固化是经济可行的浓缩液盐泥处理技术，但是由于浓缩液盐泥成分的特殊性，常常会遇到操作控制困难、产品浸出率高、对部分重金属螯合效果差、固化体稳定性差等问题。另外，现有浓缩液盐泥处理技术中还存在以下缺陷：(1)固化体含水率偏高，超过50％，存在固化填埋后的强度减弱，渗滤液量大等风险；(2)添加剂或/和稳定剂添加量较大，超过40％，不利于成本控制；(3)通过物理吸附和络合等方式固定有害重金属，无法有针对性地实现填埋后易发生迁移的有害重金属的化学稳定化，无法有针对性地处理填埋后易发生迁移的有害重金属，长远来看存在较高的渗出风险。因此，获得一种成本低廉、使用方便、适用性广、螯合效果好的靶向螯合剂，对于实现浓缩液盐泥的有效处理具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低廉、使用方便、适用性广、螯合效果好的靶向螯合剂，还提供了一种处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥的方法，该方法利用靶向螯合剂对浓缩液盐泥进行处理，能有效结合垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥中的重金属及有机物，使它们被固定在固化体中，从而达到无害化、稳定化的目的，有效解决了垃圾填埋场渗滤液膜处理后蒸发浓缩液的去处问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种靶向螯合剂，所述靶向螯合剂按重量份计包括以下组分：

所述螯合剂A包括组分A和EDTA；所述组分A为磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸三钠中的至少一种；

所述螯合剂B包括组分B和水；所述组分B为聚丙烯酸、羟基乙叉二膦酸和二乙基二硫代氨基甲酸钠中的至少一种；

所述稳定剂包括组分C和组分D；所述组分C为硫化钠、硫化钙、多硫化钙中的至少一种；所述组分D为硅酸钠、丙烯酸钠、三聚氰胺中的至少一种。

上述的靶向螯合剂，进一步改进的，所述螯合剂A中组分A和EDTA的重量比为4～8∶3～12。

上述的靶向螯合剂，进一步改进的，所述螯合剂B中组分B和水的重量比为3～7∶13～17。

上述的靶向螯合剂，进一步改进的，所述稳定剂中组分C和组分D的重量比为2～3∶16～20。

上述的靶向螯合剂，进一步改进的，所述固化剂为水泥。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥的方法，所述方法是采用上述的靶向螯合剂对浓缩液盐泥进行处理。

上述的方法，进一步改进的，包括以下步骤：

S1、将垃圾焚烧飞灰、固化剂、螯合剂A混合，搅拌，形成混合料A；将浓缩液盐泥、螯合剂B混合，搅拌，形成混合料B；

S2、将步骤S1中得到的混合料A、混合料B和稳定剂混合，搅拌，形成混合料C；

S3、将步骤S2中得到的混合料C进行养护，形成固化体。

上述的方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述浓缩液盐泥、螯合剂B的质量比为140～300∶5～16；所述浓缩液盐泥的含水量为10％～80％。

上述的方法，进一步改进的，所述混合料A的形成过程中搅拌的时间为2min～5min；所述混合料B的形成过程中搅拌的时间为5min～10min；所述混合料C的形成过程中搅拌的时间为5min～15min；所述养护的时间为4天～6天。

上述的方法，进一步改进的，还包括以下步骤：将固化体进行填埋处理。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明提供一种靶向螯合剂，选用对重金属捕收性能强的聚丙烯酸、羟基乙叉二膦酸和二乙基二硫代氨基甲酸钠混合物和无机螯合剂磷酸钠/三聚磷酸钠/六偏磷酸三钠复合，提高靶向螯合剂对重金属元素的螯合性能和稳定性，通过外加硫化钠和/或硫化钙和/或多硫化钙，提高靶向螯合剂对重金属离子的选择性，从而降低螯合剂用量，加入硅酸钠、丙烯酸钠、三聚氰胺作为稳定剂，提高浆体的分散性能，促进螯合剂和重金属离子的接触。本发明靶向螯合剂具有成本低廉、使用方便、适用性广、螯合效果好等优点，可广泛用于处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥，能够实现对浓缩液盐泥的无害化、稳定化的目的，有着很高的使用价值和很好的应用前景。

(2)针对垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥成分复杂，有机质、无机盐以及重金属含量高等特点，本发明还提供了一种利用靶向螯合剂处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥的方法，通过利用靶向螯合剂对浓缩液盐泥进行处理，能够有效结合垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥中的重金属及有机物，使它们被固定在固化体中，所得固化体具有含水率低、抗压强度高、稳定性好、添加剂和/或稳定剂的用量少、无二次污染等优点，从而达到无害化、稳定化的目的，有效解决了垃圾填埋场渗滤液膜处理后蒸发浓缩液的去处问题。本发明中，采用分步投加药剂，有针对性地完成对具有不同性质重金属元素的依次稳定化，避免了碱金属/碱土金属元素的干扰，提高了药剂的利用效率。同时，通过有机和无机多组分协同，强化对垃圾焚烧飞灰和盐泥中的重金属的螯合，高效实现对垃圾焚烧飞灰和的浓缩盐泥稳定化处理，保证浸出液污染物浓度达标。本发明对待处理的浓缩盐泥含水率的要求低(10～80％)，并可通过调整配水的添加量实现固化体成型；同时，本发明对圾焚烧飞灰的添加量(50～70％)适用范围广；本发明中，利用垃圾焚烧飞灰协同固化时固化剂及稳定剂添加量低于30％，而单独固化时固化剂及稳定剂添加量低于40％。此外，本发明涉及的原料易溶于水、制备方法简单、用量小、处理成本低廉，易于推广。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1为本发明实施例1中处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。本发明的实施例中，若无特别说明，所采用的工艺为常规工艺，所采用的设备为常规设备，且所得数据均是三次以上试验的平均值。

实施例1

一种靶向螯合剂，按重量份计包括以下组分：

本实施例中，螯合剂A包括组分A和EDTA，组分A为磷酸钠和三聚磷酸钠，其中磷酸钠、三聚磷酸钠和EDTA的重量比为1∶1∶2。

本实施例中，螯合剂B包括组分B和水，组分B为聚丙烯酸(PAA)和羟基乙叉二膦酸(HEDP)，其中聚丙烯酸、羟基乙叉二膦酸和水的重量比为2∶2∶21。

本实施例中，稳定剂包括组分C和组分D，组分C为硫化钠和多硫化钙，组分D为丙烯酸钠和三聚氰胺，其中硫化钠、多硫化钙、丙烯酸钠和三聚氰胺的重量比为1∶1∶4∶14。

本实施例中，固化剂为水泥。

一种处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥的方法，具体为采用上述本发明实施例1中的靶向螯合剂对浓缩液盐泥进行处理，其处理工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：

(1)将2000g垃圾焚烧飞灰、280g水泥和9g螯合剂A投入干料混合器中混合，搅拌3min，形成固体混合料A。

(2)将300g垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥(简称浓缩液盐泥，含水率为45％)和24g螯合剂B投入湿料混合器1中混合，搅拌5min，形成混合料B。

(3)将步骤(1)中的固体混合料A、步骤(2)中的混合料B和15g稳定剂投入湿料混合器2混合，搅拌5min，形成均匀的浆状固液混合料C。

(4)将浆状固液混合料C放入模具中，养护4天，形成固化体。

本实施例中，养护后得到的固化体的含水率为27.1％，稳定剂和固化剂用量低于圾焚烧飞灰质量的30％，增容比约为1.2。抗压强度≥1.0MPa，有害物质的浸出毒性满足生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2008)的要求，如表1所示，因而该固化体可放置在垃圾填埋场的制定区域存放或填埋。

表1实施例1的固化体中污染物浓度值与排放限值(单位(mg/L))

实施例2

一种靶向螯合剂，按重量份计包括以下组分：

本实施例中，螯合剂A包括组分A和EDTA，组分A为磷酸钠和三聚磷酸钠，其中磷酸钠、三聚磷酸钠和EDTA的重量比为5∶9∶6。

本实施例中，螯合剂B包括组分B和水，组分B为聚丙烯酸(PAA)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)和二乙基二硫代氨基甲酸钠，其中聚丙烯酸、羟基乙叉二膦酸、二乙基二硫代氨基甲酸钠和水的重量比为2∶3∶1∶14。

本实施例中，稳定剂包括组分C和组分D，组分C为硫化钠和多硫化钙，组分D为丙烯酸钠和三聚氰胺，其中硫化钠、多硫化钙、丙烯酸钠和三聚氰胺的重量比为1∶1∶4∶14。

本实施例中，固化剂为水泥。

一种处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥的方法，具体为采用上述本发明实施例2中的靶向螯合剂对浓缩液盐泥进行处理，包括以下步骤：

(1)将2000g垃圾焚烧飞灰、480g水泥和16g螯合剂A投入干料混合器中混合，搅拌3min，形成固体混合料A。

(2)将280g垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥(简称浓缩液盐泥，含水率为70％)和32g螯合剂B投入湿料混合器中混合，搅拌5min，形成混合料B。

(3)将步骤(1)中的固体混合料A、步骤(2)中的混合料B和32g稳定剂投入湿料混合器混合，搅拌5min，形成均匀的浆状固液混合料C。

(4)将浆状固液混合料C放入模具中，养护6天，形成固化体。

本实施例中，养护后得到的固化体的含水率为28.1％，稳定剂和固化剂总用量低于圾焚烧飞灰质量的50％，增容比为1.5，抗压强度≥1.0MPa，有害物质的浸出毒性满足生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2008)，如表2所示，因而该固化体可放置在垃圾填埋场的制定区域存放或填埋。

表2实施例2的固化体中污染物浓度值与排放限值(单位(mg/L))

实施例3

一种靶向螯合剂，按重量份计包括以下组分：

本实施例中，螯合剂A包括组分A和EDTA，组分A为磷酸钠，其中磷酸钠和EDTA的重量比为1∶3。

本实施例中，螯合剂B包括组分B和水，组分B为聚丙烯酸(PAA)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)和二乙基二硫代氨基甲酸钠，其中聚丙烯酸、羟基乙叉二膦酸、二乙基二硫代氨基甲酸钠和水的重量比为2∶3∶1∶14。

本实施例中，稳定剂包括组分C和组分D，组分C为硫化钠，组分D为三聚氰胺，其中硫化钠、和三聚氰胺的重量比为1∶9。

本实施例中，固化剂为水泥。

一种处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥的方法，具体为采用上述本发明实施例2中的靶向螯合剂对浓缩液盐泥进行处理，包括以下步骤：

(1)将220g水泥和6g螯合剂A投入干料混合器中混合，搅拌3min，形成固体混合料A。

(2)将600g垃圾渗滤液膜滤浓缩液盐泥(简称浓缩液盐泥，含水率为60％)和10g螯合剂B投入湿料混合器中混合，搅拌5min，形成混合料B。

(3)将步骤(1)中的固体混合料A、步骤(2)中的混合料B和4g稳定剂投入湿料混合器混合，搅拌5min，形成均匀的浆状固液混合料C。

(4)将浆状固液混合料C放入模具中，养护6天，形成固化体。

本实施例中，养护后得到的固化体的含水率为28.4％，抗压强度≥1.0MPa，有害物质的浸出毒性满足生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2008)，如表3所示，因而该固化体可放置在垃圾填埋场的制定区域存放或填埋。

表3实施例3的固化体中污染物浓度值与排放限值(单位(mg/L))

以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。