本发明专利技术公开了一种制革污泥热处理过程中铬的形态转化控制工艺，其特征在于包括以下工序：将含铬制革污泥至于可密闭的反应器中，通入保护气氛排尽氧气后，加热至450～1200℃，保护气流量每公斤污泥0～20L/min，热解10～180min，至制革污泥中所有有机质全部热解,停止加热，待反应器降温至150℃以下（以免空气中氧气氧化铬），取出制革污泥。本发明专利技术的优点在于：热解过程，制革污泥中Cr从可交换态、还原态、氧化态这三种形态定向的向残渣态转化，降低重金属对环境的影响；热解后，制革污泥中Cr主要以残渣态形式存在（残渣态比例≥66.67%），生物有效性低，环境风险小；热解后，制革污泥中Cr的可交换态比例在降低（<1%），环境风险降低，根据风险评价因子（RAC）评级标准，其对环境表现为无风险。
【技术实现步骤摘要】
-种制革污泥热处理过程中络的形态转化控制工艺
本专利技术属于工业固体废弃物处理领域，特别是一种制革污泥热解过程中铅的形态 转化控制工艺。
技术介绍
制革污泥是制革行业的一种固体废弃物，它是一种工业污泥。由于制革加工过程 中使用化盐为稼剂，其吸收率为70%左右，约30%的化随水体进入污泥中，所W制革污 泥富含H价铅盐。制革污泥中对农作物、水生生物W及人类均有不良影响，同时，在自 然环境中因为条件的改变，制革污泥中化有潜在生成化的危险，而化对环境的危害是 非常明显的。此外，制革污泥水分含量较高，有机物含量高，容易腐烂，发出恶莫，并同时含 有一定的病原微生物、寄生虫卵等，该些都会对环境造成一定的污染。 热处理包含焚烧和热解两种处理方式。焚烧一般在含氧的气氛中进行。热解一般 在真空环境或非氧不燃气氛巧日：氮气、氮气等气体）中进行。 制革污泥作为一种危险固废，其处置技术应具备减量化、稳定化和无害化的特点。 制革污泥具有可燃性。焚烧可大幅降低制革污泥的体积，破坏制革污泥中的病原体，并可W 回收一定的热能。在美国、日本、欧洲等很多国家都将危险固废用于焚烧发电，而新兴的工 业国家也越来越多是该么做的。随着人们对环保意识的增强，我国制革污泥的焚烧处理比 例会越来越大。制革污泥中富含重金属化，所W其在焚烧过程中重金属化的安全性是必须 关注的。 焚烧可W在富氧的气氛(气氛中氧气足W支持污泥的充分燃烧）或在缺氧的含氧 气氛(气氛中含有氧气，但是氧气量不足W支持污泥的充分燃烧）中进行。 由于制革污泥中化含量高达8500?25800 mg/kg (W干基计)，且均为化3+。化 并不是W离子态形式存在的，而是主要W与胶原纤维或其他蛋白质形成配位化合物(络合 物）的形式存在。该是制革污泥与一般城市污水污泥或其他工业污泥的主要区别之一。所 W，制革污泥热处理过程中重金属化的变化规律与城市污水污泥和其他工业污泥热处理 过程中重金属&的变化规律是不一致的。 制革污泥的焚烧处理过程中化的变化规律研究较多。目前，主要有W下几种： (一）制革污泥富氧焚烧 热处理过程会产生炉渣、飞灰和烟气。制革污泥单独或与煤混拼富氧焚烧时，焚烧温度 为500?90(TC，化在炉渣中的富集率为75%?92%，其余的散逸到飞灰中，同时焚烧过程 会使一部分化氧化为高毒性的化 6+，提高了环境风险；飞灰中总铅、六价铅含量均高于炉 渣，说明其环境风险高于炉渣。采用高温烙融方法有利于降低炉渣和飞灰中重金属化的渗 滤浓度。（参见费振伟.制革污泥的焚烧特性及20吨/天危废焚烧示范工程研究巧].杭 少H :浙江大学，2010.) 焚烧温度和焚烧停留时间是影响炉渣中重金属化含量的重要因素(参见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.)。在焚烧温度500?90(TC之间，制革污泥中的重金属&挥发随温度 的升高和污泥中氯化物含量的增加而增加（参见Xu-guang Jiang,化un-yu Li,化en-wei Fei, et al. Combustion characteristics of tannery sludge andvolatilization of heavy metals in combustion[J]. J Zhejiang Univisity-Science A (Applied Physics & ^igineering), 2010，11 (7): 530-537.)。 制革污泥与煤混拼燃烧有利于提高燃烧性能，惨入比在6%?30%较为合理(参见 夏凤毅，赵由才，唐平.制革污泥焚烧特性及焚烧过程中重金属挥发控制研究[J].环 境科学学报，2011，3U6): 1270-1276.和舒展，许绿丝.制革污泥与煤惨烧的试验 研究[J].能源与环境，2007，6: 17-19.)。惨烧制革污泥(其中铅含量为2000mg/kg，W 干基计）后铅在炉渣中的含量增加，总铅为62. OOmg Ag,六价铅为24. 60mg Ag,但飞灰中 的总铅含量为Hlmg / kg,六价铅53. 60mg Ag (参见杨裕泰.燃煤锅炉惨烧制革污泥试 验[J].北京节能，2000,(1): 35-36.)。 (二）制革污泥缺氧焚烧 S. Swarnalatha等人在馬:化=90:10 (V/V)气氛下，采用800°C温度对制革污泥进行 催化热解，热解过程化未转化为化6+。炉渣的渗滤特性分析表明，炉渣中浸出化浓度 不超过 2.05mg/L。（参见：（1)S. Swarnalatha, M. Arasakumari, A. Gnanamani, et al. Solidi円cation/stabilization of thermally-treated toxic tannery sludge[J]. Journal of Qiemical Technologyand Biotechnology, 2006, 81 (7): 1307-1315. ; (2) 粪英编译.热处理有毒制革污泥的固化/稳定化[J].西部皮革，2008，30(14): 47-53. ；(3) S. Swarnalatha, K. Ramani, A. G. Karthi, et al. Starved air combustion -solidification/stabilization of primarychemical sludge from a tannery[J]. Journal of Hazardous Materials B, 2006, 137: 304-313.) W上制革污泥焚烧的研究表明：在焚烧处理过程中，制革污泥中化主要富集在炉渣 中，少量分布在飞灰中。飞灰中化含量高于炉渣，所W其环境风险高于炉渣。W上研究对 重金属化的分析均采用全量（即总量，下同）分析，少量涉及渗滤特性分析，未涉及化的形 态分析。 重金属对环境的影响和全量有关。但是，重金属对环境的作用由一系列复杂的物 理、化学和生物过程决定，其生物化学活性、迁移性及毒性主要取决于金属存在形态。重金 属的不同形态对环境表现出不同的生物毒性和环境行为，对环境的影响也是不同的。 BCR (European Community Bureau of Reference)法是常见的重金属形态分析方 法，它将金属形态分为可交换态、还原态、氧化态和残渣态。重金属各形态危险性排序为可 交换态〉还原态〉氧化态〉残渣态。可交换态主要是可直接交换吸附的金属离子或与碳酸 盐形式结合的金属离子，对环境敏感，易释放，迁移性强，可W被生物直接利用，对环境风险 最高；还原态主要是与无定型的铁猛氧化物和水化氧化物结合在一起的金属离子，属于较 强的离子键结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制革污泥热处理过程中铬的形态转化控制工艺，其特征在于包括以下工序：将含铬制革污泥置于可密闭的反应器中，通入保护气氛排尽氧气后，加热至450～1200℃，继续通入保护气氛，该阶段通入的保护气流量每公斤污泥0～20L/min，热解10～180min，至制革污泥中所有有机质全部热解,停止加热，待反应器降温至150℃以下，以免空气中氧气氧化铬，取出热解后的制革污泥，该热解后的制革污泥中Cr的残渣态比例≥66.67% ，可交换态比例<1%，且以Cr2O3和Cr5O12形式存在。
【技术特征摘要】
1. 一种制革污泥热处理过程中铬的形态转化控制工艺，其特征在于包括以下工序： 将含铬制革污泥置于可密闭的反应器中，通入保护气氛排尽氧气后，加热至450? 1200°C，继续通入保护气氛，该阶段通入的保护气流量每公斤污泥0?20L/min，热解10? 180min，至制革污泥中所有有机质全部热解，停止加热，待反应器降温至150°C以下，以 免空气中氧气氧化铬，取出热解后的制革污泥，该热解后的制革污泥中Cr的残渣态比例 彡66. 67%，可交换态比例〈1%，且以Cr203和Cr5012形式存在。2. 根据权利要求1所述的一种制革污泥热处理过程中铬的形态转化控制工艺，其特征 在于：所述的保护气氛应为不燃气体、惰性气体、以及不燃气体和惰性气体的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周建飞，石碧，廖学品，张文华，曹明蓉，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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