一种直流电与重力结合对工厂废渣脱水除污的装置与方法与流程

文档序号:16582355发布日期:2019-01-14 18:04阅读:169来源:国知局

本发明涉及一种工厂废渣脱水除污的装置与方法,特别涉及结合直流电和重力对工厂废渣进行处理,属于工业废渣处理技术领域。



背景技术:

一些工业在生产过程中,排弃含污染物的、渗透系数低于10-4cm/s的高含水量细颗粒废渣,这些废渣通常为流动态或流塑态。其中,有些废渣因含有一些不良成分影响其资源化利用,例如,碱厂排弃的碱渣,其中含有氯盐,影响其资源化利用;而有些废渣则是对环境有危害的废渣,其所含污染物又可分为有机物污染物和无机物污染物两大类,而各类污染物又分为多种不同的种类,例如:无机物污染物中有重金属污染物,重金属污染物又根据所含重金属的不同而不同。目前,大多是将这些废渣运至填埋场堆存。这种处理方式占用土地,不可持续,且对环境仍然存在潜在威胁。随着国家对环境保护管控越来越严格,废渣堆存的成本会越来越高。例如,填埋场用地不可能无限扩张,不久的将来,将面临填埋场饱和,废渣无处堆弃的局面。此外,国家对自然资源的开采的管理也越来越严格,获取自然资源的代价也越来越高。而有些废渣如果将其中的不良物质去除,就可能成为原材料自然资源的替代品。

欲将这类工业废渣无害化处理或资源化利用,都必须去除废渣中有害物质,并脱水到适当的含水率。如果可以在工厂生产线的废渣排出口处,对废渣泥浆进行脱水、对有害物质进行脱除,使运出厂外的废渣无害化,甚至资源化,则不仅有利于社会,也有利于企业本身。与填埋场不同来源混杂堆放的废弃物不同,工厂生产线废渣排出口处的废渣成分相对单纯,因此在工厂生产线废渣排出口处对废渣进行脱水和脱污处理,比在填埋场进行处理,将大幅度降低废渣处理成本。

目前,对于这类大体量含污染物的、低渗透性、高含水量的流动态或流塑态废渣泥浆,尚无经济有效的脱水除污方法。本发明针对工厂生产线排出的低渗透性、高含水率、含污染物的废渣,提出了一种直流电场与重力结合的废渣脱水除污的装置与方法;该装置与方法也可以仅用于废渣除污。



技术实现要素:

当给水饱和的细颗粒废渣施以适当的直流电场,在电场作用下,至少产生两种作用:1)细颗粒废渣中的水分,会在电场的作用下向电极迁移而可被排出;2)细颗粒废渣中的有害物质向电极迁移而可被清除;

细颗粒废渣中有害物质向电极迁移有如下机理:1)废渣中的带电粒子会向与其电性相反的电极迁移,从而将带电的污染物(如:重金属)清除出污泥;2)细颗粒废渣中的水会向电极迁移,水的流动会带着微小的中性粒子向电极迁移,从而将一些无极性的微粒(如:油污等)从废渣中清除;3)在电极处发生水的电解,产生氢离子和氢氧根离子;通过适当的方法可以调控细颗粒废渣中的化学反应环境,使原来吸附于细颗粒废渣的污染物解吸,或使原来不溶的污染物转变为可溶物质,从而在上述两种作用下被清除出细颗粒废渣。

水饱和的细颗粒废渣在低于其承载力的持续压力驱使下,其中的水分会逐步排出;排水的速率与其排水路径的长度呈负指数相关关系。如在细颗粒废渣中设置较多的排水通道,缩短排水路径就可大幅度提高排水速率,在相同时间内排出更多的水分。而废渣水分的排出、孔隙量减少,反过来增加了废渣的承载力,进而可以承受更多的上覆压力,可以进一步增加上覆废渣堆重;而堆重的增加又进一步提高了下层废渣的排水量和承载力。如此循环,逐步增加废渣堆高,可以使废渣在较大的堆高作用下,利用自身重力实现废渣的脱水。

本技术就是利用直流电场同时具有脱水和除污的这两种作用,将既可以导电又可以通水的电极置于废渣泥浆中,在废渣中建立直流电场,同时通过电极注入适当的液体以调控废渣中的化学反应环境,并使迁移至电极的污染物被电极中流出的液体带出,实现使废渣同时脱水和除污的双重目的。

当废渣在直流电场作用下已经完成除污、并完成部分脱水,使废渣从流动态或流塑态转变为流塑态或软塑态后,为节省能耗,利用废渣自重实现进一步的脱水;将一组渗滤型排水通道以一定的间隔水平布置形成一排水通道层,将该水平排水通道层与一定厚度的废渣相间逐层堆积至设计给定的高度,以缩短废渣中排水路径并利用废渣的自重,使废渣在其上逐步增长的废渣重力作用下继续脱水。此外,由于随着废渣的脱水,其承载力随之增加,进而又可以承受更大压力,因此可以不断的堆筑废渣,这种方式可以使废渣堆高大幅度提升,大幅度减少堆存占地。

本发明提出的一种直流电与重力结合对废渣脱水除污的装置与方法,其特征在于:在工厂生产线废渣排出口处,将废渣导入箱仓中;将既可以导电又可以通水的电极,按设计的方式置于废渣中;通过电极在废渣中施加直流电场,并通过电极注入设计给定的适当液体;在电场作用下,废渣中所含污染物向电极迁移,并被液体经电极的通水管路带出,从而实现废渣中污染物的清除;同时,废渣中的水分也向电极迁移,从电极的通水管路排出,从而减少废渣中水分。当废渣中污染物浓度达到设计提出的清除标准,且含水量达到设计要求后,将废渣运至堆场;将一组平行、按一定间隔水平布置的渗滤型排水通道构成的与外界连通的排水通道层,将该排水通道层与一定厚度的废渣层按设计给定的间距相间叠摞至设计给定的高度,在废渣堆筑体中形成众多均匀分布的排水通道,以缩短废渣中排水路径。在上覆废渣重力的驱使下,废渣中的水进一步从排水通道排出,直至达到设计给定的脱水要求。

本发明提出的一种直流电与重力结合对工厂废渣脱水除污的装置其特征为:在箱仓中布置有既可以导电又可以通水的电极。所述的既可以导电又可以通水的电极包括以下构型:

1、由导电材料制成的管,管壁按设计的间隔和孔径带有可透水的小孔,小孔的几何形状不限,孔的直径或短边尺寸为0.1~20mm,小孔的总面积占管壁表面积的比例为5%~85%;管的横截面形式不限;

2、在导电材料线材(索、扁带、筋、管等)外套水管构成,其截面形式不限;其中水管管壁按设计的间隔和孔径带有小孔,小孔的几何形状不限,孔的直径或短边尺寸为0.1~30mm,小孔的总面积占管壁表面积的比例为5%~75%;

3、在1或2所述构型的基础上增加一层离子交换膜或滤层而构成;

4、在1或2所述构型的基础上再外包滤层和离子交换膜构成。

其中:

1、导电材料为公知的各种导电材料,包括但不限于:碳纤维、各种耐腐蚀的金属材料、石墨、导电聚合物,由碳纤维、各种金属材料、石墨等的一种或多种与聚合物复合构成的导电体。

2、水管为公知的各种不导电水管,包括但不限于:塑料管、各种不导电纤维材料编织成的管;可以是能够保持特定截面形状的管,也可以是截面形状不固定的管。

3、离子交换膜包括公知的阴离子型或阳离子型或两性离子型的离子交换膜;分别用于阳极和阴极,以限制特定离子从电极向外扩散或聚集于电极。调控电场的电化学环境。离子交换膜类型选择,根据废渣性质、污染物种类由设计确定。

4、滤层为公知透水的柔性材料,包括但不限于:无纺布、植物纤维织成的布、化学纤维织成的布等;滤层是防止废渣细颗粒进入到电极。

所述既可以导电又可以通水的电极其特征是:可以是u型或是直通型。所述u型电极可以是由前述四种构型的电极弯折成u形(下称ua型电极);也可以是由前述四种构型的电极仅构成u型的一半,将管壁密闭的水管与之连接构成u型的另一半(目的是:导电材料可以深入到拟清除污染物的深度,以保证在该深度范围内形成均匀电场;而u型水管保证其中液体的输入和流出;下称ub型电极)。所述直通型电极又有za型电极和zb型电极。za型电极由前述电极构型中第2或第3或第4构型中导电线材为管的电极构成,将电极的外套水管下端封闭,导电材料管下端与外套水管下端之间流留出导水间隙,导电材料管与外套水管上端密封,并分别引出导水口。如此制成的za型电极在植入废渣后,当向导电材料管的导水口注入液体时,液体可以从外套水管的导水口流出,反之亦然。zb型电极可由前述4种电极构型的任意一种电极构成,将电极中的导电材料管或水管上端密封并引出导水口即可。在某些废渣的除污脱水过程中,对某一电极只需要注入液体、或只需要排出液体,而不需要构成液体的输入与输出完整的回路时,则可以使用zb型电极。将每个u型电极或za型电极的两个端口分别与进水管和排水管连接,zb型电极可以只接进水管或只接排水管。

所述既可以导电又可以通水的电极也可以是将多个前述的四种构型的u型电极和直通型电极按设计的间隔平行排列组成的排型,排型电极中的各支电极并联连接于电源的同一极性,各支电极的一个端口连接于同一进水管,另一端接同一出水管(直通型电极可以只接进水管或只接排水管)。排型电极中各支电极可以是竖向排列,也可以是横向排列。

所述一种工厂废渣脱水除污的装置其特征为:所述箱仓为顶面开放、其余五面封闭的矩形容器,其五个封闭面的壁板内外之间是不导电的(或壁板是由不导电材料制成,或五个壁板的内壁覆盖有不导电层)。箱仓尺寸以便于运输为宜,例如可以是各种型号的集装箱大小,便于汽车运输。此外,箱仓的侧壁板可以是可活动的以便于仓中废渣的倾倒卸除。既可以导电又可以通水的u型电极和直通型电极在箱仓中布置,各电极连接电源极性的排列方式包括但不限于以下三种:1)一行电极接电源的同一极性,相邻行的电极接电源的相反极性;2)一行电极接电源的同一极性(下称为a组电极),一行电极中的相邻电极分别接电源的相反极性(下称为b组电极),a组电极和b组电极间隔排列;3)每一行电极的相邻电极分别接电源的正极和负极,每列电极的相邻电极也分别接电源的正极和负极,即在水平面内任意电极与的相邻电极分别接电源的正极和负极。各行电极与其它各行电极可以一一对齐,即电极形成正方形排列;也可以相邻行的电极平行错开一定距离,例如,可以错开间隔的一半距离,使电极形成三角形排列。各排型电极按设计的间隔平行排列,相邻排的电极分别连接电源的相反极性,且相邻排的电极中的各支电极也须平行排列。电极间隔一般在0.2m~1m,根据废渣的含水率、渗透性和污染物种类等物理化学性质和废渣处理目的,经试验由设计确定。电极插入废渣的范围和深度由箱仓尺寸决定,电极插入的范围和深度应保证其产生的电场范围能够覆盖全部废渣。在箱仓内,可以全部使用同一种电极,也可以接直流电正极的电极采用一种电极、接直流电负极的电极采用另一种电极。将各连接电源正极的电极的进水管a连接于通向供液源a的进水总管a,将连接电源负极的电极的进水管负a连接于通向供液源负a的进水总管负a;将连接电源正极的电极的排水管a连接于通向蓄液池a的排水总管a;将连接于电源负极的电极的排水管负a连接于通向蓄液池负a的排水总管负a。

所述直流电,电压为40v~300v,正负极电压梯度为0.3v/cm~3v/cm;所施加的电压可以是持续稳定的电压,也可以是间歇供给的电压。可以是整个过程采用一种供电方式,也可以在不同阶段采用不同的供电方式。根据废渣物理化学性质经现场试验由设计确定。

本发明的一种直流电与重力结合对工厂废渣脱水除污的装置与方法所述的废渣是颗粒粒径符合中华人民共和国国家标准gb/t50145中对细粒土的规定、渗透系数低于10-4cm/s的、流态或流塑态或软塑态的含有污染物的细颗粒散体。所含污染物可以是有机污染物(包括但不限于以下的一种或多种:汽油、柴油,pah多环芳香烃,嵌二萘、石碳酸、五氯苯酚、石油烃、菲、tce三氯乙烯,十五碳二元酸、pec氯化聚乙烯、染料、六氯丁二烯、btex苯系物,苯、甲苯、乙烯、二甲苯等),也可以是无机污染物(包括但不限于以下的一种或多种:铅、铬、镉、钴、铯、铜、汞、镍、镁、钼、锌、铀、钍、镭、锶、锑等重金属、卤化物、砷as、磷、磷酸盐、硝酸盐、氟等)。

所述供液管注入的液体可以是淡水;也可以是用公知的酸(包括但不限于乙酸、柠檬酸等有机酸,盐酸、硫酸等无机酸)构成的溶液,用于调整阴极中液体的ph值;也可以是用公知的碱(包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铵等,以及小苏打等碱式盐)构成的溶液,用于调整阳极中液体的ph值;也可以是加入了公知的表面活性剂(包括但不限于sds十二烷基硫酸钠等阴离子型表面活性剂、dah十二烷基次氯酸氨等阳离子型表面活性剂,以及bril30聚氧化乙烯等非离子型表面活性剂)、络合物和螯合物(包括但不限于羟丙基-β-环糊精、氢氧化铵、edta乙二胺四醋酸、nta次氮基三乙酸(脂)、egta(乙二醇双四乙酸、四乙酸、乙二醇双醚四乙酸等)、dtpa(二乙烯三胺五乙酸、二乙三胺五乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、二乙三胺五醋酸)、dcyta乙酸等)构成的溶液,用于和污染物结合使之易于随液体移动。例如:将sds输入阴极用于含柴油的废渣的除污,将羟丙基-β-环糊精输入阴极用于含菲废渣的除污,在阳极中加入表面活性剂十二烷基硫酸盐可以清除废渣中的六氯丁二烯。

所述供液管注入的液体成分,根据废渣成分经试验由设计确定。向电极中注入适当液体,一方面是为了将聚集于电极的污染物带出;另一方面是可以调谐电场中的电化学环境。注入的液体可以是淡水,也可以是能够与废渣中污染物通过酸碱中和、络合、螯合、解吸附等化学反应使污染物形成所希望成分或状态的液体。水管管径、水压、水量经试验由设计确定,可根据测试排出水的离子浓度含量及设计给出的指标调整水量。

所述的渗滤型排水通道指可以滤除废渣细颗粒、只允许水分渗入并可以流通的排水通道,包括但不限于以下几种构型:自身带有细密微孔的透水管、带有滤层的管壁有透水孔的水管、市售塑料排水板、细长沙袋、以及通过在废渣表面设置的沟槽体系中填砂等透水材料构成的排水通道等。

排水通道的间隔、废渣层厚、废渣堆筑速率以及最终堆高,需根据废渣的渗透性、含水率等物理力学性质以及排水工期需求,经试验由设计计算确定。

本技术的优点:

1、在废渣外运前完成脱水、去除污染物,实现废渣无害化;使废渣能够作为绿地用土或工程土,甚至作为原材料资源化利用。并将节省废渣堆弃的堆场面积和堆存成本,且有利于环境保护。

2、针对废渣泥浆同时需要脱水和除污的特点,选择具有脱水和脱污双重功能的直流电脱水脱污技术;相比分别脱水和除污的技术成本低、效率高。

3、将直流电脱水和废渣自重脱水结合,优势互补,进一步节省能源。针对流态~流塑态废渣没有承受压力的能力,利用直流电脱水技术,将浆状废渣快速脱水使其可以快速获得承载上覆废渣的能力;进而利用废渣自身重力对废渣进一步实施压滤脱水,节省脱水能耗。

4、本技术较好地匹配了重力脱水技术的特点与生产线废渣排放特点和脱水处理限制条件的特点。重力脱水需要一定的施压时间,并且需要逐步的增加重力。而生产线废渣的产出是逐步的,因此可以逐层堆筑;且一般堆场可以满足多个堆筑体的流水作业,因此也能够满足各个废渣堆筑体的排水时间需要。因此脱水成本降低。

具体实施方式

1、在生产线废渣排出口处,将废渣泥浆导入箱仓,运至指定地点。

2、按设计给定的构型、数量和间距将电极竖向插入箱仓内的废渣泥浆中,各电极应平行布置;当采用u型电极或直通型电极时,在水平面内,任意一支电极所接直流电源的极性与围绕其的电极中至少一支电极所接直流电源的极性相反。各电极连接电源极性的排列方式包括但不限于以下三种:1)一行电极接电源的同一极性,相邻行的电极接电源的相反极性;2)一行电极接电源的同一极性(下称为a组电极),一行电极中的相邻电极分别接电源的相反极性(下称为b组电极),a组电极和b组电极间隔排列;3)每一行电极的相邻电极分别接电源的正极和负极,每列电极的相邻电极也分别接电源的正极和负极,即在水平面内任意电极与的相邻电极分别接电源的正极和负极。当采用排型电极时,各排电极相互平行竖向布置,相邻排电极分别接电源的相反电极。箱仓中可以全部使用同一种电极,也可以接直流电正极的电极采用一种电极、接直流电负极的电极采用另一种电极。电极间隔一般在0.2m~1m,根据废渣物理化学性质和废渣处理目的,经现场试验由设计确定。电极插入废渣的范围和深度由箱仓尺寸决定,电极的插入范围和深度应保证其产生的电场范围能够覆盖全部废渣。

3、将排型电极的两个端口或每个u型电极的两个端口或za型直通型电极的两个端口分别与进水管和排水管连接,zb型直通型电极可以只接进水管或只接排水管。将各连接电源正极的电极的进水管a连接于通向供液源a的进水总管a,将连接电源负极的电极的进水管负a连接于通向供液源负a的进水总管负a;将连接电源正极的电极的排水管a连接于通向蓄液池a的排水总管a;将连接于电源负极的电极的排水管负a连接于通向蓄液池负a的排水总管负a。

4、施加设计的电压,同时经进水管a和进水管负a供给适量的特定液体,开始废渣的脱水和清除污染物的过程。所述电压为40v~300v,正负极电压梯度为0.3v/cm~3v/cm;所施加的电压可以是持续稳定的电压,也可以是间歇供给的电压;并且可以根据不同阶段污染物和液体清除带来的废渣性质变化,改变供电方式和参数;根据废渣物理化学性质经现场试验由设计确定。

所述进水管注入的液体成分,根据废渣成分经试验由设计确定。向电极中注入适当液体,一方面是为了将聚集于电极的污染物带出;另一方面是可以调谐电场中的电化学环境。注入的液体可以是淡水,也可以是能够与废渣中污染物通过酸碱中和、络合、螯合、解吸附等化学反应使污染物形成所希望成分或状态的液体。水管管径、水压、水量经试验由设计确定,可根据测试排出水的离子浓度含量及设计给出的指标调整水量;供液的起始时间和终止时间根据废渣特性经试验由设计确定,可能与供电的起始时间不相同。

5、当废渣中各污染物浓度达到设计规定的清除指标后,可关闭供液源,在电场的作用下继续脱水过程;当废渣的含水量和各污染物浓度均达到设计目标,可关闭电源和供液源。

6、将5所述完成脱污和部分脱水的废渣运至废渣堆场:

1)先按设计给定的厚度摊铺一层废渣(废渣层尽头可以采用公知的方法,如土袋子或土堰等办法,进行支挡,以维持该废渣层的形状稳定,不至于坍塌);

2)在该废渣层面将一组渗滤型排水通道按设计的间隔水平向平行布置形成排水通道组,该水平向排水通道组中的每一只排水通道均与排水管相连接,该排水管或汇集于与外界联通的排水总管,或直接与外界联通。排水通道间距以及废渣层厚的确定,根据废渣的渗透系数、废渣的含水率、目标含水率和工期要求由设计确定;

3)按1)的方法将废渣按设计的层厚铺设在2)所述水平向布置的渗滤型排水通道组上;

4)在该废渣层表面按2)的方法水平向铺设一层渗滤型排水通道组;

5)按3)和4)的方法重复操作,逐层相间叠摞渗滤型排水通道组和废渣层,直至达到设计规定的堆高。废渣层的堆筑速率需与下层废渣排水速率和强度增长速率协调,根据废渣的渗透系数等物理力学指标并基于试验结果由设计计算确定;

6)在废渣自重压力的驱使下,废渣中的水分将通过渗滤型排水通道经排水管排出,经一定时间后即可实现排水目标。

7、当按6中1)至5)的步骤完成一个废渣堆筑体的堆筑后、在等待该堆筑体中废渣脱水期间,可以堆筑第二个、第三个废渣堆筑体;在堆筑其它废渣堆筑体期间,第一个废渣堆筑体将完成设计的脱水目标;可以将第一个废渣堆筑体的无害废渣运走,作为工程用土或绿化用土或原材料;在该废渣堆筑体所占空间可以进行下一个废渣堆筑体的堆筑;如此,形成堆筑废渣的流水循环作业。

该装置与方法也可以仅用于废渣除污。例如当废渣含水率不高,或不要求废渣脱水时,实施方式可以只完成1~5项。

实施例

实施例一

碱厂生产过程排弃的碱渣,成分:干物质中:硫酸钙3%、碳酸钙64%、氯化钙6、氯化钠4%、氢氧化钙10%、氧化铝2%。颗粒细度:50%<13μm,98%<25μm;渗透系数7.2410-7cm/s;ph值10.9。含水率267%。拟脱除部分盐和水后作为制作建筑材料的原料。

各指标目标值:氯离子去除90%,钠离子去除78%,ph值小于8,含水率降低至50%。

施工方法:

1、将生产线上排出的碱渣导入箱仓,箱仓长宽高分别为6.06、2.44、2.90m;内贴绝缘塑料层;

2、采用导电聚合物管作为电极,直径2cm,管壁沿横截面20°、沿长方向3cm分布ϕ2孔,外包80目尼龙布做滤层。电极长度5.6m,为ua型。电极垂直植入碱渣2.7m;

3、电极正交布置,各行各列电极的间隔均为0.3m,布置宽2.0m、长5.8m。每一行电极的相邻电极分别接电源的正极和负极,每列电极的相邻电极也分别接电源的正极和负极,即在水平面内任意电极与的相邻电极分别接电源的正极和负极;

4、将每u性电极的两个端口分别与进水管和排水管连接。将各连接电源正极的电极的进水管a连接于通向供液源a的进水总管a,将连接电源负极的电极的进水管负a连接于通向供液源负a的进水总管负a;将连接电源正极的电极的排水管a连接于通向蓄液池a的排水总管a;将连接于电源负极的电极的排水管负a连接于通向蓄液池负a的排水总管负a;

5、施加设计的持续稳定的电压,正负电极之间的电压梯度为3.0v/cm。同时经进水管a和进水管负a供给适量的自来水,经对排出液的测定分析,保持供水管有连续细流即可满足设计要求。开始废渣的脱水和清除盐碱过程;

6、经试验确定,电极接通2天后,废渣的各目标离子浓度达到设计目标,关闭供水源;电极接通3天后,废渣含水率也达到设计要求,关闭电源;

7、将由6得到的废渣运至堆场;在100m长80m宽的场地上摊铺厚1m的废渣层,废渣层尽头采用公知的土袋子支挡,以维持该废渣层的形状稳定;

8、在该废渣层面上,按1m的间隔将塑料排水板水平向平行布置形成排水通道组,该水平向排水通道组每50m有一道垂直于塑料排水板水平向布置的塑料排水管b,每一只塑料排水板均与排水管b相连接,该排水管b汇集于与外界联通b排水总管;

9、在该水平向排水通道组上再摊铺厚1m的废渣层,分三个厚度相等的亚层逐层摊铺。废渣层尽头采用公知的土袋子支挡,以维持该废渣层的形状稳定;

10、按8和9的方法重复操作,将排水通道层与废渣层相间叠摞堆筑至50m高后停止堆筑;

11、按7~10的方法重复操作,在另一个场地将排水通道层与废渣层相间叠摞堆筑;

12、待堆筑体中废渣脱水至目标含水量,将废渣挖除运走;腾出的场地可以继续堆筑废渣。如此循环流水作业,可以保证连续供应满足原材料标准的无害化碱渣,实现碱渣资源化利用。

实施例二

铝厂生产排弃的赤泥,成分:干物质中:氧化钙40.88%、氧化铝7.48%、氧化硅25.36、氧化铁1.29%、氧化钠3.19%、氧化钾1.04%、氧化钛1.72%、氧化镁2.12%;氟含量3000.3mg/kg,其中可溶氟含量425.1mg/kg;ph=10.9。含水率136%。颗粒细度:25%<10μm,60%<20μm,90%<50μm,渗透系数3.1510-5cm/s。拟清除污染物后作为制备建筑材料的原材料。

各种指标目标值:可溶氟去除率90%,ph值小于8。

施工方法:

1、将生产线上排出的碱渣导入箱仓,箱仓为工程塑料制作,长宽高分别为6.06、2.44、2.90m;

2、阴极为:1cm×0.5cm不锈钢条片外套直径2cm的pvc管,管壁为网状,最外层包一层无纺布。阳极为1cm×0.5cm镍合金条片,外套直径2cm的pvc水管,管壁为网状,最外层包一层无纺布。电极长度2.6m,为直通型,电极底端连接管壁为密闭的pvc管,共同形成ub型电极;

3、将电极竖直插入碱渣中2.7m。电极正交布置,布置宽2.0m、长5.8m;每行各电极的间隔均为0.2m,各列电极的间隔均为0.3m;一行电极接电源的正极(下称为a组电极),一行电极接电源的负极(下称为b组电极),接电源正极的电极称为阳极,接电源负极的电极称为阴极;a组电极和b组电极相间排列;

4、将每个u型电极的两个端口分别与进水管和排水管连接。将各连接电源正极的电极的进水管a连接于通向供液源a的进水总管a,将连接电源负极的电极的进水管负a连接于通向供液源负a的进水总管负a;将连接电源正极的电极的排水管a连接于通向蓄液池a的排水总管a;将连接于电源负极的电极的排水管负a连接于通向蓄液池负a的排水总管负a;

5、以间歇式供电方式施加设计的电压,供电30分钟,停歇30分钟。控制正负电极之间的电压梯度为1.8v/cm。同时对连接阳极和连接阴极的电极的进水管供给适量自来水。两电极供水量均为能够使排水管中水流保持连续的细流即可。在停电期间仍保持供水。开始废渣的脱水和清除盐碱过程;

6、经试验确定,电极接通26小时后,废渣中各目标离子浓度达到设计目标,且含水率减低到105%,关闭供液源和电源;

7、将由6得到的废渣运至堆场;在200×300m的场地上摊铺厚1.5m的废渣层,废渣层尽头采用公知的土堰支挡,以维持该废渣层的形状稳定;

8、在该废渣层面上,按1.5m的间隔将塑料排水板水平向平行布置形成排水通道组,该水平向排水通道组每50m有一道垂直于塑料排水板水平向布置的塑料排水管b,每一只塑料排水板均与排水管b相连接,该排水管b汇集于与外界联通b排水总管;

9、在该水平向排水通道组上再摊铺厚1.2m的废渣层,分三个厚度相等的亚层逐层摊铺。废渣层尽头采用公知的土堰支挡,以维持该废渣层的形状稳定;

10、按8和9的方法重复操作,将排水通道层与废渣层相间叠摞堆筑至80m高后停止堆筑;

11、按7~10的方法重复操作,在另一个场地堆筑将排水通道层与废渣层相间叠摞堆筑;

12、待废渣脱水至目标含水量,挖除运走;腾出的场地可以继续堆筑废渣。如此循环流水作业,可以保证连续稳定的碱渣无害化处理量。

实施例三

某电镀厂生产线排出的污泥:粒径分布为50%<13μm,98%<25μm;ph=5.2,渗透系数1.2×10-8cm/s,含水率220%。污染物含量:cr1464mg/kg,cu1088mg/kg,ni1342mg/kg,zn344mg/kg。拟将污染物清除之后堆筑以景观山。

施工方法:

1、将生产线上排出的碱渣导入箱仓,箱仓长宽高分别为6.06、2.44、2.90m;内贴绝缘塑料层;

2、阴极为1cm×0.5cm不锈钢条片外套直径2cm的pvc管,管壁沿横截面30°、沿长方向间隔2cm分布1mm×100mm狭长孔,阳极为直径1cm碳纤维索,外套直径2cm的pvc管,管壁沿横截面30°、沿长方向间隔2cm分布1mm×100mm狭长孔,阴、阳电极分别在pvc管外套市售的阳离子交换膜和阴离子交换膜,以限制阴极处产生的氢氧根离子外溢向阳极迁移,或限制阳极处产生的氢离子外溢向阴极迁移,电极的最外层套一层土工织物,电极长度2.7m,za型直通电极;

3、将电极竖直插入碱渣中2.7m,电极正交布置,每行各电极的间隔均为0.4m。各列电极的间隔均为0.4m,一行电极接电源的正极(下称为a组电极),一行电极相邻电极分别接电源的正极和负极(下称为b组电极),接电源正极的电极称为阳极,接电源负极的电极称为阴极,a组电极和b组电极相间排列;

4、将每个电极的两个端口分别与进水管和排水管连接,将各连接电源正极的电极的进水管a连接于通向供液源a的进水总管a,将连接电源负极的电极的进水管负a连接于通向供液源负a的进水总管负a,将连接电源正极的电极的排水管a连接于通向蓄液池a的排水总管a,将连接于电源负极的电极的排水管负a连接于通向蓄液池负a的排水总管负a;

5、采用恒定电场,正负电极之间的电压梯度为2.3v/cm,同时通过进水总管a滴注氢氧化钠使阳极中液体保持ph=3.4左右,通过进水总管负a滴注0.5%醋酸使负极中的液体保持ph=6.5左右。两电极供水量均为能够使排水管中水流保持连续的细流即可。开始废渣的脱水和除污过程;

6、经试验确定,电极接通2天后,废渣的各目标离子浓度达到设计目标,关闭供水源;电极接通3天后,废渣含水率也达到设计要求,关闭电源;

7、将由6得到的废渣运至堆场,摊铺厚1m的废渣层,废渣层尽头采用公知的土袋子支挡,以维持该废渣层的形状稳定;

8、在该废渣层面上,按1m的间隔将塑料排水板水平向平行布置形成排水通道组,该水平向排水通道组每50m有一道垂直于塑料排水板水平向布置的塑料排水管b,每一只塑料排水板均与排水管b相连接,该排水管b汇集于与外界联通b排水总管;

9、在该水平向排水通道组上再摊铺厚1m的废渣层,分三个厚度相等的亚层逐层摊铺,废渣层尽头采用公知的土袋子支挡,以维持该废渣层的形状稳定;

10、按8和9的方法重复操作,将排水通道层与废渣层相间叠摞堆筑至80m高后停止堆筑。表面整修绿化。

实施例四

某化工厂生产排放的污泥,含水率122%,ph=5.0,粒径<2μm34.65%,2~20μm51.31%,>20μm14.04%;渗透系数1.1510-6cm/s,污染物含量:cd4.65mg/kg(有效态0.86mg/kg),pb384.15mg/kg(有效态64.17mg/kg),cu66.24mg/kg(有效态6.73mg/kg),zn245.28mg/kg(有效态98.24mg/kg),拟清除污染物并使含水率达到40%之后作为工程土用于填筑场地。

施工方法:

1、将生产线上排出的碱渣导入箱仓,箱仓为工程塑料制作,长宽高分别为6.06、2.44、2.90m;

2、阴极采用不锈钢管,阳极为带有钌氧化物覆层的钛合金管;电极管直径1.6cm,管壁沿横截面20°、沿长方向每3cm分布ϕ2mm孔;电极管外套80目尼龙布做滤层。电极为za型直通型。电极长度2.8m;

3、电极正交布置,电极行和列的间隔均为0.5m。其中,一行的电极全接电源的正极(称为a组),另一行中相邻电极分别接电源的正极和负极(称为b组),接电源正极的电极为阳极,接电源负极的电极为阴极。a组电极和b组电极相间排列;

4、将每个电极的两个端口分别与进水管和排水管连接。将各连接电源正极的电极的进水管a连接于通向供液源a的进水总管a,将连接电源负极的电极的进水管负a连接于通向供液源负a的进水总管负a;将连接电源正极的电极的排水管a连接于通向蓄液池a的排水总管a;将连接于电源负极的电极的排水管负a连接于通向蓄液池负a的排水总管负a;

5、正负电极间电压梯度1.5v/cm,供电方式为间歇式供电,供电15分钟,停歇55分钟。同时向阳极注入自来水,向阴极注入0.3m柠檬酸以控制阴极中液体在ph=7.0左右。两电极供水量均为能够使排水管中水流保持连续的细流即可。开始废渣的脱水和除污过程;

6、经试验确定,电极接通2天后,废渣的各目标离子浓度达到设计目标,关闭供水源;电极接通3天后,废渣含水率也达到设计要求,关闭电源;

7、将由6得到的废渣运至堆场;摊铺厚1m的废渣层,废渣层尽头采用公知的土堰支挡,以维持该废渣层的形状稳定;

8、在该废渣层面上,按1m的间隔将塑料排水板水平向平行布置形成排水通道组,该水平向排水通道组每50m有一道垂直于塑料排水板水平向布置的塑料排水管b,每一只塑料排水板均与排水管b相连接,该排水管b汇集于与外界联通b排水总管;

9、在该水平向排水通道组上再摊铺厚1m的废渣层,分三个厚度相等的亚层逐层摊铺。废渣层尽头采用公知的土堰支挡,以维持该废渣层的形状稳定;

10、按8和9的方法重复操作,将排水通道层与废渣层相间叠摞堆筑至60m高后停止堆筑;

11、按7~10的方法重复操作,在另一个场地堆筑将排水通道层与废渣层相间叠摞堆筑;

12、待废渣脱水至目标含水量,挖除运走;腾出的场地可以继续堆筑废渣。如此循环流水作业,可以保证连续稳定的进行碱渣无害化处理。

实施例五

一有机化工厂排出的废渣,渗透系数1×10-5cm/s;ph=10,污染物是该厂生产特有的一种有机溶剂,具体成分不详,可溶于水;污染物浓度8mg/kg。拟清除污染物后作为绿地用土。

施工方法:

1、将生产线上排出的废渣导入箱仓,箱仓长宽高分别为6.06、2.44、2.90m;内贴绝缘塑料层;

2、阳极为钛钌合金管外包无纺布滤层,电极为直通型zb型;阴极电极采用不锈钢管外套无纺布滤层,电极为ua型。两管均为直径1.6cm,管壁沿横截面30°、沿长方向每3cm分布ϕ3mm孔;

3、电极长度插入废渣中2.8m,布置范围宽2.0m、长5.8m。各行电极间隔0.3m,每列各电极间隔0.4m。相邻行电极分别接电源的正极和负极。接电源正极的电极为阳极,接电源负极的电极为阴极;

4、将阳极的上端口接将进水管,将阴极电极的两个端口分别与进水管和排水管连接。将各连接电源正极的电极的进水管a连接于通向供液源a的进水总管a,将连接电源负极的电极的进水管负a连接于通向供液源负a的进水总管负a;将连接于电源负极的电极的排水管负a连接于通向蓄液池负a的排水总管负a;

5、正负电极之间的电压梯度为3v/cm;供电方式为间歇式供电,供电25分钟,停歇35分钟。同时向阳极注入石灰水,保持阳极液ph=6;向阴极注入向阴极液中滴注0.01medta,使其稳定在ph=8.0左右。两电极供水量均为能够使排水管中水流保持连续的细流即可。开始废渣的脱水和除污过程;

6、经试验确定,电极接通2天后,废渣的各目标离子浓度达到设计目标,关闭供水源和电源;

7、将由6得到的废渣运至堆场,在150m长100m宽的场地上,摊铺厚1m的废渣层,废渣层尽头采用公知的土袋子支挡,以维持该废渣层的形状稳定;

8、在该废渣层面上,按1m的间隔将塑料排水板水平向平行布置形成排水通道组,该水平向排水通道组每50m有一道垂直于塑料排水板水平向布置的塑料排水管b,每一只塑料排水板均与排水管b相连接,该排水管b汇集于与外界联通b排水总管;

9、在该水平向排水通道组上再摊铺厚1m的废渣层,分三个厚度相等的亚层逐层摊铺。废渣层尽头采用公知的土袋子支挡,以维持该废渣层的形状稳定;

10、按8和9的方法重复操作,将排水通道层与废渣层相间叠摞堆筑至60m高后停止堆筑;

11、按7~10的方法重复操作,在另一个场地堆筑将排水通道层与废渣层相间叠摞堆筑;

12、待废渣脱水至目标含水量,挖除运走;腾出的场地可以继续堆筑废渣。如此循环流水作业,可以保证连续稳定的进行废渣的无害化处理。

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