[发明专利]一种快速还原铬渣及稳定化有机废物的装置与方法

说明书

技术领域

本发明提供一种快速还原铬渣及稳定化有机废物的装置与方法，包括反应槽、渗滤液导出管、渗滤液收集系统、渗滤液回流装置、布水器、紫外线灯、酸性溶液添加机构，可以快速还原六价铬并同步快速降解有机污染，属环境保护领域。

背景技术

铬渣是重铬酸盐生产过程中排放的副产物。因其中含有水溶性六价铬而具有极大的毒性，如果不经过处理而露天堆放，对地下水源、河流或海域会造成不同程度的污染，严重的危害人体健康和动植物的生长。如何进行铬渣的修复一直是环保界的难题。处置方法虽然众多，但大多数存在各种各样的问题。利用硫酸亚铁等还原剂还原六价铬的问题是还原剂只能有效还原溶出的六价铬，由于化学试剂面临空气氧化失效，因此无法对难溶于水的缓慢释放的六价铬进行持久性的修复。CN2010101760687公开了一种《铬渣堆场污染土壤生化回灌修复方法及装置》，包括装有待处理土壤的土壤处理槽、中间池、生化池和培菌池，各部分由水管连接，铬污染土壤经破碎过2cm筛、装入土壤处理槽筑堆，土堆高度小于0.8m，用Cr(VI)还原菌培养液喷淋土壤，喷淋强度为0.008-0.015 m3/h.m2。从土壤槽底部收集淋滤液到中间池，中间池的菌液用耐碱泵抽入生化池，生化池菌液重新循环喷淋土壤。如此循环喷淋5-7天，直至土壤淋滤液中没有Cr(VI)为止。该方法是微生物法，问题是处理成本太高，且微生物不能耐受高浓度铬。CN201310642943.X介绍了一种可以同步稳定化铬渣及生活垃圾的填埋方法，该方法虽然可以同步处置铬渣及有机废物，但是处理周期长。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明设计一种快速同步处理铬渣及有机废物的装置，包括反应槽、渗滤液导出管、渗滤液收集系统、收集系统、渗滤液回流装置、布水器、紫外线灯、酸性溶液添加机构。通过硫酸亚铁及沼渣中微生物初步还原铬渣中六价铬，随后进行渗滤液回灌至顶部。在顶部喷洒离子钛，与铬渣等物料吸附后形成纳米钛，在紫外灯作用下光解水产生OH·自由基及H2O2，H2O2与系统中的铁离子在低pH下形成芬顿反应，在光解及芬顿的共同作用下，渗滤液中的有机质被降解，部分大分子有机质转化为小分子物质，随后小分子有机质随回灌渗滤液进入反应槽下部，作为沼渣细菌的优质碳源，更好的发挥还原六价铬的功能。经过该装置处置，仅需10-30天时间即可将六价铬及有机污染同步稳定化。

一反应槽，反应槽内由下至上依次设置有导流层、混合层以及纳米材料层，所述混合层至少由铬渣、沼渣、碳源与硫酸亚铁混合而成，在所述反应槽的下部位于所述导流层的下方开设有一导流口；

一渗滤液收集系统，所述渗滤液收集系统具有一渗滤液进口和一渗滤液出口，所述渗滤液收集槽的渗滤液进口通过一渗滤液导出管与所述反应槽的导流口连接；

一回流装置，所述回流装置的进口通过一连接管与所述渗滤液收集系统的渗滤液出口连接；

一布水器，所述布水器位于所述反应槽的上方，所述布水器的进水口通过一回流管与所述回流装置的出口连接；

一紫外线灯，所述紫外线灯位于所述反应槽的上方并可对所述反应槽内的纳米磁性材料层进行照射；

一酸性溶液添加机构，所述酸性溶液添加机构内存放有酸性溶液并可将所述酸性溶液根据需要添加至所述反应槽内的纳米磁性材料层上。

本发明的具体详细技术方案包括以下步骤：

将反应槽底部放置渗滤液导出材料，导出材料上部放置铬渣、沼渣、碳源与硫酸亚铁的混合物，混合物的顶部喷洒离子钛；运行期间，每间隔一定时间将收集的渗滤液回流至顶部，通过加酸系统喷洒一定的酸溶液，控制顶部pH值至酸性，在紫外灯及离子钛的协同作用下，发生光催化氧化，产生OH·自由基及H2O2，H2O2与系统中的铁离子在低pH下形成芬顿反应，在光解及芬顿的共同作用下，渗滤液中的有机质被降解，部分大分子有机质转化为小分子物质，随后小分子有机质随回灌渗滤液进入反应槽下部，作为沼渣细菌的优质碳源，更好的发挥还原六价铬的功能。

相比传统的含铬土壤处理方法，本方法有如下优势：

1．通过高级氧化技术，迅速处置有机质的同时，为沼渣中铬还原菌提供优质碳源，更好的促进微生物处理六价铬；

2．硫酸亚铁既能起到快速还原铬渣中六价铬的作用，同时起到了作为芬顿反应原料的作用，一箭双雕；

3．加酸即促进了芬顿反应，同时可以用来中和铬渣中的强碱，一箭双雕。