熱化學(xué)處理技術(shù)(如焚燒、離子電弧及微波等)是在高溫條件下對廢物進(jìn)行分解,使其中的某些劇毒成分毒性降低,實現(xiàn)快速、顯著地減容,并對廢物的有用成分加以利用。近年來,利用熱化學(xué)處理技術(shù)實現(xiàn)對危險廢物電鍍污泥的預(yù)處理或安全處置正引起人們的重視。
目前,有關(guān)電鍍污泥熱化學(xué)處理技術(shù)的研究,以對在焚燒處理電鍍污泥過程中重金屬的遷移特性等問題的研究比較突出。Espinosa等對電鍍污泥在爐內(nèi)焚燒過程的熱特性及其中重金屬的遷移規(guī)律進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)焚燒能有效富集電鍍污泥中的鉻,灰渣中鉻的殘留率高達(dá)99%以上,而在焚燒過程中,絕大部分污泥組分以CO2,H2O,SO2等形態(tài)散失,因此減容減重效果非常明顯,減重可達(dá)34%。Barros等利用水泥回轉(zhuǎn)窯對混合焚燒電鍍污泥過程進(jìn)行了研究,分析了添加氯化物(KCl,NaCl等)對電鍍污泥中Cr2O3和NiO遷移規(guī)律的影響,認(rèn)為氯化物對Cr2O3和NiO在焚燒灰渣中的殘留情況幾乎沒有任何影響,焚燒過程中Cr2O3和NiO都能被有效地固化在焚燒殘渣中。劉剛等利用管式爐模擬焚燒爐研究電鍍污泥的熱處置特性時,分析了鉻、鋅、鉛、銅等多種重金屬的遷移特性,認(rèn)為焚燒溫度在700℃以下時,污泥中的水分、有機質(zhì)和揮發(fā)分就能被很好地去除,且高溫能有效抑制污泥中重金屬的浸出,但這種抑制對各種重金屬的影響各不相同,如鎳是不揮發(fā)性重金屬,在焚燒灰渣中的殘留率為100%,鉻在灰渣中的殘留率也高達(dá)97%以上,而鋅、鉛、銅的析出率則隨焚燒溫度的升高而有不同程度的增大。
在離子電弧、微波等其他熱化學(xué)處理研究方面,Ramachandran等用直流等離子電弧在不同氣氛下對電鍍污泥進(jìn)行處理,并對處理后的殘渣及處理過程中產(chǎn)生的粉末進(jìn)行了研究,認(rèn)為此法在實現(xiàn)銅、鉻等有價金屬回收的同時可將殘渣轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的惰性熔渣。Gan等通過微波輻射對電鍍污泥進(jìn)行了解毒和重金屬固化實驗,發(fā)現(xiàn)微波輻射處理對電鍍污泥中重金屬離子的固化效果顯著,原因可能是在高溫干燥與電磁波的共同作用下,有利于重金屬離子同雙極聚合分子之間發(fā)生強烈的相互作用而結(jié)合在一起,而經(jīng)微波處理的電鍍污泥具有粒度細(xì)、比表面積高、易結(jié)團(tuán)等特性。
此外,熱化學(xué)處理有利于降低電鍍污泥中鉻的毒性。Ku等研究了高溫?zé)崽幚黼婂兾勰噙^程中鉻的毒性價態(tài)變化,認(rèn)為高溫?zé)崽幚砟軐€t(Ⅵ)轉(zhuǎn)化成鉻(Ⅲ),且溫度越高轉(zhuǎn)化效果越明顯;在經(jīng)高溫處理的電鍍污泥中,主要以鉻(Ⅲ)為主。Cheng等將電鍍污泥與黏土的混合物分別在900℃和1100℃的電爐中熱養(yǎng)護(hù)4h后,對其中鉻的價態(tài)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)在經(jīng)900℃熱養(yǎng)護(hù)處理的混合物中,鉻(Ⅵ)占有絕對優(yōu)勢,而經(jīng)1100℃熱養(yǎng)護(hù)處理的混合物中,鉻則主要以鉻(Ⅲ)存在。
