申请日2003.07.25
公开(公告)日2005.01.01
IPC分类号C02F11/00; B09B3/00
摘要
Abstract： The present invention relates to a method for solidifying sludge containing heavy metals capable of reducing the amount of cement used and thus reducing the treatment cost thereof while effectively solidifying the sewage containing heavy metals and a treatment agent used by the method. The invented method comprises pulverizing sludge containing heavy metals (e.g. Cu, Zn, Ni, etc.); feeding the pulverized sludge in a blending device; adding inorganic heavy metal stabilizer, cement, water, and organic solidifying reinforcement agent in the blending device; and performing a blending process to form a harmless solid, the treatment agent contains cement, sodium silicate, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium chloride, ammonium chloride, magnesium chloride, sodium fluoride, aluminum chloride, brown sugar, and water, in which the ratio of the amount of cement and the amount of sludge used is 0.1-0.7, the ratio of the amount of brown sugar used and the total amount of sludge and cement is 0.004-0.008, and the ratio of the amount of chemical agent used and the total amount of cement and sludge is 2%-8%. The addition of brown sugar can reinforce the solidification function of the sludge and reduce the amount of cement used, while meeting the requirements on the compressive strength as stipulated by the Environmental Protection Agency. Since the amount of cement used is reduced, the treatment cost of the sludge can be reliably reduced. Abstract_Original: 本發明係關於一種可以有效固化重金屬污泥，且可節省水泥用量以降低處理成本之固化含重金屬污泥之方法及其處理劑。其乃是將含銅、鋅、鎳之重金屬污泥進行粉碎，再將其置入混練設備中，於混練設備中添加無機性重金屬安定劑、水泥、水及有機性固化強化劑，經過混練程序後則成為無危害性之固化體;而所使用之處理劑為水泥、矽酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、氯化鈣、氯化銨、氯化鎂、氟化鈉、氯化鋁、紅糖及水，其中水泥及污泥之用量比例為0.1～0.7，紅糖用量與水泥及污泥之總量比例為0.004～0.008，其他化學藥劑用量與水泥及污泥之總量比例為2%～8%，利用紅糖之添加使其可強化污泥固化作用，在減少水泥用量時，其抗壓強度亦可達環保署法規規定，而由於水泥用量之減少，因此可確實降低污泥之處理成本。
權利要求書
一種固化含重金屬污泥之方法，其是將含銅、鋅、鎳之重金屬污泥進行粉碎，再將至置入混練設備中，於混練設備中添加無機性重金屬安定劑之添加劑、水泥、水及有機性固化強化劑，經過混練程序後則成為無危害性之固化體，其中無機性重金屬安定劑之配方成分為12.5wt%之矽酸鈉、3wt%之碳酸鈉、4wt%之碳酸鉀、2wt%之氯化鈣、1wt%之氯化銨、1.25wt%之氯化鎂、0.5wt%之氟化鈉、0.75wt%之氯化鋁及75wt%之水，該有機性固化強化劑為紅糖，各試劑於固化程序中之施用量為水泥與污泥之用量比例為0.1～0.7，紅糖用量與水泥及污泥之總量比例為0.02～0.08。
說明書
固化含重金屬污泥之方法及其處理劑
本發明係關於一種固化含重金屬污泥之方法及其處理劑，由其係指一種可以有效固化重金屬污泥，且可節省水泥用量以降低處理成本之固化含重金屬污泥之方法及其處理劑。
一般重金屬污染污泥之處理方式多利用混凝土加以固化後，使其達到重金屬物質不會外滲溢出之標準，再進行掩埋處理等;其他亦有利用化學物質與重金屬物質進行化學反應，使其反應生成結構安定，且較無害於人體之化學產物，再將其進行排放者。
由於污泥內所含有成分之不同，因此所相對應之處理方式亦有所不同。中華民國專利公告第323242號「有害廢棄物之無害化處理方法及使用於此方法之無害化處理劑」即是利用添加丹寧酸、木醋酸為主之稀釋水溶液中含有離子狀態之鈉、鉀、鈣、鋰、鋇、鈷或鎳、銅、鋅所組成之無害化處理劑，使得廢棄物中之有害物質消失者，然此種處理方式雖可以除去污泥中之有害物質，但是處理成本過高，不符合經濟效應。
又，中華民國專利公告第203594號「含高鹽分污泥之固化技術」則是以水泥、爐石、飛灰等將含有硫酸鈉、硝酸鈉或氯化鈉等單獨鹽類或兩種以上之複合鹽類加以固成型，但此種處理法之水泥用量過大，同樣造成處理成本過高，而不符合經濟效應。
另有研究指出，水泥與污泥之比值為0.15時，鉛、鉻、銅之TCLP溶出濃度已低於環保署法規標準，但抗壓強度試驗卻無法達到10Kg/cm2之標準，因此必須添加強塑劑方可達到環保署之法規標準。若不添加強塑劑，則水泥與污泥比值至少必須提高到1.0以上方可符合標準，如此一來，水泥之用量又過大，因此會造成處理成本之增加。
本發明人有鑑於上述處理重金屬污泥方法之缺點，發現若能降低水泥之使用量，又可確保其抗壓強度符合環保法規標準，則可以大幅降低重金屬污泥之處理成本，因此開始著手進行研究，以期可提供一種可有效處理重金屬污泥，又可降低水泥用量並達環保署法規標準之重金屬污泥之固化方法，經過不斷的試驗及努力，終於開發出本發明。
本發明之主要目的在於提供一種可降低水泥之使用量，又可使得固化後之污泥抗壓強度符合環保署法規標準之固化含重金屬污泥之方法及其處理劑。
為了達到上述發明目的，本發明乃採取以下之技術手段予以達成，其中本發明乃是將含銅、鋅、鎳之重金屬污泥或土壤進行粉碎，再將其置入混練設備中，於混練設備中添加無機性重金屬安定劑、水泥、水及有機性固化強化劑，經過混練程序後則成為無危害性之固化體。
本發明方法所使用之處理劑為水泥、矽酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、氯化鈣、氯化銨、氯化鎂、氟化鈉、氯化鋁、紅糖及水，其中水泥及污泥之用量比例為0.1～0.7，紅糖用量與水泥及污泥之總量比例為0.004～0.008，其他化學藥劑用量與水泥及污泥之總量比例為2%～8%。
本發明利用紅糖之添加使其可強化污泥固化作用，在減少水泥用量時，其抗壓強度亦可達環保署法規規定，而由於水泥用量之減少，因此可確實降低污泥之處理成本。
現請參看第一及二圖所示，本發明之固化含重金屬污泥之方法乃是將含銅、鋅、鎳之重金屬污泥(10)或土壤進行粉碎，再將至置入混練設備(11)中，於混練設備中添加無機性重金屬安定劑之添加劑(12)、水泥(13)、水(14)及有機性固化強化劑(15)，經過混練程序後，再經固化體養護則成為無危害性之固化體(16)。
其中，本發明所使用之無機添加劑(12)為矽酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、氯化鈣、氯化銨、氯化鎂、氟化鈉及氯化鋁;而有機性固化強化劑則為紅糖。其中水泥及污泥之用量比例為0.1～0.7，紅糖用量與水泥及污泥之總量比例為0.004～0.008，其他化學藥劑用量與水泥及污泥之總量比例為2%～8%。
請參看第三圖所示，添加劑(12)中各成分比例可為矽酸鈉12.5%、碳酸鈉3%、碳酸鉀4%、氯化鈣2%、氯化銨1%、氯化鎂1.25%、氟化鈉0.5%、氯化鋁0.75%以及水75%。
請參看第四圖所示，本發明分別以傳統之無機性固化強化劑NSC、紅糖以及砂糖，在相同之污泥、水泥及水之比例下，進行固化後之污泥的抗壓強度試驗，結果發現在添加相同添加量之下，紅糖之效果較傳統NSC以及砂糖的抗壓強度要佳。
再請參看第五圖所示，以相同比例之污泥、水泥及水進行紅糖在不同比例下對固化體抗壓強度之影響，結果發現未增加紅糖時，固化體之抗壓強度僅有269kgf/cm2，而添加比例至0.4%時，抗壓強度可增加至346kgf/cm2，因此證實添加紅糖當作固化強化劑確實可讓污泥固化體的抗壓強度提昇，達到環保署之法規規定，且在添加紅糖作為固化強化劑的情形下，水泥的用量便可以減少，達到降低污泥處理成本之目的。