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微波/生物质法解毒铬渣的研究

李刚  
【摘要】: 本文利用微波技术热解农林生物质(玉米秸、稻壳、木屑)产生还原性气氛,将Cr (VI)还原为低毒性的Cr (III),从而达到解毒铬渣的目的。本文主要从以下四方面探讨解毒铬渣的行为。 (1)以重铬酸钾模拟Cr (VI)的来源,通过微波辐照生物质解毒实验,初步探索解毒Cr (VI)的条件。结果表明:在微波功率为800W、作用时间为4min、生物质(稻壳)用量为7.0g、重铬酸钾为1.0g时,Cr (VI)的还原率可达到98%;利用XRD分析解毒后灰渣中铬的存在形式,发现解毒后灰渣中铬主要以Cr2O3的形式存在;对比微波热解的生物质与电炉热解的生物质的微观形貌,发现在微波辐照下裂解的生物质表面较为蓬松,而电炉热裂解的生物质表面较为致密,这说明微波裂解生物质产生气体的速率更快,且气体是从生物质内部向表面扩散。 (2)从不同影响因素对铬渣中Cr (VI)的浸出行为进行分析,结果表明铬渣中Cr (VI)的浸出浓度为33.58mg·L-1。通过扫描电镜比较浸出Cr (VI)前后铬渣微观形貌,表明原铬渣颗粒圆滑,表面比较平整致密,而浸出后颗粒表面疏松。铬渣浸出过程,实际上是铬渣颗粒与水充分接触后,由于扩散作用,渣中各种可溶成分溶解到水中的过程。 (3)选用农林生物质分别从微波功率、辐照时间、生物质与铬渣的用量比等方面探讨了微波/生物质法解毒铬渣的效果。结果表明在微波功率为800W、辐照时间为6min、生物质和铬渣的质量比为3时,铬渣中Cr (VI)的还原率可达到95%以上。通过实验探讨解毒后铬渣的稳定性,发现浸出的Cr (VI)浓度均小于1.5 mg·L-1,说明利用微波和生物质处理后的铬渣有较好的稳定性。 (4)根据铬渣解毒过程的特点初步建立了微波/生物质法解毒铬渣的三阶段气-固相反应理论模型,分析了铬渣中Cr(VI)解毒的机制。 通过以上实验探讨可以得出:微波/生物质法解毒铬渣是可行的,并且通过对解毒后铬渣的稳定性分析,说明解毒后的铬渣稳定,达到了国家危险废物的排放标准,对重金属危险废物治理提供了一种研究思路。


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