利用高溫過程藉由形成尖晶石以穩定化模擬的含銅鋁汙泥

重金屬污泥在台灣為一產量甚大的有害事業廢棄物,其中含銅污泥產量為最大宗;若未加以處理及棄置,將嚴重汙染土壤及地下水,進而對人體健康與環境生態帶來負面的影響。

因此本研究嘗試藉由高溫燒結,將模擬的含銅污泥轉變為尖晶石結構(CuAl2O4),達到安定化的目的;並進一步藉由將所得之最佳燒結條件運用在實場污泥,探討其可行性。實驗中探討之影響因子為:燒結溫度、燒結持溫時間、氯鹽含量,及銅鋁莫耳比。除了觀察重金屬溶出濃度外,並探討其與結晶形成效果和各影響因子間之關連。

結果顯示存在於試體中的氯鹽量會影響CuAl2O4的生成,沒有經過洗鹽的試體是無法形成CuAl2O4,並且在銅的溶出濃度亦沒有降低的趨勢;當針對洗鹽後擁有相同導電度之試體進行燒結,會發現當燒結溫度為1000℃時,尖晶石的形成效率越高,且有最低的銅溶出濃度;同樣的反應環境中的CuAl2O4濃度會隨氯鹽量的減少而增加,但氯鹽含量亦會影響試體燒結後之比表面積大小,因而雖然尖晶石的形成確實能夠明顯的降低銅的溶出濃度,但並非銅的溶出濃度僅與CuAl2O4形成的多寡有關;在配比上,當銅、鋁的莫耳配比為一比三時,在銅的溶出濃度和CuAl2O4的晶相生成上都有較好的表現。將由模擬污泥所得一部分最佳燒結條件套用到實場污泥的燒結程序,包括燒結溫度1000℃、燒結持溫時間3hr,以及導電度範圍451~800 μs/cm。由燒結前後之TCLP結果可看出燒結確實大幅降低銅的溶出濃度;並且燒結後之溶出濃度比上試體的總銅濃度皆不到1%,顯示試體中的銅大部分都能夠藉由燒結被拘限在試體之中,達到安定化之目的。

作者:鄭伊庭

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