電鍍污泥處理技術(shù)及其進(jìn)展

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摘要:電鍍在工業(yè)發(fā)展中是一個不可或缺的環(huán)節(jié)，但其對環(huán)境的污染也是不可忽視的，現(xiàn)如今國內(nèi)外關(guān)于如何處理電鍍污泥做了大量的研究和實驗，本文主要對目前電鍍污泥處理技術(shù)進(jìn)行綜述及對其未來發(fā)展前景進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：電鍍污泥  重金屬  處理技術(shù)  資源化處理 Sludge treatment and its progress Guo Shipin   Institute of Environmental Engineering ,Qiongzhou University  Hainan 572200 Abstract: So far, plating in industrial development is an integral part of, whether in industry or the economy plays an important role, but its impact on the environment can not be ignored, is now home and abroad on how to electroplating sludge handling a lot of research and experimentation, this paper is now on the electroplating sludge treatment technologies were reviewed and the prospects of its future development. Key words: Electroplating Sludge   Heavy Meta    Processing Technology   Treatment resources   前言：到目前為止，電鍍行業(yè)是工業(yè)發(fā)展中不可或缺的一道程序，現(xiàn)在除了開發(fā)尋找可以取代其功能的技術(shù)之外，著重還是在于電鍍污染的防治。電鍍生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污泥含有多種現(xiàn)在處理的技術(shù)還不是很成熟，所以單純的無害化處理電鍍污泥還是當(dāng)前處理技術(shù)的主流。但總而言之，資源化處理電鍍污泥技術(shù)將是處理重金屬污染的重點研究方向。   1電鍍污泥無害化處理 1.1固化/ 穩(wěn)定化技術(shù) 固化/穩(wěn)定化技術(shù)是無害化處理電鍍污泥的一項重要技術(shù)。主要包括了水泥固化、石灰固化、熱塑性固化等，通常使用的固化劑有水泥、石灰、瀝青、玻璃、HAS土壤固化劑等，以此與污泥加以混合進(jìn)行固化，使污泥的有害金屬封閉在固化體中從而達(dá)到消除污染的目的。其中，水泥固化是最常用的一種技術(shù)，應(yīng)該也是一種相對成熟的處理技術(shù)，王繼元等人通過實驗得出在在水泥固化處理中，加入適當(dāng)?shù)奶砑觿{(diào)整水泥：電鍍重金屬污泥：河沙：活性氧化鋁：硅酸鈉=1:0.8:0.2:0.08:0.06,其抗壓的強(qiáng)度可在30MPa以上，其固化效果相當(dāng)明顯。A Roy等人在對單一水泥固化/穩(wěn)定化系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上, 又進(jìn)一步研究了以水泥和粉煤灰的混合物固化重金屬（含鉻、鎳、錫等） 的方法, 這樣可以達(dá)到以廢治廢、節(jié)約成本的目的。涂潔等人采用HAS土壤固化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)固化基材對電鍍污泥進(jìn)行了常溫固化處理, 并能得到具有良好抗浸出性、耐腐蝕性、抗?jié)B透性、足夠機(jī)械強(qiáng)度的護(hù)坡磚,該固化工藝開辟了電鍍污泥資源化利用的新途徑。鐘玉鳳等采用水泥和細(xì)砂作固化基材處理含Ni、Cr、Cu 等重金屬的電鍍污泥，通過固化塊的浸出實驗，發(fā)現(xiàn)水泥固化該電鍍污泥效果良好，固化過程中加入適當(dāng)?shù)尿蟿㎏S-3，可以提高固化效果。 1.2熱化學(xué)處理技術(shù) 熱化學(xué)處理技術(shù)（如焚燒、焙燒、熔煉、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。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，其優(yōu)點是可以大幅度的減少電鍍污泥的體積，可降低其對環(huán)境的危害，但由于這種方法能耗較高, 對焚燒設(shè)備和條件有一定要求, 一般的小電鍍廠家難以承受巨額的處理費用, 而且在焚燒的過程中容易對環(huán)境造成二次污染，所以這種處理方法相對難以得到推廣。   2電鍍污泥資源化處理 電鍍污泥本身也是一種資源，其中含有多種工業(yè)必不可少的金屬，如鉻、鎳、鋅等，故而能回收其中的重金屬或者直接利用污泥中含有的各種重金屬直接作為生產(chǎn)的資源，如此既可以解決重金屬的污染，還可以達(dá)到不可再生資源的循環(huán)利用，真正的形成可持續(xù)發(fā)展的模式。 2.1化學(xué)法回收有價金屬 化學(xué)法回收有價金屬只是指利用化學(xué)的分離和提取方法將電鍍污泥中的有重金屬進(jìn)行分離和回收。其中包括酸浸法和氨浸法、化學(xué)沉淀法、離子交換膜法等等。 2.1.1酸浸法和氨浸法 酸性浸出法是濕法冶金中應(yīng)用最廣泛的浸出方法之一，常用的浸出劑有鹽酸、硫酸、硝酸、王水等。電鍍污泥中的金屬大多以其氫氧化物或氧化物形態(tài)存在，通過酸浸的方式可以使污泥中的重金屬以離子或絡(luò)合物的形式存在，然后再通過混合氨性溶液或者有機(jī)溶液將浸出液中的重金屬進(jìn)行分離和選擇性回收，回收的重金屬有高品位的金屬單質(zhì)或者是金屬鹽類等。 氨浸法通常是使用氨液用作浸出劑，采取氨絡(luò)合分組浸出——蒸氨——水解渣硫酸浸出——溶劑萃取——金屬鹽結(jié)晶回收工藝，從電鍍污泥中回收大部分的有價金屬，其中銅、鋅、鎳、鉻、鐵的回收率分別大于93%、91%、88%、98%、99%。 酸浸或氨浸處理電鍍污泥時，有價金屬的總回收率及同其他雜質(zhì)分離的難易程度，主要受浸取過程中有價金屬的浸出率和浸取液對有價金屬和雜質(zhì)的選擇性控制。酸浸法的主要特點是對銅、鋅、鎳等有價金屬的浸取效果較好，但對雜質(zhì)的選擇性較低，特別是對鉻、鐵等雜質(zhì)的選擇性較差；而氨浸法則對鉻、鐵等雜質(zhì)具有較高的選擇性，但對銅、鋅、鎳等的浸出率較低。 2.1.2離子交換膜法 由于離子交換膜對離子具有選擇性透過，所以離子交換膜在工業(yè)中許多分離方法在冶金溶液分離工藝上有著重要的應(yīng)用價值。離子交換膜法就是將液膜置于污泥浸出液中，流動載體在膜外選擇性的絡(luò)合金屬離子，然后再向膜內(nèi)擴(kuò)散并在膜上接觸絡(luò)合，最終使金屬離子進(jìn)入膜內(nèi)，反復(fù)重復(fù)這種方式最終將金屬離子富集在膜內(nèi)，凈化廢水，使金屬離子得到重新使用。 2.2生物處理技術(shù) 生物處理技術(shù)主要是通過微生物對污泥中的一些重金屬進(jìn)行還原代謝。但是現(xiàn)在這門技術(shù)還在探究階段，還未形成系統(tǒng)的處理方案，只是通過一些個別的實驗證明了微生物可對某些重金屬進(jìn)行還原代謝，但微生物對重金屬還原代謝產(chǎn)生的機(jī)理尚未了解完全。例如，S Silver Marques等人對Cr3+ 用假單胞桿菌屬進(jìn)行還原代謝。Bewtra的試驗表明，細(xì)菌能有效地將電鍍污泥中的金屬離子轉(zhuǎn)化為不溶與水的硫化物。吳乾菁等研究了微生物治理電鍍廢水及污泥的新工藝，該工藝對Cr(VI)、Cr3+、Ni2+、Cu2+等離子的凈化率達(dá)99.9%以上，金屬回收率85%。 2.3 制作各種工業(yè)材料 電鍍廢水經(jīng)處理后，由于成分及含量的不同，可以做成不同的工業(yè)材料。如含有鉻的電鍍污泥由鐵氧體法產(chǎn)生剩余產(chǎn)物可制成磁性材料，國內(nèi)已成功利用含鉻污泥制成MX-400中波天線磁棒──一種錳鋅鐵氧體，而且，該工藝具有簡單、成品率高、無二次污染、處理成本低等優(yōu)點；由電解法、鐵屑鐵粉法含鉻污泥則可制成工業(yè)催化劑，一些科研單位利用這種污泥制成了合成氨用的中變觸媒，如C4-2、C6和B104一類中溫變換鐵鉻系催化劑。 2.4 制成肥料 電鍍污泥制成肥料就是在人工控制下，在一定水分和通風(fēng)等條件下通過微生物發(fā)酵，然后再將發(fā)酵產(chǎn)物與化肥制成復(fù)合肥的過程。研究表明，對電鍍廢鉻液經(jīng)處理后的含鉻污泥進(jìn)行處理，其物理和化學(xué)性狀明顯發(fā)生改變，含量明顯下降，對植物的危害明顯降低，然后，再將處理后含鉻污泥與化肥配制成復(fù)合肥，對植物的良好生長有明顯的功效。因而將電鍍污泥制成肥料既解決了污泥污染同時又提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，取得了雙重效益。   3電鍍污泥的材料化處理 電鍍污泥的材料化處理就是以污泥我原料或者輔助材料生產(chǎn)建筑材料或者其他材料的過程，電鍍污泥的材料化技術(shù)主要包括有：燒制磚瓦、生產(chǎn)改性塑料制品等。 3.1燒制磚瓦 燒制磚瓦能夠大量的消納電鍍污泥而且能夠得以維持的電鍍污泥處置和利用方法。實驗表明，對電鍍污泥和粘土按一定比例制成紅磚和青磚進(jìn)行試驗及質(zhì)量檢測，金屬的浸出濃度均能滿足生活飲用水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，因此燒制磚瓦的方法亦是合理。 3.2生產(chǎn)改性塑料制品 生產(chǎn)改性塑料制品是一項新技術(shù)，是由上海多家科研單位聯(lián)合研制開發(fā)的。其基本原來還是通過塑料固化的方法，將電鍍污泥作為填充料，與廢塑料在適當(dāng)?shù)臏囟认禄鞜挘⒔?jīng)壓制、成型等過程，制成改性塑料制品，而且，產(chǎn)品的浸出試驗也符合國家標(biāo)準(zhǔn)，電鍍污泥與廢塑料聯(lián)合生產(chǎn)改性塑料制品，除了解決廢塑料的安全處置，又充分利用了廢物資源，實現(xiàn)了廢物資源化處理，具有良好的社會和環(huán)境效益。   4前景分析與展望 電鍍污泥的成分和性質(zhì)十分復(fù)雜, 其有效處理一直是研究的重點和難點。不過就目前國內(nèi)外關(guān)于電鍍污泥所有處理和利用方法中，固化/穩(wěn)定化技術(shù)和材料化學(xué)技術(shù)雖然相對比較成熟，但對于重金屬回收的態(tài)度就是基本不進(jìn)行回收，因而經(jīng)濟(jì)效益極低，綜合效益一般，只適合在局部范圍內(nèi)使用。熱化學(xué)技術(shù)雖然可以于大幅度的減少電鍍污泥的體積，并可降低其對環(huán)境的危害，但也有其內(nèi)的缺點，如容易在焚燒過程中對環(huán)境造成二次污染，焚燒中需要加輔助燃料，且投資及運行費用較高，也難以得到大范圍的推廣，因此需要進(jìn)一步的改進(jìn)。電鍍污泥的資源化處理，特別是有價金屬的回收技術(shù)，開始研究也很早，相對成熟，重金屬回收率高，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益也好，是目前最好的處理、利用技術(shù)。微生物處理技術(shù)具有廉價、高效、無二次污染、吸附材料來源廣泛等優(yōu)點，最具有發(fā)展?jié)摿Γ诮档碗婂兾勰嘀懈吆康闹亟饘賹ξ⑸锏亩竞ψ饔?，以及如何培養(yǎng)出適應(yīng)性強(qiáng)、治廢效率高的菌種以及了解微生物如何處理重金屬的機(jī)理，仍然還是個挑戰(zhàn)。電鍍污泥的資源化利用符合當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展的要求，既能有效消除電鍍污泥危害，又能帶來可觀經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，成為電鍍污泥處理技術(shù)發(fā)展的重點，其中利用化學(xué)方法處理并回收有用金屬元素是今后研究的主要內(nèi)容，將生物技術(shù)運用于電鍍污泥處理是一個全新的發(fā)展方向。