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国内外处理电解污泥方案详解

来源: http://www.huiguo.net.cn/    发表日期:2015-07-01    浏览:4255

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1 前言

电镀行业产生大量含铜、镍、锌、络、铁等多组分重金属的电镀污泥。国家出台了相关的法律法规对于重金属的综合防治管理办法提出了新的要求,要求到2015年,在铅,汞,铬, 镉和砷等金属关键领域的排放量不高于2007年重金属污染物削减量的85%。

电镀污泥无组织堆放地对附近的地下水污染最严重,我国大部分城市的地下水超过国家地下水标准,全国很大数量的饮用水水井因为污染问题而超过饮用水标准。而且平均每年从以含铅,汞,铬,镉和砷等电镀污泥为主的电镀污泥中损失的金属数量惊人。

如今有许多方法来处理电镀废水,其中尤以化学处理法为主,其他方法有:离子交换法、活性炭法、电解法、蒸发浓缩法、 反渗透法、电渗透法等。

据报道,采用化学方法处理电镀污水在我国的比例约有41%;而在曰本,这个比例是85%左右。采用化学法来处理电镀废水具有初始费用少、工艺成熟、使用条件低、电气控制程度高等优点,而且随着电气设备的普及的普及使用,采用此方法处理电镀废水的趋势明显增加。

由于电镀工艺中的重金属在电镀废水的处理过程中被转移到污泥中。虽然产生的污泥量相对于电镀废水来水很少,但是这部分的污泥仍不可小觑。电镀污泥的二次环境危害从某种角度来说比电镀废水的危害更大。

2 电镀污泥的来源与分类

电镀污泥是指处理电镀污水后产生的污泥和电镀工艺过程中产生的镀槽淤泥,已被列入国家危险废物名录中的第十七类危险废物。电镀污泥含水率高、稳定性低而且迁移性强,不同类型的电镀污泥还含有多种有害的金属离子。

经调查电镀污泥的产生,电镀污泥分为:分质污泥和混合污泥。而混合污泥则是指将电镀废水统一处理后得到的混合电镀污泥。

一般的电镀工业废水常采用化学中和法和絮凝沉淀法处理工艺。首先,电镀废水与碱液进行化学子反应后形成氢氧化物沉淀,然后静置沉淀再过滤处理。

通过上述方法得到的沉淀物就是电镀污泥,具有含水率高、 容易累积、稳定性差、易转移等特性。目前没有一个统一安全的彻底处理电镀污泥的方法,通常情况下都是工厂通过自行处理或交有资质公司进行填埋处置或随生活垃圾一起由政府部门统一处理。

3 国内外电镀污泥的处理方法

国外通常对有经济价值的电镀污泥送交工厂进行制作金属产品。而对于混合的电镀污泥则多采用水泥固化后进行安全妥当的处置。含错污泥的处置则是国内研究的重点,集中在污泥的资源回收综合利用方面。

目前,国内外许多科研单位都做了大量的实践工作,得到了许多实际的处理经验,同时也取得了良好的工艺进展。但总体来说,国内外还没有一种技术成熟、安全可靠、彻底解决电镀污泥处置的方法。如下所述是国内外常用的电镀污泥处理方法。

3.1 固化法

固化法是固体废物无害化处理的一项重要技术,在电镀污泥中加入特定的化学试剂混合,能将重金属等有害物质很大程度上凝固在安全的固体中,通过这种方法能有效避免电镀污泥的次生危害问题。固定化技术主要工艺方法包括:水泥固化法、 石灰固化法、热塑性固化法、熔融固化法、自胶结固化法等。 常用的固化剂有水泥、沥青、玻璃等。由于水泥固化法处理电镀污泥效果显著,而且初始投资和后续运营费用低、其它添加剂来源广泛、价格低廉、技术稳定、工艺成熟,已被全世界广泛的采用。

另一种固定化工艺是在一般水泥中参入一种盐类物质来处理电镀污泥,能有效降低重金属的浸出率。还有一种利用化学药剂处理电镀污泥的技术,其增加的体积容量远远低于用普通水泥来做固化剂的体积容量,显著降低了后续固化体的物流、 储存和处置成本,也得到了很好的应用。

3.2 热处理法

电镀污泥的高温处理工艺主要是一个深度化学反应和污泥 液态化的过程。通过对污泥进行高温加,热,可以减小电镀污泥中的部分金属的毒性,以期消除污泥的二次污染危害。热处理最主要的方法是高温焚烧,通过含水率的降低,污泥提及的明显减小,便于后续的污泥处理。此外,焚烧后产生的灰烬可用于制砖、公路楼房等用途,焚烧过程中产生的大量热能可用于发电,实现能源的有效利用。

3.3 填海与堆肥

填海处理法实际上就是将电镀污泥直接倒入一个距离和深度适宜的海域。但是电镀污泥直接排入海洋中会造成无法避免 的次生危害。国际社会对于这种行为有着明确的限制标准,从 源头上加强对于填海处理污泥的管理。直接向海洋排放电镀污 泥等行为已被明令禁止。

堆肥处置方法对污泥堆放场地的建造技术要求比较高。而且受管控的电镀污泥必须在堆放前先进行一定的预处理以后, 现场检测渗滤液达到标准要求后才可送往堆肥场进行处置,由于选址的不恰当或者防渗漏标注不到位,一方面浪费了大面积 的土地,另一方面也会引起不必要的严重的次生污染,造成环 境问题。

3.4 农用

上海交大的研究人员对电镀污泥农用的可行性进行了研究, 研究了由电镀污泥得到的利用铁氧体经磁化后制得的含磁性肥料的工艺在农田间的应用。结果表明,以电镀污泥为主加工制成的肥料对于农作物有着显著的增加产量的作用,而且加快生长速度。同时,经检测发现施加了肥料的农作物与正常的普通农作物相比较,各项元素含量相差无几。

另外含铬污泥作为微量元素化肥,在花朵的施肥过程中,对于植物生长是促进作用,而且人物不会摄入有毒的物质。同时也应注意,重金属聚集效应是否会对人类健康造成危害,产生不必要的此生危害。

3.5 制砖

预处理后的污泥用于制作砖块是目前新兴的很有前途的处 理方式之一。经过脱水干化和预处理后的含多种重金属离子的污泥来制作灰瘡砖,在一定进量和特定的条件下,效果良好, 而且砖的强度可达标准砖的砖标准。污泥最终形态和制砖的原材料非常相似,而且自身与其他原料混合后能制成合格的砖块, 且污泥自燃性还可节约能源。污泥制砖是一种非常环保的污泥处置方式,而且经济效益很高,产出的砖块在外观和质量等方面均与正常砖块相差无几。

3.6 生物法

我国很多科研机构或者研究所进行过对于利用微生物等来回收电镀污泥中的有价值的重金属的科研课题,主要利用特定的细菌去除污泥中的铜。阿特金森的实验表明,以细菌为主的方法能显著的去除电镀污泥中的铜,锌,铬,镍等离子。在另一个证实的试验中,一种特殊的细菌可以使金属离子转变为非水溶性的化合物,但由此带来的次生危害却并没有明确的结论。

3.7 回收重金属

有选择的从电镀污泥中回收有价值的重金属需要一系列的工艺析出,电镀污泥的浸出分为酸性浸出和碱性浸出两种工艺。 由于酸性浸出的选择性较差,所以大多数情况下采用碱性浸出。 经过选择性的浸出后,采用萃取、沉淀过滤和置换方法可以提纯有用的金属。国外有国家研发了一种回收有价值金属的工艺技术,该技术包括污泥酸性浸出、不同分离技术相结合来处理污泥浸出液,使共存于电镀污泥中的杂质如铅,汞,铬,镉和砷等被脱除,最后阶段的沉淀中将金属以氢氧化物沉淀的形式从溶液中分离出来,该法处理后得到的金属沉淀的纯度能达到冶金工业中生产产品的标准。

4 结语

电镀行业一直是全球的历史性的严重污染行业之一。随着全球生态环境的日益恶化和资源的日益枯竭,对电镀污泥的无害化处理和资源回收综合利用,对人类社会的发展具有深远意义。同时,对于我国的社会发展有着百利而无一害的意义。

近年来,能量的回收利用效率成为了研究的重点。目前我国基本上无视了对电镀污泥处置中潜在的产能能力。电镀污泥中有价值的金属回收利用和能源利用将是未来污泥研究中的一个前沿热点方向。

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