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摘要：電鍍污泥作為電鍍廢水處理后的附屬產(chǎn)物，其成分復(fù)雜、易遷移，對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境都具有較大的危害。隨著我國(guó)環(huán)境治理要求的不斷提高，電鍍污泥處理成為了阻礙電鍍產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要因素。如何綠色化、無害化、資源化處理電鍍污泥成為了當(dāng)前電鍍、廢水處理、環(huán)境治理等多行業(yè)研究的重點(diǎn)。
隨著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的迅猛發(fā)展，所使用的金屬材料保護(hù)方式也隨之增多。電鍍，作為機(jī)械制造業(yè)材料保護(hù)的重要工序，所產(chǎn)生的廢水中不僅含有危害較大的六價(jià)鉻等重金屬離子，還含有氰化合物、酸性物質(zhì)、堿性物質(zhì)、防銀變色劑、增光增亮劑等多種毒性物質(zhì)，這些污染物對(duì)環(huán)境和人類有極大的危害。電鍍污泥作為電鍍廢水經(jīng)處理后產(chǎn)生的絮凝沉淀物，由于其成分復(fù)雜、含有大量重金屬、處理成本高等一直備受環(huán)保者的關(guān)注。當(dāng)前，電鍍污泥處理技術(shù)包括固化穩(wěn)化法、熱處理法、材料化法、火法、濕法、火法-濕法組合、生物法等。近年來一些新工藝研究也有一些進(jìn)展，例如，電鍍污泥燒制陶粒技術(shù)、硫酸浸出-萃取-反萃工藝、重選-氨法浸出工藝等。本文主要介紹了各種處理方法的現(xiàn)狀，并對(duì)電鍍污泥處理技術(shù)的最新研究方向進(jìn)行了闡述。
一、電鍍污泥的來源、特征和危害
1、電鍍污泥的來源
電鍍污泥主要來源于電鍍廢水經(jīng)化學(xué)法、物理法或生物法處理后得到的絮凝沉淀物。電鍍污泥根據(jù)成分主要分為分質(zhì)污泥和混合污泥。分質(zhì)污泥是單個(gè)工序或含同類單一重金屬電鍍廢水匯合后得到含單一重金屬元素的電鍍廢水經(jīng)處理后得到的電鍍污泥；混合污泥是多個(gè)工序的不同類電鍍廢水混合后組成了含多種重金屬元素的電鍍廢水經(jīng)處理后得到的電鍍污泥。
2、電鍍污泥的特征
由于電鍍廢水的成分相對(duì)復(fù)雜，使電鍍污泥具有以下特征：1) 電鍍污泥中含有金、銀、鉻、銅等大量重金屬離子；2) 電鍍污泥中含有大量有機(jī)化合物，如平整劑、螯合劑、光亮劑等；3) 電鍍污泥中有害成分易遷移到自然環(huán)境中，污染環(huán)境。
3、電鍍污泥的危害
電鍍污泥如果沒有經(jīng)過凈化工序而任意排放，不僅會(huì)造成環(huán)境污染，而且危害人類健康，具體危害如下：
1) 電鍍污泥滲入到土壤中使土壤貧瘠，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)或者死亡；2) 電鍍污泥滲入到自然水體中使水體生物死亡，污染水資源；3) 電鍍污泥中含有的重金屬會(huì)通過食物鏈“污泥→土壤/水源→植物/動(dòng)物→食物→人體”來危害人類健康。因此，如何使電鍍污泥減量化處理、資源化利用，是電鍍行業(yè)非常重要的研究課題。
二、電鍍污泥處理技術(shù)研究現(xiàn)狀
1、電鍍污泥減量化處理技術(shù)
電鍍污泥減量化處理技術(shù)主要是利用一些技術(shù)方法處理電鍍污泥使其快速體積減小、釋放土地資源的一類技術(shù)，目前常用的處理方式有固化穩(wěn)化技術(shù)和熱處理技術(shù)等。
①電鍍污泥固化穩(wěn)化技術(shù)
固化穩(wěn)化技術(shù)是向電鍍污泥中投加固化劑、添加劑來使污泥封閉在固化劑形成的固化體內(nèi)部，從而使有毒有害物質(zhì)不遷移到環(huán)境中的一種方法。常見的固化劑有：水泥、瀝青等，添加劑有：碳酸鈣、氧化鋁等。固化穩(wěn)定技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是處理簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、速度快等，缺點(diǎn)是污泥固化后增容較大，堆存需要大量土地資源，污泥可能再次溶出造成二次污染等。Chen等人采用堿活性爐渣與堿反應(yīng)形成的堿活性爐渣粘合劑，用于電鍍污泥的固化穩(wěn)化。研究表明，高爐中的六價(jià)鉻提高了含鉻電鍍污泥的穩(wěn)定性。
②電鍍污泥的熱處理技術(shù)
熱處理技術(shù)是在高溫條件下處理電鍍污泥后經(jīng)脫水、降毒、二次利用的一種方法。主要的方法有：焚燒法、微波、離子電弧等。例如，高毒性六價(jià)鉻經(jīng)熱處理后可以得到低毒性的三價(jià)鉻。熱處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是效率高、快速減小污泥體積等，缺點(diǎn)是處理過程耗能較高、熱處理裝置要求嚴(yán)格等。
2、電鍍污泥資源化處理技術(shù)
電鍍污泥資源化處理技術(shù)主要是利用一些技術(shù)方法處理電鍍污泥使其成為可回收利用的新資源的一類技術(shù)。例如，建筑材料、顏料、肥料等。目前常用的處理方式有材料化處理技術(shù)和生物堆肥處理技術(shù)等。
①電鍍污泥材料化技術(shù)
材料化技術(shù)是指在生產(chǎn)建筑材料、顏料、陶瓷材料、催化劑、磁性材料的過程中添加電鍍污泥來作為原料組分或添加劑的一種方法。目前研究較多的是利用電鍍污泥制成的建筑材料如黏土磚、水泥等。材料化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是二次利用、減容釋放土地資源等。缺點(diǎn)是污泥成分不固定，使用前需分析化驗(yàn)成分來調(diào)整其它添加劑的比例，產(chǎn)品的統(tǒng)一性很難保證。Matovic等人研究了將富鉻電鍍污泥完全轉(zhuǎn)化為黑色無機(jī)顏料的方法，制備的黑色無機(jī)顏料成分均一，無有毒金屬，具有與商業(yè)售賣的顏料相當(dāng)?shù)纳珴伞Ｒ虼耍哂袧撛诘纳虡I(yè)應(yīng)用價(jià)值。
②生物堆肥處理技術(shù)
生物堆肥處理技術(shù)是借助微生物發(fā)酵技術(shù)，將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為農(nóng)田有機(jī)肥料的一種方法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是成本低、循環(huán)利用、環(huán)境友好，缺點(diǎn)是污泥中重金屬可能會(huì)通過生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入人體，從而損害人類健康。因此，堆肥法發(fā)酵前必須分析清楚重金屬組成成分，嚴(yán)格控制有毒有害金屬含量。
3、電鍍污泥貴金屬回收處理技術(shù)
電鍍污泥貴金屬回收處理技術(shù)主要是利用一些技術(shù)方法處理電鍍污泥使其中的一些貴金屬得到提取回收、循環(huán)利用的一類技術(shù)，主要的回收方式有火法處理技術(shù)和濕法處理技術(shù)、火法-濕法組合處理技術(shù)和微生物浸取法等。
① 電鍍污泥火法處理技術(shù)
火法處理技術(shù)是在高溫條件下向電鍍污泥中加入還原性物質(zhì)，使有毒有害有機(jī)物直接分解或使高價(jià)重毒金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)輕毒金屬離子的一種方法。例如，高毒性六價(jià)鉻經(jīng)熱處理后可以得到低毒性的三價(jià)鉻。熱處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是效率高、減容釋放土地資源等，缺點(diǎn)是焚燒過程存在氣體污染、能耗高、設(shè)備要求高、飛灰殘?jiān)枰翁幚淼取?/p>
②電鍍污泥濕法處理技術(shù)
濕法處理技術(shù)是向電鍍污泥中投加浸出劑，使貴金屬溶解，然后經(jīng)過濾、純化、沉淀、析出金屬，最終回收得到貴金屬的一種方法。該技術(shù)主要有酸浸法、氨浸法。
1) 酸浸法。酸浸法是在酸性條件下 ( pH=1-3) ，對(duì)電鍍污泥中貴金屬進(jìn)行溶解、分離、再次沉淀，從而將貴重金屬回收的一種方法。優(yōu)點(diǎn)是浸出液貴金屬離子濃度高、廢水量小等，缺點(diǎn)是操作復(fù)雜、藥品消耗大等。王伍等人采用硫酸常壓浸出法對(duì)電鍍污泥中的鋅離子 ( Zn2+) 、鎳離子 ( Ni2+) 、銅離子 ( Cu2+) 進(jìn)行了回收，三種重金屬離子的浸出率都較高，它們分別為 99% 、99%、和95% 。
2) 氨浸法。氨浸法是利用銨根對(duì)貴金屬離子的選擇性絡(luò)合，將貴金屬?gòu)奈勰嘀蟹蛛x出來的一種技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)是回收率高、雜質(zhì)金屬少、浸出劑回收循環(huán)使用等，缺點(diǎn)是氨水易溶于水和揮發(fā)、氣味刺激、設(shè)備要求高等。
③火法-濕法組合處理技術(shù)
火法-濕法組合處理技術(shù)又稱焙燒浸取技術(shù)，是先用火法脫除電鍍污泥中的水和有機(jī)物等雜質(zhì)，然后再用濕法浸取分離回收貴金屬的一種聯(lián)合處理工藝。優(yōu)點(diǎn)是回收多種金屬、廢水量小、產(chǎn)能大等，缺點(diǎn)是金屬成分復(fù)雜、設(shè)備較多、易二次污染等。
④微生物浸取法
微生物浸取法是利用微生物發(fā)酵產(chǎn)生酸性物質(zhì)，將貴金屬固體溶解成貴金屬離子，然后經(jīng)過濾、提純、除雜回收重金屬的一種方法。主要細(xì)菌有嗜酸性氧化硫硫桿菌和嗜酸性氧化鐵硫桿菌等。優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉、廢氣排放少、環(huán)境友好等，缺點(diǎn)是優(yōu)良菌株培養(yǎng)選育較難、處理周期長(zhǎng)等。Sun等人研究了生物浸出法從含銅電鍍污泥中提取銅，結(jié)果表明，與其它浸出方式相比，生物浸出法具有更高的效率，即: 銅的生物浸出效率在第7天就達(dá)到了94.3%，比化學(xué)浸出效率高出21.1%。
三、新型電鍍污泥處理技術(shù)
1、電鍍污泥燒制陶粒技術(shù)
電鍍污泥燒制陶粒技術(shù)是一種資源化利用電鍍污泥的方法。陶粒作為一種建筑材料，具有質(zhì)量輕、顆粒均勻、用途廣等優(yōu)點(diǎn)。周宏建通過一系列數(shù)據(jù)研究了電鍍污泥造粒的工藝流程，經(jīng)檢測(cè)燒制出來的陶粒重金屬離子含量符合 GB5085. 3-2007 標(biāo)準(zhǔn)。
2、硫酸浸出-萃取-反萃工藝
硫酸浸出-萃取-反萃工藝是一種新型電鍍污泥濕法處理技術(shù)，目前主要應(yīng)用在電鍍污泥中重金屬的回收。易龍生等人采用了此工藝提取電鍍污泥中銅離子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)銅的硫酸浸出率、萃取率、反萃取率分別為 90%、99%和95%，最后，銅離子的總回收率為85%。此工藝流程對(duì)電鍍污泥中的銅離子進(jìn)行了高效提取。
3、重選-氨法浸出工藝
重選-浸出工藝是將電鍍污泥先經(jīng)過重選脫泥除雜，再經(jīng)過氨法浸出工藝，來回收電鍍污泥中重金屬的一種方法。岳琦等人通過實(shí)驗(yàn)研究了重選-浸出工藝，在最優(yōu)的工藝條件下，銅離子的浸出率為85.05% ，鎳離子的浸出率為 83.45% 。
四、電鍍污泥處理技術(shù)展望
電鍍污泥由于其成分復(fù)雜、易遷移，如何高效綠色化和減量化處理、無害資源化利用一直是研究熱點(diǎn)。未來電鍍污泥處理方式的發(fā)展方向會(huì)布局在以下三個(gè)方面：
1) 無害資源化：在無害化處理后，再經(jīng)過資源化處理制造出符合環(huán)保要求的新型建筑材料；2) 組合綠色化：開發(fā)出多種工藝組合在一起的綠色、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的電鍍污泥處理技術(shù)，是一個(gè)很有潛力的發(fā)展方向；3) 生物提取化：利用生物細(xì)菌的生命活動(dòng)來提取電鍍污泥中的一些貴重金屬，剩下的有機(jī)物可以作為有機(jī)肥料。
五、結(jié)語
隨著我國(guó)環(huán)保要求的不斷提高，電鍍污泥的減量化、資源化、綠色化處理要求也越來越高，如何根據(jù)污泥成分選擇合適的處理工藝將是未來電鍍產(chǎn)業(yè)關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)。貴金屬回收率與純度的提高、成本優(yōu)化控制、資源化規(guī)范生產(chǎn)、綠色環(huán)境友好都將成為制約電鍍污泥處理技術(shù)發(fā)展的重要因素。目前電鍍企業(yè)對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行升級(jí)改造，在成本上可能比較劃算，但是如何改造，或者說怎樣選擇和現(xiàn)有處理工藝相適應(yīng)的改造方案還需要相關(guān)電鍍污泥處理工程師們認(rèn)真分析、總結(jié)。未來，將計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)接入到電鍍污泥處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制加藥品、排污泥、回收貴金屬等過程將是智能工業(yè)化應(yīng)用的一個(gè)重要方面。
文章來源：中國(guó)危廢產(chǎn)業(yè)網(wǎng)
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