電鍍污泥資源化的研究

孟丹　阮期平　王照麗

摘要：介紹了電鍍污泥的主要理化性質(zhì)，分析了目前國內(nèi)外主要的電鍍污泥資源化技術(shù)，對(duì)電鍍污泥資源化的方法技術(shù)提出了展望。

關(guān)鍵詞：電鍍廢水；重金屬；電鍍污泥；資源化

中圖分類號(hào)：X781.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）8010502

1引言

電鍍污泥是電鍍行業(yè)產(chǎn)生的主要固體廢棄物，因電鍍廢水處理過程中大部分重金屬附著在電鍍污泥中而使電鍍污泥的重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，因此，電鍍污泥被列為危險(xiǎn)固廢。就目前而言，我國的污泥處置發(fā)展落后于污水處理設(shè)施，在污水處理廠建設(shè)的初期，往往只重視污水的處理而忽略了因處理而產(chǎn)生的大量污泥的處理[1]。

電鍍污泥作為固體廢棄物也應(yīng)遵循固廢處理的3R原則：無害化、減量化、資源化。根據(jù)環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置及污染防治技術(shù)政策》，污泥處置的首要目標(biāo)是“減量化”、“無害化”和“穩(wěn)定化”，“資源化”，且作為更高層次的要求存在。但是作為污泥，它具有的污染性和資源性雙重特性，在保證無害化的前提下對(duì)其進(jìn)行一定的資源化是目前電鍍污泥研究的重點(diǎn)。

2電鍍污泥的特性

電鍍污泥因電鍍工藝的不同存在一定的區(qū)別，這也是阻礙電鍍污泥的資源化的一個(gè)重要原因。而污泥的理化性質(zhì)是決定其處理方式的關(guān)鍵[2]。陳永松[3]等分析了12種來源不同的電鍍污泥試樣發(fā)現(xiàn)：電鍍污泥的pH值在6.70～9.77之間（偏堿性）；水分（一般在75%～90%之間）、灰度含量高（>76%）；污泥組分十分復(fù)雜而且分布極不均勻；重金屬含量很高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在電鍍污泥中的常規(guī)化合物有Al2O3、Fe2O3、CuO、SiO2、CaO、SO3、Na2O、MgO等[4]。

總的來說，電鍍污泥具有含水率高、重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)大且熱穩(wěn)定性高、極易造成二次污染的特性。

3電鍍污泥資源化的方法

目前，國內(nèi)外對(duì)于電鍍污泥資源化的方法研究主要集中在重金屬回收技術(shù)和材料化技術(shù)這兩大方向[4]。

3.1重金屬回收技術(shù)

重金屬回收技術(shù)通過化學(xué)、物理、生物等方法收集回收電鍍污泥中的有價(jià)金屬從而實(shí)現(xiàn)污泥的資源化。其主要的方法途徑如下。

3.1.1浸提法

浸提法是指通過浸提劑與電鍍污泥中的重金屬反應(yīng)來收集有價(jià)金屬的方法。根據(jù)浸提劑的不同分為酸浸法、氨浸法和生物浸取法。酸浸法用硫酸、鹽酸等作為浸提劑，主要針對(duì)銅、鐵、鎳等[5，6]有價(jià)金屬的回收；氨浸法常用氨水作為浸提劑，主要針對(duì)鉻[7]的回收利用；生物浸取法主要是利用化能自養(yǎng)微生物[8]的生化作用將電鍍污泥中的重金屬由固相變?yōu)橛坞x態(tài)進(jìn)入液相，再進(jìn)行回收利用。

3.1.2熔煉法和熔燒浸取法

熔煉法主要用于回收電鍍污泥中的銅、鎳重金屬[9]，但因回收的效率不高且能耗大，并未得到廣泛運(yùn)用。熔燒浸取法是先在高溫下熔燒，去除電鍍污泥中的一些雜質(zhì)，然后用酸、水等介質(zhì)提取有價(jià)金屬的資源化方法。

3.1.3焚燒-回收法

焚燒-回收法是在電鍍污泥經(jīng)焚燒的基礎(chǔ)上，對(duì)焚燒渣中的重金屬進(jìn)行回收利用的一門技術(shù)。裔兆君[10]等通過對(duì)電鍍污泥焚燒殘?jiān)械腃u、Ni形態(tài)分析發(fā)現(xiàn)焚燒處理能明顯達(dá)到減量化。國內(nèi)外研究表明焚燒-回收法能有效實(shí)現(xiàn)電鍍污泥的“減量化”和“無害化”。此法不僅有效的減少了電鍍污泥的體積，還能產(chǎn)熱給其他產(chǎn)業(yè)提供熱能，而且最后殘?jiān)械闹亟饘僖灿泻芎玫娜ヌ帯厥绽谩?/p>

3.1.4復(fù)合法

目前，電鍍污泥中重金屬的回收多是采用復(fù)合方法，例如顧冬梅[11]等對(duì)電鍍污泥進(jìn)行還原焙燒—酸浸處理得出還原焙燒比直接焙燒更有利于電鍍污泥中銅的選擇性浸出：煤粉投加量為10%、碳酸鈣投加量為0.5%、溫度為700℃、焙燒時(shí)間為20 min時(shí)，電鍍污泥中銅的浸出率可達(dá)98.3%，含量達(dá)到15.07%。鄭順[12]等對(duì)電鍍污泥氯化焙燒-弱酸浸出工藝的研究表明：鹽酸為1 mol/L、浸出時(shí)間為45 min、浸出溫度為318 K、液固比為4∶1時(shí)，鎳的浸出率為97.48%，銅的浸出率為87.65%。

3.2材料化技術(shù)

材料化技術(shù)是指利用經(jīng)過無害化處理的電鍍污泥，將其作為原料或者輔料用于生產(chǎn)建筑材料、有機(jī)化肥材料等的技術(shù)[4]。丁慶生等[13]用鋼鐵廢水污泥、鋇泥、銅渣和電鍍污泥作為主要原材料，摻入頁巖、淤泥等校正原料制成防輻射功能集料，其重金屬浸出濃度達(dá)到GB5080.3—2007的要求。

3.3其他資源化技術(shù)

3.3.1電鍍污泥鐵氧體化處理法

李磊等[14]采用酸浸—鐵氧體化—毒性浸出分析工藝實(shí)現(xiàn)了電鍍污泥的資源化。經(jīng)過TCLP毒性鑒別，發(fā)現(xiàn)殘?jiān)昂铣设F氧體都達(dá)到無害化。殘?jiān)梢杂糜诎踩盥窕蛘咦鳛椴牧匣夹g(shù)的安全原料；鐵氧體則可以作為工業(yè)產(chǎn)品被運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。

3.3.2電鍍污泥的生物處理法

曾猛等[15]利用嗜酸性氧化硫硫桿菌（A，t）進(jìn)行生物淋濾，經(jīng)處理后的電鍍污泥適合于農(nóng)田施用。電鍍污泥之所以不能用于農(nóng)田回用的一個(gè)主要原因就是重金屬含量過高，而P、S、K等營養(yǎng)元素又極度匱乏。通過這種生物處理法，能夠有效的改善這種情況，實(shí)現(xiàn)了電鍍污泥回用農(nóng)田的可能。

4分析與展望

電鍍污泥的成分和性質(zhì)十分復(fù)雜[16]，如何經(jīng)濟(jì)高效地將其資源化一直是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在對(duì)電鍍污泥資源化的過程中應(yīng)注意避免二次污染的產(chǎn)生。就目前電鍍污泥資源化存在的問題分析，其資源化方法與技術(shù)在今后主要集中展現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）復(fù)合化：單一的重金屬回收技術(shù)產(chǎn)生的二次污染對(duì)環(huán)境污染極大。重金屬回收技術(shù)應(yīng)多采用復(fù)合方法來減弱對(duì)環(huán)境的不利影響，進(jìn)而有效避免二次污染的產(chǎn)生。這也是將來電鍍污泥中重金屬回收的發(fā)展趨勢(shì)。

（2）無害化：是材料化技術(shù)電鍍污泥資源化的前提；也是重金屬回收技術(shù)的目標(biāo)，只有做好無害化，才能更好的利用電鍍污泥。

（3）生物化：生物法在處理環(huán)境問題中的優(yōu)勢(shì)愈加明顯，如何更好地利用微生物處理電鍍污泥是將來研究的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]

岳寶，陳淼.“產(chǎn)業(yè)協(xié)同、循環(huán)利用”城市污泥處置新模式探討[J].中國給水排水，2013，29（10）：1～4.

[2]Viguri J.Andrés A.Ibanez R， et al. Characterization of metal finishing sludges： influence of the pH[J].Jacrnal ofHazardous Materials，2000，79（1-2）：63～75.

[3]陳永松，周少奇.電鍍污泥的基本理化特性研究[J].中國資源綜合利用，2007，25（5）：2～6.

[4]季文佳，黃啟飛，王琪，等.電鍍污泥資源化與處置方法的研究[J].電鍍與環(huán)保，2010，30（1）：42～45.

[5]Asavapisit S， Naksrichum S， Harnwajanwong N.Strength.leachability and microstructure characteristics of cementbased solidified plating sludge[J].Cement and concrete Research，2005，35（6）：1042～1049.

[6]陳凡植，陳慶嬌，吳對(duì)林，等.銅鎳電鍍污泥的資源化和無害化處理試驗(yàn)研究[J].環(huán)境工程，2001，19（3）：44～46.

[7]Magalhàes J M，Silva J E，Castro F P，et al.Role of the mixing conditions and composition of galvanic sludges on the inertization process in clay-based ceramics[J].Journal of Hazardous Materials，2004，106（2）：169～176.

[8]易龍生，馮澤平，王洲，等.電鍍污泥資源化處理綜述[J].電鍍與精飾，2014，36（2）：16～20.

[9]李紅藝，劉偉京，陳勇.電鍍污泥中銅和鎳的回收和資源化技術(shù)[J].中國資源綜合利用，2005，23（12）：7～10.

[10]裔兆君，嚴(yán)金龍，丁成.電鍍污泥焚燒殘?jiān)械腃u、Ni形態(tài)分析[J].環(huán)境工程，2012，30（4）：80～82.

[11]顧冬梅，鄧開宇，陳嫻，等.電鍍污泥的還原焙燒—酸浸[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2013，7（7）：2721～2727.

[12]鄭順，李金輝，李洋洋，等.電鍍污泥氯化烘焙—弱酸浸出工藝研究[J].礦業(yè)工程，2014，34（6）：105～109.

[13]丁慶軍，王承，劉凱，等.利用富含重金屬污泥制備防輻射功能集料[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2015（12）：17～22.

[14]李磊，唐偉，朱淵博，等.電鍍污泥的鐵氧化研究[J].電鍍與現(xiàn)代化工，2013，33（10）：62～65.

[15]曾猛，靳輝，劉金友，等.生物淋濾去除電鍍廢水污泥中的重金屬[J].電鍍與精飾，2014，36（6）：43～46.

[16]張學(xué)洪，王敦球，黃明，等.電鍍污泥處理技術(shù)進(jìn)展[J].桂林工學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，24（4）：502～505.