重金属污泥的处理和综合利用
摘要:近年来环境保护工作已引起各方面的重视,对各种废气废水加强了管理
和处理。但是,产生了各种不同性质的污泥。由于污泥的处理和处置问题未得到
妥善解决,会造成二次污染。目前上海的污水量据不完全统计为490万吨/日,经脱
水的污泥达100余万吨/日之多。随着工业的发展和人口的增长,污泥量还在不断
增加。因此,解决污泥问题显然已是当务之急
关键词:重金属污泥电镀
污泥是污水处理后的副产品,是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶
体等组成的极其复杂的非均质体。城市化进程的加快以及工农业的迅速发展,大
量产生的污泥已经对生态环境造成了严重的危害。目前污泥的处置主要以转为农
用、焚烧和填埋为主,但是由于污泥的含水率高、力学性质差、污染物含量高等
特点,这些处理方式往往存在环境污染、处理成本过高或容易引起填埋场工程灾
害等问题,难以满足大量产生的各种污泥处理处置的要求。
一、污泥的分类
根据污泥的性质,可分为重金属和有机两类不同性质的污泥。
1、重金属污泥。许多重金属元素如汞、镐、铬、铅、铜、镍等等均会形成
有毒化合物。其主要来自工业污染源,但必须经科学的处理和合理安置。
2、有机污泥。纺织、化工、造纸、医药和食品等工业废水以及生活污水经
处理后会产生大量含天然和人工合成有机物(如碳水化合物、脂肪、蛋白质、木
质素、纤维素、苯酚、多环芳烃、有机氯、塑料等)的有机污泥,可以通过氧化分
解为简单的无机物。但人工合成具有稳定性较大的有机化合物能在人体内蓄积产
生危害。
二、污泥处理处置的目的
1、减量化:减少污泥最终处置前的体积以降低污泥处理及最终处置的费用;
2、稳定化:通过处理使污泥稳定化,最终处置后污泥不再产生进一步的降解,
从而避免产生二次污染;
3、无害化:达到污泥的无害化与卫生化,如去除重金属或灭菌等;
4、资源化:在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的。
也就是说应在考虑环境效益和社会效益的前提下,尽可能提高其经济价值。将污
泥进行再生资源化处理,既能防止污泥对周围环境的污染,又能够将污泥变废为宝
进行再利用,满足资源的可持续发展要求。
三、电镀污泥的特点及其危害性
多数的电镀废水处理方法都要产生污泥,而化学沉淀法是产生污泥的主要来
源。有些方法,如离子交换法和活性炭法虽不直接产生污泥,但在方法的某些辅助
环节,如再生液的处理也要产生污泥。由于化学法在国内外都被作为一种主要的
处理方法,所以电镀污泥的形势是很严峻的。按照对电镀废水处理方式的不同,可
将电镀污泥分为混合污泥和单质污泥两大类。前者是将不同种类的电镀废水混合
在一起进行处理而形成的污泥;后者是将不同种类的电镀废水分别处理而形成的
污泥,如含铬污泥、含铜污泥、含镍污泥、含锌污泥等。但是,实际上大多数电镀
小企业的废水经过处理后得到的多是混合污泥。因此,目前针对电镀污泥的处理
和资源化利用也是以混合污泥为主要对象。
电镀废水处理过程中产生的污泥含有有害重金属,它具有易积累、不稳定、
易流失等特点,如不加以妥善处理,任意堆放,其直接后果是污泥中的Cu、Ni、Zn、
Cr等这些重金属在雨水淋溶作用下,将沿着污泥-土壤-农作物-人体的路径迁移,
并可能引起地表水、土壤、地下水的次生污染,甚至危及生物链,造成严重的环境
破坏。
四、电镀污泥的处理和利用技术
1、固化/稳定化技术。在危险固体废物诸多处理手段中,固化技术是危险废物
处理中的一项重要技术,通过固化剂和电镀污泥混合,将污泥内的重金属等有害物
质封闭在固化体内而不被浸出,以达到消除污染的目的,具有固化材料易得、处理
效果好、成本低的优势。采用的固化材料有水泥、石灰、玻璃、HAS土壤固化
剂和热塑料物质等,其中比较成熟的是水泥固化。水泥用量应大于电镀重金属污
泥量。加入适量的活性氧化铝、硅酸钠等添加剂,可提高固化效果。
2、热化学处理技术。热化学处理技术(如焚烧、焙烧、熔炼、离子电弧及微
波等)是在高温条件下对废物进行分解,使其中的某些剧毒成分毒性降低,实现快
速、显著地减容,并对废物的有用成分加以利用。目前,有关电镀污泥热化学处理
技术的研究,以对在焚烧处理电镀污泥过程中重金属的迁移特性等问题的研究比
较突出。污泥焚烧是利用高温将污泥中的有机物彻底氧化分解,最大程度地是污
泥中的某些剧毒成分毒性降低。通过焚烧热处理,可以大大减少电镀污泥
的体积,降低对环境的危害。此外,焚烧的产物还有利用价值,如灰渣可用于制
砖、铺路或他用,焚烧产生的热量可用于发电。因此,焚烧热处理是实现电镀污泥
减量化、无害化的一种快捷、有效的技术。
3、有价金属回收技术。在污泥中回收金属,首先要对电镀污泥进行选择性浸
出,金属污泥的浸出分为酸浸和氨浸两种工艺。由于酸浸的选择性相对较差,因此
国际上大多倾向于采用氨浸。浸出液中的金属离子,通常可以采用液——液萃取、
分布沉淀和离子交换等方法,进行分离回收。
对电镀重金属污泥的处理处置及利用方法有专门的论述,一般有填埋、固化、
焚烧、海洋投弃等。对于不同性质的污泥有不同的要求,对毒性很大的污泥,必须
进行严格管理,合理处理。在技术合适的情况下,首先考虑回收及综合利用。相关
技术有回收重金属、制铁黑颜料、制磁性材料、烧砖以及农用。对于电镀重金属
污泥的处理、处置的研究方法很多,但真正能够大量消纳污泥而且得以维持的只
有烧砖法。由于烧砖过程要破坏大量土地,因此探索其他的方法处理处置电镀重
金属污泥势在必行。铁氧体法便是一种得到肯定的方法。但关键是必须制成合适
的综合利用产品,并将其工业化。
综上所述,电镀业是当今全球的三大污染行业之一。面对逐渐脆弱的生态环
境和全世界资源的日益贫乏,积极开展电镀污泥的无害化处置和资源化综合利用,
意义重大,这也是实现社会可持续发展的必然选择。
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