重金属污泥的处理和综合利用

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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