污水处理技术工艺

电镀污泥回收如何更彻底 更有效 仍是如今面临的一大难题!

发布日期:2019-06-04 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

电镀废水可采用多种方法处理,包括化学法、离子交换法、活性碳法、电解法、生物法、蒸发浓缩法、反渗透法、电渗析法等。

在我国,电镀废水主要采用化学方法处理。对于一些难处理的金属离子,使用一些硫化试剂沉淀。电镀废水处理时,将电镀废水中的重金属元素转移到污泥中。

污泥量虽然比污水小得多,但仍然很大。特别是,它对环境造成的危害远远大于电镀污水。因此,合理审慎地处理电镀污泥对国家和社会具有深远的意义。

电镀污泥的组成,分类和危害

1电镀污泥的成分

电镀污泥是指电镀废水处理后产生的污泥和电镀过程中产生的污泥。一般来说,电镀污泥中可能含有金、银、铁、铜、铬、镍、锌等重金属元素,这些重金属元素来自电镀厂排出的各种电镀废水、清洗电镀件后的废液、电解槽等。

化学方法对电镀废液进行矿化处理时,各电镀厂所使用的原料、生产方法和处理工艺会因电镀需求的不同而有所不同。产生的污泥成分也各不相同。

而且在电镀生产过程中常常会用到一些有机物质,如配位剂、光亮剂、整平剂、除杂剂、表面活性剂等,这些药剂大部分都是有害物质,如丙烯磺酸钠,二甲氨基丙胺与环氧氯丙烷缩合物,炔醇、炔二醇及其环氧乙烷环氧丙烷加成物,柠檬酸,酒石酸,苹果酸,羟基乙酸,乙醇,丙酮等。

虽然这些物质提高了电镀产品的质量,但给电镀污水和污泥的处理带来了很大的困难,也对生态环境和人类健康构成了严重威胁。

电镀污泥的分类及危害

电镀污泥含水量高,稳定性低,迁移性强。不同类型的电镀污泥还含有各种类型的有害金属离子,已列入国家危险废物清单。和第二十三大类危险废物。

电镀污泥可分为分离污泥和混合污泥两种类型:分离污泥主要包括铜污泥、镍污泥、铬污泥等单一重金属元素,混合污泥由不同种类的电镀废水共同处理而成,其中含有多种金属元素。

由于电镀技术的多样性,实际电镀废水处理得到的污泥多为混合污泥。因此,混合污泥是我国研究的主要对象。

电镀污泥含有大量的重金属离子,如Cu,Ni,Zn,甚至是高危金属离子,如Cd和Cr,这是典型的危险废物。

由于污泥不稳定,易分解流失,在外界风化、雨淋的作用下,重金属离子很容易迁移至生态系统中,对生态环境造成破坏,甚至会影响到人类健康。

早在1998年,电镀污泥就作为典型的危险废物列入了国家危险废物清单。2004年,《危险废物经营许可证管理办法》对电镀污泥的收集、贮存和处置也作了严格规定,防止了二次污染事故的发生。

通常而言,电镀污泥的处理是指通过物理、化学、生物等不同的方法,使电镀污泥转化为适于运输、贮存、资源化利用以及最终处置的过程。

电镀污泥处置是指电镀污泥最终处置或安全处置,是电镀污泥污染控制的最终环节。电镀污泥的处置主要包括海洋处置和土地处置。

在国外,分离污泥常用于金属回收,混合污泥多用水泥固化,以安全、妥善处置。铬污泥污染严重,在中国几乎没有污泥分离。因此,我国对铬污泥的处理已成为研究的热点。

目前,国内外对电镀污泥的回收进行了大量的研究,取得了很大的进展。但是,一般来说,国内外尚无成熟,安全,可靠的方法来完全解决电镀污泥问题。常用的处理和处理方法如下所述。

电镀污泥的处理方法

1固化处理

固化处理是指利用固化后的基材对废物进行固定或包裹,以减少其对环境的危害,使其安全运输和处置。固化处理是目前处理电镀污泥最重要的方法,也是目前处理电镀污泥最重要的方法。

在与特定化学试剂混合的电镀污泥中,污泥中的大部分重金属可以在安全固体中凝固,从而有效避免二次污泥污染。凝固体应具有良好的透气性、耐沥滤性、干混合性、抗冻融性和足够的机械强度。

主要的固化过程包括水泥固化,石灰固化,热塑性固化和熔融固化。水泥,沥青,水玻璃等是常用的固化剂。

当固化剂与电镀污泥混合时,污泥中的有害重金属元素将被密封在固化体中。水泥固化法因其处理效率高、操作简单、固化体稳定、价格低廉、固化材料易得等优点而得到广泛应用。

近年来,随着研究的深入,高温热解已被用于处理有机物含量高的污泥。在这个过程中,有机物被分解成短的烃链物质,然后作为燃料再循环。

如果热解时的温度足够高,则固体残渣甚至可以玻璃化,即,污泥中的重金属元素固定在固体残余物中。该处理类似于熔融固化方法。

虽然热分解法能稳定固体中重金属的含量,并能重复利用分解过程中产生的一些可燃气体,但这种方法仅适用于有机物含量高、能耗高的污泥,其应用范围受到很大限制。

虽然凝固法有较多优点,但该技术会产生较多固体废物,而且是电镀污泥的一大废物,可作为二次资源,且不符合固体废物处置的3r原则(即减少_1的减少,重用_1的重用,回收。_再生)不能作为未来电镀污泥技术发展的主要方向。

2热处理

电镀污泥的高温处理过程是一个深度化学反应的过程。当污泥在高温下加热时,添加一些还原物质,并且一些重金属元素可以从高毒性状态变为低毒性状态。

例如,在高温下添加焦炭可以使铬从+6价转变为+3价,从而降低毒性。高温焚烧是热处理的主要方法。有毒有害有机物经焚烧后经热氧化分解,焚烧后的灰份可综合利用,无有害物质。

污泥焚烧具有最大的最小化程度、最完整的稳定性和最完整的无害效果,是目前最彻底的处理方法。在焚化过程中,能源的回收利用也达到了污泥资源的最大程度,使污泥成为珍宝,解决了污泥处理和利用所带来的不利因素。

正是由于焚烧的诸多优点。目前,它已广泛应用于一些经济较发达的国家和地区的电镀污泥的稳定化和固定化。

以日本为例,日本政府因人口密度高、山地多,对环境保护要求严格,日本大部分污泥采用焚烧法处理。

3回收再利用

电镀污泥中某些元素的含量可能超过某些矿石中的元素含量。对国家和社会而言,电镀污泥中的金属元素是相当丰富的财富,因此电镀污泥的回收利用过程一直是科学研究的重点。

电镀污泥的回收和再利用主要需要解决三个问题:

一是推进污泥脱水和有机物溶解的预处理技术。

二是污泥焚烧的最终处置和卫生填埋技术;

第三是各种形式污泥的资源回收技术。电镀污泥的回收主要包括火烧工艺,湿法工艺,火烤,湿浸工艺和生物工艺。

1.火法工艺

火法工艺处理电镀污泥是在污泥熔炼过程中加入还原物质及造渣剂,在高温条件下反应生成金属或金属中间产品的过程。

因为电镀污泥含水量大,金属品位低,成分复杂,而火灾过程本身又有能耗高,投资大,金属回收率低的缺点,在电镀污泥的处理过程中,火灾过程很少被使用。

2.湿法工艺

湿法工艺的基本流程是:在合适的浸出剂及浸出条件下,电镀污泥中有价金属被浸出而进入浸出液,实现有价金属与杂质的初步分离,浸出液经净化、有价金属分离后得到较为纯净的金属离子溶液,进而提取金属或金属产品,湿法工艺主要包括酸法浸出和氨法浸出。

① 酸法浸出

李英提出了“浸出-化学沉淀(分步沉淀-共沉淀)共沉淀”回收电镀污泥的工艺路线。

在浸出过程中,硫酸被用作浸出剂,并在研究的最佳条件下进行了一次浸出。铁、铜、铬、镍的浸出率分别为88.65、97.83、91.64和99.33。铁、铜、铬和镍的浸出率分别为91.06、98.87、93.55和99.88,在相同浸出条件下对剩余渣进行了二次浸出。

然后逐步沉淀浸出液。回收金属元素后,浸出液基本澄清,大部分金属元素可回收。因此,酸浸和化学沉淀可以有效地回收和利用电镀污泥中的金属元素。

李强等用硫酸浸出电镀污泥,用Lix984N从浸出液中提取铜,用硫化钠沉淀锌,用碳酸钠沉淀镍。

在较好的试验条件下,铜、镍、锌、铬的回收率均高于96%。并在实验室研究的基础上,每年建设3万吨混合电镀污泥处理示范工厂,在实践中保持盈利状态。本研究论证了电镀污泥综合回收利用的可行性,为电镀污泥的回收利用提供了有价值的实践经验。

国内外学者对湿法浸出电镀污泥做了大量研究后发现:酸法浸出时,浸出液离子浓度高,后续处理水量小,但酸法浸出有选择性差,浸出液净化过程复杂,酸碱及除杂剂消耗量大等缺点。

② 氨法浸出

由于酸浸的许多缺点,近年来研究人员提出了一种通过氨法从污泥中回收金属的方法。氨浸出是电镀污泥处理的传统方法。 NH3iNH4溶液用于将有价值的金属元素与电镀污泥中的其他金属元素分离,以实现分离。

利用氨浸出电镀污泥,氧化物或沉淀物可以以配合物的形式进入溶液。整个过程属于金属的电化学腐蚀过程。

张焕然提出了“氨系统浸出镍,铜萃取和氨闭环回收”的工艺,以回收电镀污泥中的铜和镍。

在最佳工艺条件下,即使电镀污泥中的金属含量很低(铜0.94%,镍0.81%),铜和镍的浸出率也分别达到95%和88%。采用两段逆流浸出,铜和镍的浸出率分别达到97%和93%。

渗滤液中铜和镍的分离是通过“萃取洗涤÷÷酸洗÷÷汽提”的过程进行的。经过两步萃取后,铜和镍的萃取率接近100%,萃余液中铜和镍的质量浓度接近100%。分别降低至0.0034g / L和0.023g / L,在调节氨后,萃余液返回浸出。

通过国内外对氨水回收的试验和分析,发现氨水系统有利于贵金属的选择性浸出,杂质金属很少或从未进入浸出液。

氨系统使用萃取剂分离浸出溶液中的金属,并且在酸浸出的情况下,金属的沉淀和分离中没有夹带损失。因此,重金属的回收率高于酸浸出系统,并且当在电镀污泥中回收铜和镍时。该过程很短,水和浸出剂可以很好地回收利用。由于上述优点,通常优选在世界上使用氨浸出。

3、火法焙烧与湿法浸出相结合工艺

消防湿法工艺的联合过程是用消防工艺对电镀污泥进行预处理,去除水分、有机物和一些杂质,从而对贵重金属进行分类和富集,然后使用合适的沥滤剂将贵重金属浸出。该工艺对处理杂质含量高、成分复杂的污泥更有意义。

火焰焙烧和湿法浸出的组合方法有利于在湿法工艺中提取和分离一些难以分离的金属。然而,该方法仍然具有工艺流程长,能耗高和生产投入大的缺点。难。

4生物处理

生物处理是利用微生物在固体废物中分解可降解物质,从而达到无害或综合利用的目的。目前,微生物对电镀污泥中贵重金属的浸出研究较多。

1.生物浸出

微生物浸出主要是利用自养性嗜酸杆菌的生物产酸作用,从电镀污泥中浸出有价值的金属,成为可溶性金属离子,然后用适当的方法从浸出液中分离和回收有价值的金属离子。作用机制比较复杂。包括微生物的生长、代谢、吸附、转化等过程。

毕文龙使用嗜酸性硫氧化硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌浸出固体含量为3%的电镀污泥。电镀污泥中Ni,Cr和Cu的浸出率分别为92.9%和85.1%。在相同pH条件下,浸出率高于硫酸浸出率96.8%,但该方法处理时间长(嗜酸菌驯化后酸化处理时间15天),难以使用在工程实践中。

针对这一缺点,他利用含1%固体的城市污泥培养了硫氧化硫杆菌得到的无机酸溶液,并在短时间内有效地浸出电镀污泥,在相同的pH条件下浸出效果相同。硫酸基本相同。他还用黑曲霉分泌的柠檬酸和葡萄酸对电镀污泥进行了6次生物浸出处理。 Ni,Cr和Cu的浸出率分别为91.9%和74.4%3155.2%。

他认为四种有机酸柠檬酸、苹果酸、草酸、葡萄酸对ni、cr、cu的浸出作用一次减弱,并在没有拮抗或协同叠加的情况下混合在一起。

曾萌等使用在7K培养基中活化7天的亲电子硫氧化硫杆菌生物浸出电镀污泥。在元素硫添加量为1.25g / L的条件下,浸出污泥中仅残留微量硫,各种重金属离子的剩余量达到农业污泥国家标准。

与传统的理化方法相比,该方法具有金属浸出率高、操作简单、可持续性好、生产成本低等优点。

2.堆肥与农用处理

污泥堆肥是在一定条件下,通过微生物发酵使有机物降解成为土壤肥料的过程。

此外,污泥中所含的微量重金属对植物的生长也有一定的影响。堆肥作为一种投入少、效果快的污泥处理方法,具有广阔的应用前景。

然而,还应注意的是,污泥中的有毒重金属由于聚集效应可能对人们的健康造成严重损害。因此,堆肥污泥应受到严格的质量控制。

在整个上述处理技术中,由于其高能耗,大投资和低金属回收率,对火灾回收的研究较少。最多的研究是湿法回收技术。

酸浸是人们早期研究和成熟的一种方法。它具有实际的工业应用,但酸浸出剂消耗大量金钱并且成本高。它不适合处理复杂成分和低贵金属含量的混合污泥。 。

近年来,研究人员提出了一种氨浸出的解决方案。氨水浸出法具有选择性好、工艺短、物料回收等优点。它在国际社会中广受青睐。

至于电镀污泥的生物处理,虽然与传统方法相比,具有经济性好、操作简单、可持续性好、环境友好等优点,但也有结果不稳定、处理周期长的缺点。如何克服这些缺陷也是本研究的重点。

电镀污泥的处置方法

电镀污泥的处理方法主要包括两类:海洋处置和土地处置。一般而言,海上处置有两种方法:深海抛弃和海上焚烧。土地处置包括土地耕种,垃圾填埋和深井注入。

1海洋处置

电镀污泥的回收处理,是指利用海洋自身的净化能力,以适当的距离和深度弃置海洋中的电镀污泥,对电镀污泥进行无害化处理。

早在19世纪末,美国就将电镀污泥倒入海洋进行填海,而在爱尔兰都柏林湾,每年倾倒约25,000吨重金属污泥。

由于电镀污泥中含有有毒镉、铬、氰化物等物质,处置区出现了不同程度的海洋污染。为了规范废物回收系统,美国于1972年颁布了《海洋保护、研究和狩猎法》(海洋保护)。它还达成了一系列国际协定,禁止使用大量电镀污泥进行回收。含有镉和汞等高毒性物质的电镀污泥必须在再生之前固化。

目前,由于对海洋生态环境的考虑,大多数国家禁止在深海倾倒污泥和在海上燃烧。

2陆地处置

对于回收重金属或一些污染较少的污泥后的尾矿,通常可以通过填埋处理。对于回收重金属或一些含量高,含水量高,强度低的有机污泥,根据我国目前的发展情况,这是一种更经济有效的垃圾填埋处理方法。

但由于污泥含水率高、强度低,在污泥摊铺压实过程中,压路机、推土机容易打滑甚至掉入污泥中。

污泥中含有大量有机物,使污泥具有较高的亲水性。加上污泥本身的密度和低渗透性,填埋场很可能在雨季后成为人工沼泽。

针对上述垃圾填埋场的不足,张华提出了“润滑填埋场污泥降解稳定化,形成矿化污泥矿化污泥开采利用污泥改良填埋场”的概念。他发现矿化废料,粉煤灰,建筑垃圾和土壤等改性材料可以提高污泥的渗透性,减少污泥水解酸化产物微生物积累的抑制,提高污泥的产气率。气体中的甲烷量。

本研究虽然针对污水污泥,但对电镀污泥的填埋处理具有一定的参考价值。

在大多数国家禁止海洋处置的现状下,土地处置已成为最重要的电镀污泥处置方法。

目前,垃圾填埋是一种相对经济和环保的处理方法,用回收的有价金属改性污泥。

结语

不同性质的电镀污泥应采用不同的处理方法。以上方法各有优缺点,应根据实际情况选用。

对于有机物含量高的电镀污泥,由于燃烧过程中释放的热量较高,通过焚烧可以消除有机物的危害。焚烧过程中污泥产生的能量和焚烧后的灰可以回收利用。因此,污泥资源的最大实现程度,污泥成为一种财富。

对于有机物含量较少的污泥,可在机械脱水后通过湿法浸出法回收有用金属。浸出后的残渣经粉煤灰和矿化垃圾改性后处理。

无论采用哪种方法,最终都能实现电镀污泥的有效处理和妥善处置。

近年来,电镀工业产生的污泥的处理和处置一直是国内外研究的热点。许多科研机构对此做了大量的研究,但目前只有少量这些技术被用于工业实践。

目前,固化处理是我国电镀污泥最重要的处理方法。在发达国家,采用更加环保有效的焚烧法处理电镀污泥。

随着环境保护要求的日益严格,电镀污泥的再循环将不可避免地成为电镀污泥的主要处理方法,但仍面临金属纯度回收不高、回收过程复杂、处理成本高的问题,而且没有成熟的工艺技术。利用一些粉煤灰和其他材料对再生渣进行填埋处理。

长期以来,如何解决电镀污泥回收利用中的上述问题,更彻底、更有效地处理回收的废弃物,一直是研究的重点和研究的主要方向。

电镀污泥回收如何更彻底 更有效 仍是如今面临的一大难题!

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