电镀废水处理期间会产生许多固体废弃物,而这些固体废弃物就是电镀污泥。现阶段,我国大部分电镀厂处理废水时都添加碱液,而后就产生了沉淀,这就是电镀污泥的来源。而将碱液加入电镀废水中,使其沉淀,其间会产生大量的金属氢氧化物,经过压滤、脱水就出现了电镀污泥。除了加碱液以外,还可以添加酸、碱、还原剂等,由于可加入的药剂有很多种,电镀污泥的成分比较复杂。
1、电镀污泥的危害
电镀废水含有复杂的物质,想要降解也比较难,其性质又不稳定,使电镀行业成为重度污染的行业之一。如果不能科学、合理地对电镀污泥进行处理,电镀污泥会带来人们难以想象的危害。例如,电镀污泥中的有毒、有害重金属物质严重影响土壤质量,水资源受到污染,危害动植物的健康。
1.1 危害土壤
电镀污泥中有许多有害重金属物质逐渐向土壤渗透,会使许多微生物逐渐被杀死,这就会导致土壤质量下降,使农作物出现减产甚至枯死等现象,也破坏了生态平衡。土壤当中的有害重金属物质,还可能会被农作物吸收,而后通过食物链进入人体,直接影响人体健康。
1.2 危害水资源
如果电镀厂没能妥善处理电镀污泥,大量污染物会逐渐渗入自然水体中,直接影响许多水体生物。电镀污泥中的重金属会以食物链或大气等方式进入人体,威胁人体健康,可能会导致呼吸道、皮肤等方面的病症,甚至严重影响神经系统。
2、电镀污泥的处理工艺
2.1 固化处理技术
在电镀污泥处理中,固化处理技术往往应用在后的环节,其目的是将重金属控制在惰性状态,从而降低其危险性,而后进行填埋处置。所谓固化就是使用大量添加剂,让电镀污泥处于比较紧凑而无法流动的固体状态,通过改变电镀污泥的强度和渗透性等来实现。常用的添加剂有石灰、水泥、玻璃等。其中,水泥固化为常见,其对电镀污泥和重金属废物的处理效果好,材料廉价,相关投入和运行的成本比较低,操作相对简单,稳定性较好,使得人们对固化处理技术的关注度随之增加。
固化处理技术操作流程如下:提前运用干燥、破坏氧化物等方法对电镀污泥进行处理;在电镀污泥中添加大量固化剂;等待其凝固,而后将其混合;后对其进行处理,也就是填埋处理。
电镀污泥处理技术发展呈现多样化,其固化效果也比较稳定,占地面积较大,重金属在固化体中具有不稳定性。对于危险废物,人们已经提出用高效稳定剂来进行无害化处理的理念。
2.2 热处置技术
对电镀污泥进行热处置,就是熔融和深度氧化的过程,而利用热处理能够降低电镀污泥中的部分有毒物质,实现对电镀污泥的有效治理。热处置技术主要利用焚烧法,使电镀污泥体积减小,将电镀污泥对环境的危害降到低。相关研究表明,热处置技术的能耗比较高,还需要特定的焚烧设备,许多小型电镀厂无法承担高额的费用,热处置技术的推广效果不是很好。
2.3 铁氧体化处理技术
铁氧体化处理技术是指在电镀废水中加入铁盐,调节pH值,加入絮凝剂,以产生沉淀物,电镀污泥大多含有铁离子。人们可以运用适当的技术,将其变成复合铁氧体,将铁离子束缚在Fe3O4上,实现消除二次污染的目的。
3、电镀污泥资源化利用技术
资源化利用技术,是一种操作简单、效果好、成本较低的电镀污泥资源化回收方式。其中比较常见的有浸出提取、火法提取、制造建材法和电解法等。
3.1 浸出提取
浸出提取就是运用化学反应,将电镀污泥中的重金属物质进行有效分离,保持重金属的稳定性。常见的浸出剂有酸、碱、中性三种。电镀污泥中的重金属常以氢氧化物的形式而存在,中性浸出液的应用不常见。碱性浸出液(如碳酸钠和氨水)的应用率反而比较高,其缺点是无法使所有金属浸出;常见的酸性浸出液主要有盐酸、硫酸,由于酸度不同,浸出结果也不同,这就说明电镀厂要按照电镀污染的实际特点,选择适合的浸出液,使浸出提取法的效果达到佳。其在电镀污泥重金属回收中的应用也比较广泛,例如,电镀污泥经过处理,镍的回收率能够达到92%。
3.2 高温提取
通过高温处理电镀污泥,人们能回收其中的重金属。常用的方法有煅烧法、微波法、焚烧法和碳加热法等。高温处理能使电镀污泥的体积有效减少,能降低部分有害物质。通过高温处理,重金属物质会发生反应,形成单质化合物。综合运用浸出法和高温法,可以显著提升电镀污泥中重金属的提取效果。但要注意的是,高温提取要通过加热来实现,其间会产生严重的大气污染,电镀厂一定要高度重视这一点。
3.3 制造建材法
制造建材法就是将电镀污泥有效转换为建筑材料。例如,电镀污泥可以用作水泥原料,这完全不影响水泥的使用性能,成本较低,但目前还没有实现推广应用。之前,已经有人将电镀污泥应用到红砖制作中,红砖中重金属的毒性能否达到相关标准,这直接影响制造建筑法的实际应用。
3.4 电解法
电解法是指运用电流将电镀废液中的金属离子还原成金属。人们要根据电镀溶液中的金属离子析出电势的差异性,控制施加电压的大小,从而达到还原效果。与浸出提取相比,电解法不需要添加任何药剂,操作流程比较简单,设备占地面积较小,回收的金属纯度丝毫不会受到影响。
4、金属回收
电镀企业可以运用电解法对电镀污泥进行回收和利用。还可以采用冶炼或化学方式进行回收,使电镀企业的资源利用率大大提高。
4.1 冶炼法回收
部分电镀污泥中含有许多铜元素,可以采取冶炼法来回收铜。其主要工艺是将污泥烘干,而后和木炭粉搅拌混合,通过高温使其还原,在其溶解后再加硼砂进行提取,就能够得到金属铜。而对于含有硫化铜的电镀污泥,人们可以使用硫化物来进行处理,实现冶炼回收铜的目的。
4.2 通过化学形式进行回收
含锌电镀废水含有锌、铁、铝等杂质,这时就可以利用硫酸进行前处理,而后加入氧化剂,形成硫酸锌结晶。硫酸锌在工业上可以用作染剂,在医药上可以作为催吐剂,而在农业上可以作为基肥,预防果树、苗圃的病害。
对于含铜电镀污泥,人们通过适当处理可以得到结晶硫酸铜。其主要工艺流程是烘干—熔烧—粉碎—加入稀硫酸—加温—离心,从而获取结晶硫酸铜。结晶硫酸铜在工业上大多与石灰石混合,形成波尔多液,用于杀灭真菌。
对于含硫化镉的电镀污泥,人们通过处理可以回收碳酸镉和氧化镉产品。其工艺流程为:在电镀污泥中加入硝酸进行浸取;通过过滤和加碱来去除硝酸浸取;加入碳酸钠溶液,终形成碳酸镉,而后进行洗涤和烘干,得到碳酸镉产品;将碳酸镉进行粉碎、高温烘烧,得到氧化镉。