电镀污泥处理技术的研究进展

彭桂群，敖子强

（江西省科学院能源研究所，江西 南昌330029）

1 电镀污泥的产生及其特点

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分质污泥两大类。前者是将不同种类的电镀废水混合在一起处理而形成的污泥；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。

实际上，规模较小的电镀企业所产生的电镀污泥大多是混合污泥[1]。电镀污泥中含有重金属，若不加以妥善处理而任意堆放，那么其中的重金属会在雨水淋溶作用下沿着污泥-土壤-农作物-人体的路径迁移，不仅污染环境，还会对人体健康造成危害[2]。电镀污泥经过适当方式处理后，原来的有害物质将转化为有用物质，实现变废为宝。

2 电镀污泥的无害化资源化处理技术

对于不同类型的电镀污泥，应采用不同的方法加以处理和利用。国外对有价值的分质污泥一般是送交冶炼金属，而对于混合污泥大多采用固化处理。日本、美国、西欧等国家对电镀污泥处理的专业化程度很高，都设有专门的电镀污泥处理工厂。国内处理电镀污泥侧重于含铬分质污泥的综合利用。近年来，国内开始研究混合污泥处理技术，并出现专业化处理的趋势。

2.1 稳定化/固化技术

稳定化/固化技术是固体废物无害化处理的一项重要技术。固化剂和电镀污泥混合，将电镀污泥中的重金属等有害物质封闭在固化体内而不被浸出，以此达到消除污染的目的。稳定化/固化技术主要包括水泥固化、石灰固化、热塑性固化、熔融固化等。常用的固化剂有水泥、沥青、玻璃、水玻璃等。水泥固化是最常用的固化技术，在美国被认为是一种很有前途的技术[3]。但水泥固化体中重金属的长期稳定性问题和水泥固化的高增容率，一直是许多研究者密切关注的问题。随着固化体浸出率法规要求的日益严格及填埋场建设费用的提高，水泥固化的费用急剧增加。

添加剂的使用能改善电镀污泥的固化效果[4]。在电镀污泥的固化处置中，根据有害物质的性质，加入适当的添加剂，可以改善固化效果，降低有害物质的溶出率，节约水泥用量。常用的添加剂有活性氧化铝、硅酸钠、硫酸钙、碳酸钠、活性谷壳灰等。

2.2 热处理技术

电镀污泥的热处理主要是一个深度氧化和熔融的过程。通过热处理，可以使电镀污泥中某些剧毒成分的毒性降低，从而达到治理的目的。如CN-可以被热碱氯化或水解除去[5]。焚烧法是最主要的热处理方法，其优点在于大幅减小电镀污泥的体积，并降低其对环境的危害。近年来，一些学者在焚烧减容的基础上对焚烧渣的资源化利用进行了广泛的研究。但由于这种方法的能耗较高，对焚烧设备和条件有一定要求，规模较小的电镀厂家难以承受巨额的处理费用，所以这种处理方法很难得到推广。

2.3 生物处理技术

生物浸取法是利用化能自养型嗜酸性硫杆菌的生物产酸作用，将难溶性的重金属从固相溶出而进入液相成为可溶性的金属离子，再采用适当的方法从浸取液中加以回收。其作用机制比较复杂，包括微生物的生长代谢、吸附及转化等[6]。目前利用生物方法处理电镀污泥尚处于起步阶段[7]。

2.4 熔炼技术和焙烧浸取技术

熔炼技术处理电镀污泥主要以回收其中的铜、镍为目的。熔炼技术以煤炭、焦炭为燃料和还原物质，辅料有铁矿石、铜矿石、石灰石等。熔炼以铜为主的电镀污泥时，炉温在1300℃以上，熔出的铜称为冰铜；熔炼以镍为主的电镀污泥时，炉温在1455℃以上，熔出的镍称为粗镍。冰铜和粗镍可直接用电解法进行分离回收。炉渣一般用作建材原料。

焙烧浸取技术是先利用高温焙烧预处理污泥中的杂质，然后用酸、水等介质提取焙烧产物中的有价金属。用黄铁矿废料作酸化原料，将其与电镀污泥混合后进行焙烧，然后在室温下用去离子水对焙烧产物进行浸取分离，锌、镍、铜的回收率分别为60%、43%、50%。

2.5 材料化技术

电镀污泥的材料化是指利用电镀污泥为原料或辅料生产建筑材料或其他材料的过程。Ract P G等[8]开展了以电镀污泥部分取代水泥原料生产水泥的实验，即使是含铬电镀污泥在原料中的干基质量分数高达2%的情况下，水泥烧结过程也能正常进行，而且烧结产物中铬的残留率高达99.9%。Magalhaes J M等[9]分析了影响电镀污泥与黏土混合物烧制陶瓷的因素。研究发现，电镀污泥的物化性质、预制电镀污泥与黏土混合物时的搅拌时间，是决定陶瓷质量的主导因素。此外，将电镀污泥与海滩淤泥混合可烧制出达标的陶粒[10]。

可行的资源化途径主要有：（1）回收电镀污泥中的部分重金属并加以利用；（2）对含有不同重金属的电镀污泥分别利用；（3）针对电镀污泥的特性，也可以考虑对其进行综合利用。

可行的无害化途径主要有：（1）水泥固化方法；（2）将重金属螯合剂应用到电镀污泥处理中。

经过稳定化、固化处理后的含有重金属的电镀污泥最终可进入危险废物填埋场进行填埋。

3 电镀污泥处理技术的发展及其存在的问题

今后，电镀污泥处理技术的发展主要集中在以下几个方面：（1）将电镀污泥加工成各类工业原料，通过这一途径真正做到废物利用，极大地降低对环境的危害；（2）利用化学方法处理电镀污泥并回收利用部分有用的重金属，这种方法的经济效益十分可观，将成为今后研究的热点；（3）生物技术在环境污染治理方面已展示了强大的优势，利用生物技术处理电镀污泥是新的发展方向。

电镀污泥的资源化处理一直是国内外的研究重点。虽然有关人员在该领域已经开展了很多研究并取得了一定的成果，但仍存在许多亟待解决的问题。近年来，利用电化学技术处理电镀污泥，展现出广阔的发展前景。最新的研究显示，电化学技术在电镀污泥的减量化、资源化及无害化方面都有明显的优势。然而，由于电化学技术在电镀污泥处理方面的应用与研究还比较少，许多问题还需进一步探索，如对电化学处理电镀污泥过程中重金属的迁移特性、电化学处理过程中重金属的析出特性及重金属形态的变化等都需要深入研究。