含鉻污泥處置利用研究進(jìn)展20135.doc

含鉻污泥資源化回收研究進(jìn)展電鍍污泥是指電鍍行業(yè)中廢水處理后產(chǎn)生的含重金屬污泥廢棄物，被列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名單中的第十七類危險(xiǎn)廢物。作為電鍍廢水的“終態(tài)物”，雖然其量比廢水要少得多，但是由于廢水中的Cu、Ni、Cr、Zn、Fe等重金屬都轉(zhuǎn)移到污泥中。因重金不能降解，如果不加以綜合處置，不僅重金屬資源浪費(fèi)，還容易造成二次污染，其對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞是不言而喻的。對(duì)電鍍重金屬污泥進(jìn)行無(wú)害化處置和資源化綜合利用,國(guó)內(nèi)外的學(xué)者們?cè)谶@方面做了不少研究工作,取得了許多階段性的成果。目前對(duì)污泥的重金屬回收工業(yè)應(yīng)用主要集中在銅、鎳等貴重金屬方面，而對(duì)含鉻電鍍污泥中的鉻回收處置應(yīng)用報(bào)道較少。本文主要以國(guó)內(nèi)外對(duì)含鉻污泥的處置相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。一、主要處置方法及應(yīng)用目前，電鍍重金屬污泥的綜合利用主要方法有電解法、溶劑萃取法、火法冶煉及安全填埋。各處置方法各有利弊，主要處理與應(yīng)用途徑見(jiàn)下表：處理與利用途徑工藝特點(diǎn)缺點(diǎn)與水泥、石灰固化/穩(wěn)定化處理降低重金屬的遷移性，緩解一定時(shí)期內(nèi)重金屬的危害，固化體可填埋或作建材。有用資源浪費(fèi)，固化體增容較大，且長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差?；瘜W(xué)萃取法回收重金屬先將重金屬離子酸（氨）浸出，再用液液萃取、分步沉淀等方法進(jìn)行分離回收工藝流程較長(zhǎng)，設(shè)備較多，萃取劑消耗大，操作較復(fù)雜生物處理降低污泥中重金屬含量利用復(fù)合細(xì)菌去除污泥中的Cr、Cu、Zn、Ni等重金屬，費(fèi)用僅為化學(xué)法的20%污泥毒害作用大、營(yíng)養(yǎng)元素極少，尚未見(jiàn)成功實(shí)例報(bào)道電解法回收重金屬根據(jù)鉻礬和鐵礬在75時(shí)溶解度不同而達(dá)到鉻、鐵分離，可回收90%以上的鉻回收成本高、電耗大摻作燒結(jié)原料或冷固球團(tuán)作為填充劑，和鐵礦石粉按適當(dāng)比例混合后，進(jìn)行燒結(jié)燒結(jié)礦的成品率和轉(zhuǎn)鼓指數(shù)均下降，摻量不宜超過(guò)1%混入粘土燒磚大都制作青磚，因其最后一道工序是還原焰（CO、H2），可以阻止三價(jià)鉻氧化摻量不宜超過(guò)20%，焙燒過(guò)程易造成三價(jià)鉻的重新氧化生產(chǎn)水泥與石灰石、粘土等原料經(jīng)粉磨、均化、成粒，燒成熟料后加入石膏粉磨而成摻量有限，生產(chǎn)過(guò)程三價(jià)鉻易重新氧化制作建材在高溫下與硅、鋅、鎂等化合物混合焙燒，可制成彩色玻璃、墻磚、地磚、路基等摻入量10%，否則強(qiáng)度不夠；建材使用年限有限制制作磁性材料分為干法和濕法兩種工藝，利用污泥中的氧化亞鐵，合成電磁波屏護(hù)罩和磁性探傷粉需是鐵氧體法和電解法處理含鉻廢水所產(chǎn)生的含鉻污泥制作改塑制品經(jīng)脫水、烘干與磨粉等預(yù)處理，與聚乙烯塑料熔化混煉，制成建筑用塑制品制作過(guò)程復(fù)雜，PH值1時(shí)有少量重金屬浸出制作陶瓷產(chǎn)品利用含鉻污泥中含鐵量高的特點(diǎn)，制作人造紫砂陶瓷產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)成本高，市場(chǎng)上難以認(rèn)可生產(chǎn)鉻系產(chǎn)品利用污泥中的有效成分Cr(OH)3,除雜后生產(chǎn)Cr2O3、紅礬鈉、鉛鉻黃、堿式硫酸鉻、拋光膏和高純鉻等。產(chǎn)品不是很純，需硫酸、碳酸鈉、石蠟等配料，生產(chǎn)過(guò)程較復(fù)雜堆肥化處理后農(nóng)用鈍化部分重金屬形態(tài)，使得水浸態(tài)重金屬含量減少，交換態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)重金屬含量有所增加，降低污泥的毒性土地容量有限，鉻含量需1.0g/kg，重金屬施用的安全性和環(huán)境影響需長(zhǎng)期跟蹤焚燒處理可使重金屬富集至灰渣中，便于金屬回收需特殊設(shè)備，技術(shù)要求和處理成本都很高，易產(chǎn)生六價(jià)鉻安全填埋消極的處理方式，在填埋之前應(yīng)對(duì)其中的有害元素進(jìn)行固定或除去，并需做好場(chǎng)地防滲防污處理占用大量土地，處理費(fèi)用高，存在潛在的環(huán)境危害，后續(xù)需定期監(jiān)測(cè)二、應(yīng)用工藝技術(shù)研究石磊、陳榮歡、王如意在含鉻污泥球團(tuán)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用前景一文中，提出常規(guī)的處理與資源化如固化/穩(wěn)定化、造磚、制水泥、提取有價(jià)金屬、制備鉻系產(chǎn)品等，往往存在鉻泥消納量小、利用工藝復(fù)雜、成品純度低、操作過(guò)程中存在污染轉(zhuǎn)移等限制性因素。將含鉻污泥經(jīng)造球、高溫還原、雜質(zhì)去除、有用金屬回收等工序處理后，返回高爐再利用，不僅可以節(jié)省高額委托處理費(fèi)用，利用其中的有價(jià)資源，還可以有效避免污染的二次轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物的閉路循環(huán)利用。丁雷、杜娟、趙一先、邱真真、俞勇梅、周渝生在堿性氧化焙燒回收含鉻污泥中的鉻一文中，經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得出了以浸出渣作為焙燒填料，采用堿性氧化焙燒工藝回收含鉻污泥中鉻的最佳工藝條件。并指出在此條件下，鉻浸出率高達(dá)98%以上。郭茂新、沈曉明、樓菊青在中溫焙燒/鈉化氧化法回收電鍍污泥中的鉻一文中，提出了采用中溫焙燒/鈉化氧化法從電鍍污泥中回收重鉻酸納的方法，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分為兩步，一是鉻的浸出，二是鉻的純化和回收。通過(guò)測(cè)定浸出液的鉻和除雜后重鉻酸鈉中鉻濃度得到電鍍污泥中鉻回收率。并得出了影響鉻浸出率的主要因素及最佳工藝條件。王文祥、劉鐵梅、梁展星在電鍍含鉻廢水及其沉淀污泥中鉻的回收工藝一文中，采用了一種從電鍍廢水和污泥中回收鉻的工藝，該工藝采用NaOH和NaCO3飽和溶液調(diào)節(jié)電鍍含鉻廢水PH，分離廢水中六價(jià)鉻和三價(jià)鉻及雜質(zhì)，在氧化分離后的含鉻濾渣和含鉻污泥回收其中的鉻。并得出了在最佳工藝條件下，鉻回收率達(dá)到95%，處理后的污水可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。處理工藝的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。齊美富、鄭園芳在從電鍍污泥中回收銅、鎳、鉻的工藝研究一文中，介紹了一套完整的電鍍污泥回收處理工藝。該工藝采用焙燒法將污泥中的金屬組分同類分離，并結(jié)合黃鈉鐵礬沉淀法去除雜質(zhì)鐵等工藝對(duì)銅、鎳、鉻進(jìn)行了回收利用。該工藝具有處理量大，回收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。楊秀敏、李玉林、陳訓(xùn)錚在含鉻污泥鉻回收試驗(yàn)研究一文中，以福建省華宇五金制造有限公司生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含鉻污泥為研究對(duì)象，應(yīng)用沉淀-溶解原理進(jìn)行鉻回收工藝技術(shù)試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明，在鹽酸濃度為6mol/L，液固比為10，浸出時(shí)間為1小時(shí)的條件下，鉻的浸出率達(dá)到94.19%；在溫度為5560時(shí)的酸性條件下，以鉻酸鉛的形式回收鉻，鉻的回收率可達(dá)97%以上，滿足含鉻污泥工業(yè)化回收鉻的技術(shù)要求。彭人勇、倪曉曉在回收鉻黃和鐵氧體法聯(lián)合處理高濃度含鉻電鍍廢水一文中，采用回收鉻黃和鐵氧體法對(duì)青島某公司的高濃度含鉻電鍍廢水進(jìn)行資源化處理，并考察各因素的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)廢水初始PH為9.0，反應(yīng)溫度為70，加入硝酸鉛52.6g/L，母液中鉻回收率可達(dá)100%，可獲得合格的鉻黃產(chǎn)品。采用鐵氧體法處理后的廢水可達(dá)標(biāo)排放。莊永、朱軍強(qiáng)在電鍍污泥鉻回收工藝研究一文中，提出了在堿性條件下直接氧化浸出電鍍污泥、凈化除雜后制備中鉻黃的新工藝。試驗(yàn)重點(diǎn)考察了氧化劑用量、浸出時(shí)間及反應(yīng)溫度對(duì)鉻浸出率的影響，結(jié)果表明，控制氧化劑用量及浸出反應(yīng)時(shí)間，能使鉻的浸出率達(dá)到75%以上，含鉻浸出液經(jīng)凈化除雜后，可以制得合格的中鉻黃產(chǎn)品。三、技術(shù)專利申請(qǐng)李建政、李懷、柯偉士、陳青松申請(qǐng)了一種鉻泥酸浸水的深度回用系統(tǒng)及工藝的發(fā)明專利。該發(fā)明涉及含鉻污泥的處理方法，提供一種有效改善回用效果、高效低耗的鉻泥酸浸水的深度回用系統(tǒng)及工藝，包括壓濾機(jī)、化學(xué)反應(yīng)凈化池、離子交換處理系統(tǒng)、集液池、混凝沉淀池、儲(chǔ)泥池和排放口，所述壓濾機(jī)輸出口與化學(xué)反應(yīng)凈化池輸入口相連接，所述化學(xué)反應(yīng)凈化池輸出口與離子交換處理系統(tǒng)輸入口相連接，所述離子交換處理系統(tǒng)輸出口與集液池和混凝沉淀池相連接，所述混凝沉淀池輸出口與儲(chǔ)泥池及排放口相連接，所述化學(xué)反應(yīng)凈化池和混凝沉淀池上設(shè)有pH監(jiān)控調(diào)節(jié)裝置，所述離子交換處理系統(tǒng)上設(shè)有洗脫裝置。李聞欣、葉宇軒發(fā)明了一種處理含三價(jià)鉻污泥的方法，該方法的步驟為：一、含鉻污泥處理：將塊狀的含鉻污泥粉碎；二、對(duì)含鉻污泥粉末各組分含量分析；三、酸浸處理：選用硫酸作為鉻提取劑，取含鉻污泥加入硫酸溶液來(lái)進(jìn)行提?。凰?、液渣分離：將經(jīng)過(guò)酸浸處理的含鉻污泥進(jìn)行分離鉻液和殘?jiān)?，酸浸鉻液儲(chǔ)存?zhèn)溆?，殘?jiān)占饋?lái)做下一步處理；五、堿氧化：向收集的殘?jiān)屑铀翚堅(jiān)哭D(zhuǎn)于容器中，加入雙氧水氧化，待不再產(chǎn)生氣泡后過(guò)濾；六、通過(guò)上述步驟得到兩類鉻液，一類是酸浸鉻液，主要為三價(jià)鉻；另一類為堿法氧化后得到的六價(jià)鉻液，具有節(jié)能環(huán)保、回收率高、工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。宋樂(lè)山;周沖;張譯公開(kāi)了一種處理含三價(jià)鉻污泥及回收重金屬的方法。該發(fā)明對(duì)含鉻污泥中組分含量分析，進(jìn)而稀釋含鉻污泥，并經(jīng)銨鹽和氨水處理、堿處理、酸處理后，可得到顏料級(jí)氧化鉻、金屬單質(zhì)或者等產(chǎn)品。將本發(fā)明應(yīng)用到鋼鐵、電鍍、鞣革等多個(gè)行業(yè)所產(chǎn)生的含鉻污泥的處置回收工藝中，均取得了良好的治污和資源回收的效果。參考文獻(xiàn)：1石磊,陳榮歡,王如意.含鉻污泥球團(tuán)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用前景J.再生資源研究,2007,1,33-36.2丁雷,杜娟,趙一先,邱真真,俞勇梅,周渝生.堿性氧化焙燒回收含鉻污泥中的鉻J.化工環(huán)保,2008,28(1),66-69.3郭茂新,沈曉明,樓菊青.中溫焙燒/鈉化氧化法回收電鍍污泥中的鉻J.環(huán)境污染與防治2009,31(4),21-32.4郭茂新,孫培德,樓菊青.鈉化氧化法回收電鍍污泥中鉻的試驗(yàn)研究J.環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2009,32(7),50-53.5王文祥,劉鐵梅,梁展星.電鍍含鉻廢水及其沉淀污泥中鉻的回收工藝J.廣東化工,2009.36（7）,179-181.6齊美富,鄭園芳