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高铜高酸废水的处理研究进展

发布时间:2021-01-02 02:41:37

废水中含有硫酸铜,废水处理可得到铜和铁红,为氧化铁,

也不知道废水中铜是什么,按硫酸铜看吧,
(1)Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu
(2)铁和铜
(3)过滤
(4)C

② 在含铜废水处理中为什么有的是提取铜粉有的是制取硫酸铜

硫酸铜属于中低等毒性,少量溶液接触皮肤也没有关系的,不过不建议直接倒入下水道。

处理回需答注意的事项:
可以经过处理后再废弃,例如加入少量的氢氧化钙使铜离子沉淀,家中可以加入一些生石化,也可以起到很好的效果。
如果在实验室,可以倒入专用的废液回收桶(我们高中做实验时一般就会有一个大桶专门回收废液),也可加入适量NaS处理,沉淀效果更好,再废弃。
工业上也可以用如下方法回收利用:用制备愈疮木酚的含铜废液制取硫酸铜及废液处理方法,将废液冷却,沉结出粗制硫酸铜,再用水溶解,滤去不溶物,制成氧化铜,加硫酸制成纯净的硫酸铜溶液,重新结晶得到纯硫酸铜,所剩液体冷却制取硫酸钠。用此法制得的纯硫酸铜可以回用到愈疮木酚生产中。

下面是关于硫酸铜毒性的文献资料,仅供参考。
最低作用剂量:10~50mg
常用催吐剂量:0.15~0.5g
极限剂量:1.0g
致死剂量:10g
口服中毒症状:
轻:头晕头痛,口腔金属味,恶心呕吐,腹痛腹泻,呕血,黑便。
重:溶血性贫血,心律失常,急性肝功能衰竭,昏迷,休克,死亡
皮肤接触症状:皮肤过敏等
吸入症状:影响肺功能,常见于铜粉类化合物工厂(尘肺)

③ 如何用离子交换法处理含铜电镀废水

离子交换树脂
离子交换树脂除铜效果颇佳,树脂法处理含高浓度氨铜漂洗液已见报道;也有工厂采用弱
酸性阳离子交换树脂处理酸性硫酸盐镀铜漂洗废水;有些企业用强碱性阴离子交换树脂处
理焦磷酸盐镀铜废水,使部分水循环利用[6]。另外鳌合树脂具有选择性好、吸附容量
大、快速等优点受到水处理专家的青睐,许多研究者合成了多种多样的鳌合树脂用于铜的
去除和回收,宋吉明等[7]利用钠型氨基磷酸鳌合树脂使得处理后的出水Cu2+的质量浓度不大于0.015mg/L,M.R.Lutfor等[8]通过将聚丙烯晴嫁接在淀粉上制备含氨基功能团的鳌合树脂,在pH值为6时对铜的吸附能力高达3.0mmol/g,并且交换速度快。然而由于这些鳌合树脂价格昂贵,大多停留在试验阶段,较少在工业中大规模应用。
离子交换纤维:
离子交换纤维是近年来发展较快的一种离子交换新材料,在重金属废水处理领域也有较大的发展。改性聚丙烯腈纤维对电镀废水中铜的吸附研究表明,含铜电镀废水经改性聚丙烯腈纤维吸附后,铜离子的含量显著低于国家排放标准[9]。近年来天然纤维研究成为热点,天然纤维价格低廉,来源广泛,是一种很有前途的离子交换剂,利用椰子外壳,棕榈纤维和稻米外壳等天然纤维去除重金属离子的研究效果很好。

④ 含铜废水怎么处理的具体方法

常见工业废水的处理方法
摘要主要介绍几种现代常用的工业废水处理方法
关键词:工业废水、处理
1.造纸厂废水处理
2006 年中国造纸工业纸浆消耗总量为5 992 万t ,其中废纸浆为3 380 万t ,占总浆量的56. 4 %[1 ] ,废纸回收持续增长,使废纸造纸生产废水成了近年来工业废水处理的热点之一。
1.1 废水来源与污染物成分
经分析,废水中的主要污染物包括半纤维素、木质素及其衍生物、细小纤维、无机填料、油墨、染料等污染物。木质素及其衍生生物、半纤维素、油墨等是形成COD 及BOD 的主要成分;细小纤维、无机填料等主要形成SS ;而色度主要来自油墨和染料等。
1.2废纸造纸生产废水的处理[2]
废纸造纸生产废水的预处理的主要目的:在于回收废水中的纤维、降低生化系统负荷。一般厂家均在车间内部对白水进行纸浆回收,下面介绍的预处理主要是混合废水的厂外处理,主要包括纸浆回收、物化处理及生化处理。
1.3 纸浆回收
常用设备有斜筛、重力自流式筛网过滤机、普通旋转过滤机、反切单向流旋转过滤机等,常用的为斜筛。近年来出现多圆盘回收混合废水纤维。多圆盘运行费用低、基本不需加药、回收纤维质量高、出水悬浮物含量低( SS < 60mg/ L) ,后续可以省去初沉池,具有广阔的应用前景。
1.4 物化处理
物化预处理常用的有气浮法和沉淀法。气浮法主要为机械法和溶气法。机械法以涡凹
气浮为代表,溶气气浮以普通溶气气浮和浅层气浮为代表。
1.5生化处理
生化处理是废纸造纸生产废水处理的关键部分“, 厌氧+ 好氧”工艺具有耐冲击负荷、COD 去除率高、动力消耗低、运行费用低等优点,被广泛采用。厌氧处理一般采用水解酸化或完全厌氧反应器(UASB、IC、PAFR 等) 。好氧处理一般采用活性污泥法、接触氧化法或氧化塘,其中以活性污泥法应用最广。厌氧系统容积负荷可取2~15 kgCODCr / (m3 •d) ,好氧系统污泥负荷可取0. 25~0. 6 kgCODCr / (kgML SS •d) 。
2含金属离子的废水处理[3]
电镀废水中所含重金属能对环境及人体产生长远的不良影响, 因此, 电镀废水必须严格控制, 妥善处理和处置。对含有机物、络离子及螯合物量大的废水, 要先将妨碍处理重金属的有机物质用氧化、吸附等适当的处理方法除去。然后再把它作无机类废水处理。实际生产中废水产生量较大的有: 含铜废水、含铬废水、含镍废水和含铅废水等。含重金属废水最常采用的是化学沉淀法, 把重金属离子转变成难溶于水的氢氧化物或硫化物等的盐类, 然后进行共沉淀而除去, 同时, 加强混凝方法对重金属的处理很有效。化学沉淀法的优点是成本低。离子交换树脂法及吸附法等技术也越来越多地应用于含重金属废水的处理。
2.1含铜废水
含铜废水主要来源于电镀、化学镀工序。其处理办法有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、吸附法、离子交换树脂法、铁屑处理、电解法、离子螯合法。
2.2 含铬废水
含铬废水主要来源于电镀铬、钝化工序。含铬废水的处理技术有化学还原法、铁氧体法[ 3] 、气浮法、电化学还原法、吸附法、生物化学法、液膜技术、金属沉淀剂处理、离子交换等[ 4] 。实验证明,经过沉淀法和阴离子交换法处理过的废水完全符合排放标准,处理效果比较好。
2.3 含镍废水
含镍废水主要来源于电镀、化学镀工序。其处理办法有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、配制重金属处理剂、吸附法、离子交换树脂法。
2.4 含铅废水
含铅废水主要来源于电镀、化学镀工序。其处理办法有氢氧化物沉淀法( 含混凝)、硫化物沉淀法。

3切削乳化废水,处理
对采用PAFSi 絮凝剂处理切削乳化废水, 在100 ml切削乳化废水中投加絮凝剂量为10.0 ml~12.0 ml, pH控制在5.8~6.5 之间, 温度50~55℃, 搅拌方式先快后慢, 即先2 min 内100 r/min, 后期15 min 内600 r/min~70 r/min, COD 去除率达98.5%。且处理后的水质清, 絮体大, 沉降速度快等, 效果好。
4高难度废水处理
高难度废水处理的原则与方法归结为两个基本处理原则其一, 利用地球引力进行固液分离;其二, 运用自然界中的微生物将其降解为二氧化碳和水及剩余污泥, 一些难降解的物质通过其他技术手段转化为可降解物质。可溶性有机物中难降解的有害溶剂去除可采用吸附法、渗透法、吹脱法、高温氧化法、化学聚凝法、复合氧化法、膜分离法, 技术关键在于将不可生化物质转化为可生化物质, 运用高温复合氧化和微捕技术、水与溶剂的分离技术、高盐去除的水中结晶技术等。针对具体的污水和废水处理, 其技术手段有多种形式, 如物理法、化学法、生物法、电化学法、复合法等。高级氧化是废水可生化转化的关键技术, 高温催化氧化、光辐射氧化、气体氧化、电解等, 都是非常有用的技术手段。高温催化氧化工艺是解决可溶性物质的可生化性转化, 运用多种高温发生技术, 在常压下对污水进行高温接触氧化, 这种接触氧化可将污水中有毒有害物质无害化, 并降低其化学键能。通过有高温氧化和无高温氧化的可生化性对比试验发现,在高温氧化后进人催化过程可使大分子有机物转化为小分子有机物 ,污水经高温处理后进人催化装置经过综合高温氧化催化, 瞬间可使去除率达到一,这是将不可生物降解的物质转化为可生物降解的物质所致, 从而大大提高可生化性。因此高温催化氧化对工业废水的综合处理有着十分重要的作用。据了解, 高温发生器有4种形式,即①液化器负压高温发生器②汽油混氧发生器③空气等离子发生器④高压水氢气发生器。液化器负压高温发生器是将液化气出口压力先由零压阀转化至零压力,然后由负压与空气中的氧进行动力混合, 这时点火可产生高温,有效避免了二嘻喊的产生, 也避免了二次污染问题。空气等离子发生器也是一项新的科研成果,是利用空气作为原材料, 在大电流的作用下产生山崩效应, 从而产生高温, 这种高温发生器的产生目前已解决高温发生器自身的冷却问题, 为间歇式工作形式。优点是使用管理简便, 成本较低缺点是大电流需大功耗。这种方式对于电力富足地区可以选择使用, 在污泥处理方面亦可借鉴使用。它可在瞬间产生的高温, 可达到污泥减量化处理所需温度,这种高温为点源式高温。目前国内外先进的制氢技术均采用普通自来水作为氢能源原料, 将水高压化以后再由电解制氢, 解决了能源问题也同时解决了制氢过程中设备的冷却问题。
结语
现在环保问题越来越受到人们重视,而水污染不仅影响生态环境,更直接影响着人类的身体健康,而工业废水更是水污染的重要来源,如何更好解决工业废水的处理问题,值得每一个人关注,了解,甚至思考,改善,以求将工业发展带来的污染减少到最少。本文粗略介绍了造纸厂的废水,切削乳化废水及含重金属离子的废水的处理办法,并小结了高难度废水的处理原则及现状。
希望能够帮助你,污水净化团队竭诚为你服务!

⑤ 用离子交换法如何处理含铜电镀废水

离子交换树脂除铜效果颇佳,树脂法处理含高浓度氨铜漂洗液已见报道;也有工厂采用弱酸性阳内离子交换容树脂处理酸性硫酸盐镀铜漂洗废水;有些企业用强碱性阴离子交换树脂处理焦磷酸盐镀铜废水,使部分水循环利用[6]。另外鳌合树脂具有选择性好、吸附容量大、快速等优点受到水处理专家的青睐,许多研究者合成了多种多样的鳌合树脂用于铜的去除和回收,利用钠型氨基磷酸鳌合树脂使得处理后的出水 Cu2+ 的质量浓度不大于0.015 mg/L,M.R.Lutfor等[8]通过将聚丙烯晴嫁接在淀粉上制备含氨基功能团的鳌合树脂,在pH值为6时对铜的吸附能力高达3.0mmol/g,并且交换速度快。然而由于这些鳌合树脂价格昂贵,大多停留在试验阶段,较少在工业中大规模应用。

⑥ 请问工业中处理含铜废水的常规方法

目前国内外对化学法处理含铜废水研究较多,主要有化学沉淀法、置换法、电解版法等。并且大多已应用权于实际生产中。
化学沉淀法:主要分为石灰法和硫化物沉淀法等。石灰法是作为工业上处理含铜等重金属离子酸性废水应用较广的一种方法,其机理主要是往废水中添加碱(一般是氢氧化钙)提高其pH,使铜等重金属离子生成难溶氢氧化物沉淀,从而降低废水中铜离子含量而达到排放标准。其处理工艺为 :重金属酸性废水→沉砂池→石灰乳混合反应池→沉淀池→净化水→外排。
物化法一般都是采用离子反渗透膜、离子交换、吸附等方法除去废液中的铜。在物化法方面也有众多学者做了深入的研究,并取得了一定的成果。
活性炭吸附法是最常用的一种含铜废水处理技术。

具体可参考:
李博; 刘述平 含铜废水的处理技术及研究进展 矿产综合利用 2008-10-15 期刊
http://www.hb139.com/gs-htfs.html

⑦ 用硫酸亚铁和硫化钠处理络合铜废水的加药顺序

含络合铜废水有很多种,有的来源于电镀,有的来源于蚀刻线路板,或者来源于颜料及其他行业。

不同的行业所用的络合剂也有所不同,常见的络合剂有NH3、EDTA、乙二胺、酒石酸。这些络合剂与铜离子配位形成非常稳定的可溶性络合物,与游离态铜离子相比,络合态的铜离子用普通的中和沉淀法是很难去除的。常见的有以下几种:

一、硫化物沉淀法

将硫化物(硫化钠)加入含络合铜的废水中,然后加入氢氧化钠,控制废水的pH值在9.5~11.5之间,再适量添加聚丙烯酰胺(PAM),形成溶度积很小的难溶沉淀物硫化铜(CuS),在PAM的作用下将铜离子从废水中除去。

硫化物沉淀法可以将含络合铜废水中的含铜量降低到0.5mg/L以下。

硫化物沉淀法的操作难度是硫化钠的加入量难以准确控制,S2-一旦过量,会产生恶臭,形成二次污染。

二、硫酸亚铁法

将7水硫酸亚铁按FeSO3。7H2O:Cu2+=15:1的比例加入含络合铜的废水中,搅拌均匀后见加入氢氧化钠,控制pH值在9.0以上,适量添加聚丙烯酰胺(PAM),可以将废水中的含铜量降低到0.5mg/L以下。

硫酸亚铁除铜的原理基于Cu(NH3)2+、EDTA-Cu2+与EDTA-Fe3+的稳定常数的差异,EDTA-Fe3+的稳定常数比EDTA-Cu2+和EDTA-Fe3+的稳定常数高几个数量级,向含络合铜的废水中加入硫酸亚铁,亚铁离子可促成EDTA-Fe3+的结合而将铜离子置换出来,使铜由络合态变成游离态,再通过调高废水的pH值,使铜离子、铁离子变成Cu(OH)2、Fe(OH)3沉淀而实现铜、铁的去除,由于Fe(OH)3的混凝作用,废水中新生成的沉淀物沉淀速度加快,除铜效率提高。

硫酸亚铁法的缺点是加药量大,产生的污泥多。

除了这两种方法,还有氧化法(一般是加氯酸钠)、还原法(常见的是加铁屑)和吸附法(大部分是加活性炭和沸石)等方法。

根据你的描述,你们综合使用硫化物沉淀法与硫酸亚铁法。

加药顺序为:先加硫化钠(Na2S),形成溶度积很小的难溶沉淀物硫化铜(CuS),再加硫酸亚铁,最后加氢氧化钠,调整pH值在9~11之间,硫酸亚铁不仅能消除多余的S2-,还能形成Fe(OH)3沉淀,由于Fe(OH)3的混凝作用,使沉淀速度加快,提高除铜效率。

⑧ 含铜电镀废水的处理有哪些方法

1.1

中和沉淀法
目前国内常采用化学中和法、混凝沉淀法处理含铜综合电镀废水,在对废水中的酸、碱进行中和的同时,铜离子形成氢氧化铜沉淀,然后再经固液分离装置去除沉。单一含铜废水在pH值6.92时,就能使铜离子沉淀去除而达标,一般电镀废水中的铜与铁共存时,控制pH值在8~9,也能使其达到排放标准。然而对既含铜又含其它重金属及络合物的混合电镀废水,铜的去除效果不好,往往达不到排放标准,主要是因为此方法的处理实质是调节废水pH值,而各种金属最佳沉淀的pH值不同,使得去除效果不好;再者如果废水中含有氰、铵等络合离子,与铜离子形成络合物,铜离子不易离解,使得铜离子不能达标排放。特别是对含有氰的含铜混合废水经处理后,铜离子的浓度和CN-的浓度几乎成正比,只要废水中的CN-存在,出水中的铜离子浓度就不会达标[1]。这就使得利用中和沉淀法处理含铜混合废水的出水效果不好,特别是对于铜的去除效果不佳。
1.2硫化物沉淀法
硫化物沉淀法处理重金属废水具有很大的优势,可以解决一些弱络合态重金属不达标的问题,硫化铜的溶解度比氢氧化铜的溶解度低得多,而且反应的pH值范围较宽,硫化物还能沉淀部分铜离子络合物,所以不需要分流处理[2]。然而,由于硫化物沉淀细小,不易沉降,限制了它的应用,另外氰根离子的存在影响硫化物的沉淀,会溶解部分硫化物沉淀。沉淀法处理电镀废水应用最为广泛,除了以上两种常见的方法之外,

很多研究者把研究的重点放到了重金属沉淀剂的开发上。用淀粉黄原酸酯(ISX)处理含铜电镀废水,铜脱除率大于99%。YijiuLi等利用二乙基氨基二硫代甲酸钠(DDTC)
作为重金属捕获剂,当DDTC与铜的质量比为0.8~1.2时,铜的去除率可以达到99.6%[3],该捕获剂已经工业应用。重金属沉淀剂的研究将更有利于化学沉淀法的发展。
1.3电化学法
电化学方法处理重金属废水具有高效、可自动控制、污泥量少等优点,且处理含铜电镀废水能直接回收金属铜,处理时对废水含铜浓度的范围适应较广,尤其对浓度较高(铜的质量浓度大于
1g/L时)的废水有一定的经济效益,但低浓度时电流效率较低。该方法主要用于硫酸铜镀铜废水等酸性介质的含铜废水,是较为成熟的处理含铜电镀废水的方法之一,国内有商品设备供应。目前,常用的除平板电极电解槽外,还有含非导体颗粒的平板电极电解槽和流化床电解槽等多种形式的电解槽。近年来的试验研究该方法也能用于氰化铜、焦磷酸镀铜等电镀废水处理。L.Szpyrkowicz等利用不锈钢电极在pH值为13时直接氧化氰化铜废水,在1.5h 内使得含铜废水中铜的质量浓度由470mg/L降到0.25mg/L,回收金属铜335.3mg[4],同时指出不锈钢电极的表面状态对氧化铜氰化合物具有重要的影响,特别是水力条件对电化学反应器破铜氰络合物的影响,并提出了新的反应器的动力和电流效率的精确数值[5]。研究者又不断地改进电极,大大提高了电流效率和回收能力,然而由于电极很容易污染,耗能、处理费用高等缺点限制了电化学法处理含铜电镀废水的应用。2离子交换法处理含铜电镀废水离子交换法是处理重金属废水的主要方法之一。而各种离子交换剂不断推陈出新。离子交换剂种类很多。近年来,纤维素物质开始受到青睐;络合剂对该方法处理含铜电镀废水的影响较小。
2.1离子交换树脂
离子交换树脂除铜效果颇佳,树脂法处理含高浓度氨铜漂洗液已见报道;也有工厂采用弱
酸性阳离子交换树脂处理酸性硫酸盐镀铜漂洗废水;有些企业用强碱性阴离子交换树脂处
理焦磷酸盐镀铜废水,使部分水循环利用[6]。另外鳌合树脂具有选择性好、吸附容量
大、快速等优点受到水处理专家的青睐,许多研究者合成了多种多样的鳌合树脂用于铜的
去除和回收,宋吉明等[7]利用钠型氨基磷酸鳌合树脂使得处理后的出水Cu2+的质量浓度不大于0.015mg/L,M.R.Lutfor等[8]通过将聚丙烯晴嫁接在淀粉上制备含氨基功能团的鳌合树脂,在pH值为6时对铜的吸附能力高达3.0mmol/g,并且交换速度快。然而由于这些鳌合树脂价格昂贵,大多停留在试验阶段,较少在工业中大规模应用。
2.2离子交换纤维
离子交换纤维是近年来发展较快的一种离子交换新材料,在重金属废水处理领域也有较大的发展。改性聚丙烯腈纤维对电镀废水中铜的吸附研究表明,含铜电镀废水经改性聚丙烯腈纤维吸附后,铜离子的含量显著低于国家排放标准[9]。近年来天然纤维研究成为热点,天然纤维价格低廉,来源广泛,是一种很有前途的离子交换剂,利用椰子外壳,棕榈纤维和稻米外壳等天然纤维去除重金属离子的研究效果很好。
3膜分离技术处理含铜电镀废水
膜法处理工业废水一般选用反渗透、超滤及二者的结合技术,膜法处理工业废水的关键是
根据分离条件选择合适的膜。利用反渗透膜分离技术对含铜电镀废水的处理已见报道很多
[10],该方法对含铜络合物的电镀废水处理效果也不错,有的已应用于工业,并与其它水处理技术连用取得很好的效果。另外液膜法处理重金属废水在美国、日本、德国均有报道,有的已获得经验性规律,F.valenzuela等[11]利用Span-80-水杨醛肟液膜体系对酸性采矿废水中的铜进行处理,并建立了搅拌条件下去除铜的动力模型。
4吸附法处理含铜电镀废水

吸附法处理重金属废水具有很多优点,成为水处理研究的重点,开发了许多性能良好的吸附剂,特别是利用工业废弃物和农作物余物作吸附剂,并且对现有的吸附剂改性提高其吸附性能,成为近年来研究的热点。沸石和麦饭石价格低廉,应用较广泛,麦饭石对铜离子的吸附可以达到95%以上;蓝晶石在适当的条件下对铜离子可以达到100%的吸附效果;烟煤灰、炉渣等可以用作吸附剂处理含铜电镀废水, 而且从烟煤灰中合成4A沸石可以吸附多种重金属,对铜离子的吸附效果很好[12]。另外对现有的吸附剂进行改性可以大大提高交换容量和效率。李爱阳[13]对斜发沸石改性,提高了吸附性能,有效去除铜,并同时去除锌、隔、铅等重金属离子,工业运行效果良好;SelvaajRengaraj等[14]对多空渗水性钒土进行氨化和质子化改性,实现了对含铜的质量浓度为100mg/L的废水去除达到95%,为低浓度的含铜废水的处理开辟了道路。目前研究重点转向了一些植物和动物的废弃物作
为吸附剂,为了增大吸附量和吸附选择性,进行改性,改性后的吸附剂对铜离子的吸附效果显著提高。经酒石酸改性后的谷壳大大提高对铜离子的吸附效果[15],通过碱液处理后的鸡羽毛吸附铜离子的容量大大提高,吸附效果很好[16]。利用木屑吸附混合电镀废水中的铜离子,
效果优于单一废水中铜的处理[17]。
5生物法处理含铜电镀废水
生物法处理重金属废水最大的特点是在运行过程中微生物能不断地增殖,生物质去除金属离子的量随生物质量的增加而增加。生物法在应用上具有很多优点,如综合处理能力较强,使废水中的铜、六价铬、镍、锌、隔、铅等有害金属离子得到有效的去除;处理方法简便实用;过程控制简单;污泥量少,二次污染明显减少。然而生物法处理重金属废水存在着功能菌繁殖速度和反应速率慢,处理水难以回用的缺点。目前一些微生物已经应用于含铜电镀废水的净化,生物吸附是利用一定种类的生物群积聚废水中的重金属,生物群可以被认为是生物吸附的离子交换剂。微生物有机体属于不同的种属,如细菌、真菌、酵母菌、藻类等,这些天然的、丰富的、价廉的微生物可以用作有效的生物吸附剂选择性地去除废水中的铜离子,有关利用微生物去除铜离子的报道很多[18-20]。虽然活性微生物的吸附量和吸附效率高于非活性微生物,通常仍选用非活性微生物,主要是非活性微生物不受环境毒性、营养物、生长介质的限制,解吸容易,微生物可以再利用,过程控制简单,生物体停留时间较长,生物吸附迅速。采用微生物处理重金属废水的研究已成为热点。

⑨ 铜镍废水处理后的污泥是什么颜色

1 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.将沿着污泥一土壤一农作物一人体的路径迁移,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 。
针对电镀污泥的特点及其危害性.从环境污染防治和资源循环利用的角度考虑,主要采用以下两种处理方式,一是经过处理后,使污泥不会引起二次污染而丢弃并贮存,即无害化处置;二是使对污泥中的重金属资源进行综合回收,即资源化利用。
2 电镀重金属污泥的无害化处置
污泥处理与处置的无害化技术是实现污泥资源化利用的前提条件。中国在2001年12月17日发布的《危险废物污染防治技术政策》(环发[2001]199号)中,要求到2015年,所有城市的危险废物基本实现环境无害化处理处置。
2.1 固化剂固化
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,在区域性集中管理系统中占有重要地位。和其他处理方法相比,它具有固化材料易得、处理效果好、成本低的优势 。固化过程是利用添加剂改变废物的工程特性(例如渗透性、可压缩性和强度等)的过程。近年来,美国、日本及欧洲一些国家对有毒固体废物普遍采用固化处置技术,并认为这是一种将危险物转变为非危险物的最终处置方法,所采用的固化材料有水泥、石灰、玻璃和热塑料物质等 。其中,水泥固化是国内外最常用的固化技术,在美国被认为是一种很有前途的技术,它被证明对一些重金属的固定是非常有效的。美国国家环保局也确认它对消除一些特种工厂所产生的污泥有较好的效果。贾金平等 在总结A Roy 等人有关水泥固化电镀污泥研究经验的基础上,进行了一系列的试验研究,结果发现,在电镀重金属污泥中加_人425号水泥,按混凝土与污泥为40:1或50:1进行固化试验,所得样品的强度(28 d)可达到275号水泥的标准。固化体对zn、cu、Ni、cr离子有很好固化效果,通过进一步研究发现,对电镀污泥进行铁氧体化预固化,然后再与混凝土按1:30的比例进行固化,对样品及其浸出液进行分析,发现这一方法对zn、Ni、Cu、Cr的固化和稳定效果更佳,且产物强度可达到325号水泥标准。吴少林等 以电镀铬污泥为对象,以水泥为固化剂,硫脲、硅酸钠为添加剂,研究在不同的添加剂用量、配比以及不同的pH值的水中,研究铬的浸出规律。实验结果表明,水泥固化效果良好, (水泥): (铬泥)为1.5:1.0即可。加入硫脲、硅酸钠等添加剂,可降低铬的浸出浓度,硫脲的稳定化效果优于硅酸钠,二者存在一定的协同效应,且硅酸钠可显著提高固化块的强度。涂洁等 利用HAS土壤固化剂代替水泥来固化电镀污泥,能得到具有良好抗浸出性、耐腐蚀性、抗渗透性、足够机械强度的护坡砖。该固化工艺开辟了电镀污泥资源化利用的新途径。
2.2 填埋
从经济、技术、废物现状来看,填埋技术是比较适合中国国情的一项危险废物无害化处置途径,但国内针对电镀污泥这一类危险废物的填埋技术仍处于较低的水平。由于对大多数工业危险废物只是简单的堆放或填埋,因此,对环境的破坏相当严重,特别是对地下水的污染问题十分突出。但技术的障碍是有限期的,在目前和不久的将来,填埋仍然是必要的。特别强调的是危险废物的安全填埋,即在填埋前必须进行预处理使其稳定化,以减少因毒性或可溶性造成的潜在危险。近年来,国家逐步提高了对电镀污泥等危险废物的管理和处置力度。1995年,在广东深圳建成了第一座符合国际标准的危险废物填埋场,2001年,国家颁布了《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598—2001),这对电镀污泥真正实现无害化处置打下了良好的基础。
2.3 投海
投海实际上就是一种污染物的转移,通过选择一个距离和深度适宜的处置场所,把电镀污泥倒人海洋这个大受体。投海处置曾经也是污泥处置的一种重要方式,如美国在1899-1965年就曾把包括电镀重金属污泥在内的多种废物进行投海处理,欧共体国家中的英国、爱尔兰等的25% ~45% 固体废物采用投海的方式进行处理。但对于有明显毒性的污泥必须经过固化后才允许投入海洋。不管是直接投海,还是固化后再投海,其对海洋生态系统和人类健康造成的威胁是难以避免的,所以国际公约已明令禁止,1998年以后不准再向海洋直接排污。
2.4 焚烧热处理
污泥焚烧是利用高温将污泥中的有机物彻底氧化分解,最大程度地使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z无害化的一种快捷、有效的技术。近年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,廖昌华等 以含低浓度Cu、Ni的电镀重金属污泥为研究对象,在适宜的温度下,通过焚烧预处理,使污泥中的重金属含量提高,从而为最终浸出有价金属制取海绵铜和硫酸镍产品创造了条件。但是,由于这种方法能耗较高,对焚烧设备和条件有一定要求,一般的小电镀厂难以承受巨额的处理费用,所以很难得到大面积的推广。
3 电镀重金属污泥的资源化综合利用
由于资源贫化和环境污染的加剧,电镀污泥作为一种重要的重金属资源加以回收利用,一直是国内外研究的重点。工业化国家上世纪70—80年代已普遍重视从电镀污泥中回收重金属的新技术开发。中国在“七五”和“八五”期间也专门设立了关于电镀污泥资源化的攻关课题 。作为一种廉价的二次资源,只要采用适当的处理方法,电镀污泥便能变废为宝,带来可观的经济效益和环境效益。随着经济与社会的快速发展,电镀污泥的资源化利用将逐渐成为前景广阔的绿色产业。
3.1 回收重金属
3.1.1 浸出一沉淀法对电镀污泥进行选择性浸出,使其中的重金属分组溶出,这是回收重金属的关键一步,也是决定后续金属回收率的关键所在。金属的浸出溶解主要有酸浸和氨浸两种工艺。目前国际上偏向于采用选择性相对较好的氨浸。由于沉淀法分离回收浸出液中的重金属,工艺简单,应用较为广泛。捷克 u-的研究者提出了一种处理镍电镀污泥的多级沉淀工艺,并在实验室进行了研究。该技术包括污泥酸浸、多种沉淀方法净化硫酸盐浸出液,使共存于镍电镀污泥中的杂质,如Fe、zn、cu、cr、Cd、A1等被脱除,最后一级沉淀中镍以氢氧化物的形式从净化溶液中分离出来。镍的最终沉淀物达到的纯度足以在冶金工业中直接再利用。毛谙章等人? 研究了硫化物沉淀分离提纯、氯酸钠硫酸体系浸出回收铜的工艺路线,铜的总回收率达到94.5% 。陈凡植等 研究采用常温下浸出、铁屑置换、多步沉淀净化制取硫酸镍和固化处理工艺综合利用电镀污泥,得到的海绵状铜粉,品位在90% 以上,回收率达95% ,还可以得到工业纯的硫酸镍,镍的回收率大于80% 。
3.1.2 浸出一溶剂萃取法
电镀污泥的溶剂萃取法,是在浸出液中加入与水互补相容的有机溶剂,或含有萃取剂的有机溶剂,通过传质过程,使污泥中的某些重金属物质进入有机相,从而达到分离浓集的目的,也称液一液萃取法。20世纪70年代,瑞典国家技术发展委员会支持Chalmers大学开发了Am—MAR“浸出一溶剂萃取”工艺回收电镀污泥中的cu、zn、Ni等重金属物质,并逐步形成工业规模。中国的祝万鹏等 ’”’ 以溶剂萃取工艺为主体,先后进行了一系列从电镀污泥中回收有价金属的实验研究,先是采用氨络合分组浸出一蒸氨一水解硫酸浸出一溶剂萃取一金属盐结晶工艺,对电镀污泥进行有价金属的回收,并得到了含Cu、zn、Ni、cr等的各种高纯度金属盐类产品。后来采用N ,一煤油一H sO 四级逆流萃取工艺,可使铜的萃取率达99% ,而共存的镍和锌损失几乎为零。铜在此工艺过程中以铜盐CuSO ·5H:O,或电解高纯铜的形式回收,初步经济分析表明,其产值抵消日常的运行费用,还具有较高的经济效益。整个工艺过程较简单,循环运行,基本不产生二次污染。后来经过工艺改进,该小组又研究了硫酸浸出一P姗~煤油一硫酸体系,萃取分离铁、钠皂一P:。 一煤油一硫酸体系共萃取铬、铝一反萃取分离铬、铝工艺,回收电镀污泥氨浸渣中的金属。通过优化实验,并且确定了全流程的最佳工艺参数。结果表明,铁铬渣中的金属铬、铝和铁均可以高纯度盐类形式回收,可作为化学试剂使用,回收率达95% 以上。葡萄牙的J.E.Silva等 对含有cu、cr、zn、Ni等重金属的电镀污泥,采用硫酸浸出一置换除铜一沉淀除铬一D2EHPA和Cyancx 272萃取分离锌、镍一结晶的工艺进行了研究。结果显示,D2EHPA对锌的萃取率要比Cyancx 272高,且存在于有机相中的锌能全部被回收,经过结晶后,能得到纯度相当高的硫酸镍产品。在铜、铬的去除阶段,铜的回收率达到90% ,产生的Cr—CaCO,沉淀,有可能制作硅酸盐材料
3.1.3 电解法
根据物理化学中的电解基本原理,在国内一些冶炼厂对主要含Fe(OH),和Cr(OH) 组分的污泥进行了电解法处理,其中武汉冶炼厂¨ 的方法值得借鉴。他们将一定量的水和硫酸加入到污泥中,沸腾后静止30 min,过滤后的滤液移至冷冻槽,然后加入理论量1~2.5倍的硫酸铵,使生成硫酸铬和硫酸铁转变为铁矾,根据铬矾和铁矾在低温(75℃)条件下溶解度的不同而达到铬、铁的分离,最后,可回收90% 以上的铬。
3.1.4 氢还原分离法 氢还原分离金属物质是一种较成熟的技术。上世纪50年代以来,在工业上用氢气还原生产铜、镍和钴等金属,取得了显著的经济效益和社会效益。张冠东等?。采用湿法氢还原对电镀污泥氨浸产物中的cu、Ni、zn等有价金属进行了综合回收处理,成功地分离出金属铜粉和镍粉。实验结果表明,在弱酸性硫酸铵溶液中,可以获得较好的铜镍分离效果。所得两种金属粉末的纯度可达到99.5% ,符合3 铜粉和3 镍粉的产品要求,铜的回收率达到99% ,镍的回收率达到98% 以上。并且在此基础上,对还原尾液中的锌进行了回收。该法流程简单,投资少,产品纯度高,值得在工业生产中进一步改进推广。
3.1.5 煅烧酸溶法 Jitka Jandova等¨ 通过实验研究发现,对含铜电镀污泥进行酸溶、煅烧、再酸溶,最后以铜盐的形式回收,是一种简便可行的方法。在高温煅烧过程中,大部分杂质,如Fe、Zn、Al、Ni、si等转变成溶解缓慢的氧化物,从而使铜在接下来的过程中得以分离,最终以cu (SO ) H:0的形式回收。这种方法流程简单,不需要添加别的试剂,具有较强的经济性和简便性。但回收得到的铜盐含杂质较多,工艺有待进一步优化。
3.2 铁氧体综合利用技术
铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的,应用铁氧体综合利用技术处置电镀重金属污泥,并制成合适的工业产品,是经过许多学者实验研究后得到肯定的一种方法。由于电镀污泥是电镀废水经亚铁絮凝的产物,故电镀污泥中一般含有大量的铁离子,尤其在含cr电镀污泥中,采用适当的无机合成技术可使其变成复合铁氧体 ,电镀污泥中的铁离子以及其它多种金属离子被束缚在反尖晶石面心立方结构的四氧化三铁晶格格点上 ,其晶体结构稳定,达到了消除二次污染的目的。
铁氧体化分为干法和湿法两种工艺,上海交通大学的贾金平等 利用上海电机厂、上海水泵厂产生的电镀污泥为原料,通过湿法工艺合成了铁黑产品,并以铁黑颜料为原料,开发了C43—31黑色醇酸漆、Y53—4—2铁黑油性防锈漆等多项产品。随后又在原来的基础上开发了电镀污泥湿法合成铁氧体后,干法还原烘干的新工艺,并申请了专利。通过这一工艺可以合成性能优良的磁性探伤粉,而且具有工艺简单、成品率高、无二次污染、处理成本低等优点。
3.3 堆肥化制作肥料
国内外控制污泥重金属污染的主要方法,是采用污泥堆肥。堆肥化即人工控制在一定水分、C/N和通风条件下通过微生物发酵作用,将有机物转变为肥料的过程。自然界中许多微生物具有氧化、分解有机物的能力,实践证明,可利用微生物在一定湿度和pH条件下,使有机物发生生物化学降解,形成类似腐殖质物质,作肥料和改良土壤,并根据微生物对0,的需求不同,分为好氧堆肥和厌氧堆肥,堆沤使温度上升,加快其分解速度,杀灭病原菌。电镀污泥进行堆肥化处理的研究还处在探索阶段,周建红等 对电镀废铬液经处理后的含铬污泥进行堆肥化处理,经过24 d,可以使1 g污泥中铬(VI)含量由原来的4.060 mg降至0.028 mg,使大部分重金属固化,大大降低了其毒性。通过堆肥后,污泥施用于花卉的盆栽试验,显示了较好的生长响应,并且避开了人类食物链,为含铬污泥的处理及其资源化开辟了一条新路。上海交通大学的研究人员 。。把电镀污泥合成的铁氧体经磁化后制成磁性肥料,在田间进行了应用研究,结果发现,施用这种磁肥对鸡毛菜、葱等农作物有明显的增产作用,并且缩短了生长周期。但中国电镀污泥一般重金属含量较高,成分复杂,采用堆肥处理后的污泥农用仍有一定的难度和风险,加上堆肥周期长、程序复杂,也限制了电镀污泥的堆肥化处理研究。
3.4 生产改性塑料制品
电镀污泥与废塑料联合生产改性塑料制品是国内一项独创的新技术,由上海多家科研单位联合开发。其基本原理是采用塑料固化的方法,将电镀污泥作为填充料,与废塑料在适当的温度下混炼,并经压制或注塑、成型等过程,制成改性塑料制品。电镀污泥在专用TGZS 300型高湿物料干燥机中经400—600℃高温干燥后,重金属基本达到稳定,浸出试验符合国家标准。研究表明,未经改性的电镀污泥与塑料之间属物理混合,故属包裹型固化。但是,经用表面活性剂(如油酸钠)改性处理后,经x射线粉末衍射图谱分析表明,具有显著的化学作用,提高了污泥的疏水性,接触角达100。左右,因此可以推断与塑料有较好的相容性,充填均匀,机械性能将有所改善。该工艺生产的塑料制品(包含改性、干化后的电镀污泥),通过浸出试验表明,重金属的浸出率和塑料制品的机械强度都能达到规定指标。
电镀污泥与废塑料联合生产改性塑料制品,既解决了废料的安全处置,又充分利用了废物资源,是变废为宝,综合利用,实现废物资源化的重要途径,具有良好的社会和环境效益。
4 结语
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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