电镀废水处理方法多样，合理处理电镀污泥意义深远

电镀废水处理方法多样，合理处理电镀污泥意义深远

电镀废水的处理方法很多，包括化学法、离子交换法、活性炭法、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，也会采用一些硫化剂来沉淀，在处理电镀废水时，电镀废水中的重金属元素会转移到污泥中。

污泥的产生量虽然比污水小很多，但依然十分巨大，特别是对环境造成的危害更是远远大于电镀污水，因此对电镀污泥进行合理、审慎的处理，对国家和社会都有着深远的意义。

电镀污泥的成分、分类及危害

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镀槽污泥。一般来说，电镀污泥可能含有金、银、铁、铜、铬、镍、锌等重金属元素。这些元素的来源很广泛，主要来自电镀厂排放的各种电镀液、镀件清洗后的废液、电解槽液等。

采用化学方法矿化电镀废液时，由于镀层的要求不同，各个电镀厂所采用的原材料、生产方式、处理工艺都会有所不同，所产生的污泥的成分也各有不同。

另外，电镀生产过程中还经常使用一些有机物质，如络合剂、光亮剂、整平剂、除杂剂、表面活性剂等，这些药剂大部分是有害物质，如丙烯磺酸钠、二甲氨基丙胺与环氧氯丙烷的缩合物、炔醇、炔二醇及其环氧乙烷和环氧丙烷加合物、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、羟基乙酸、乙醇、丙酮等。

这些物质虽然提高了电镀产品的质量，但是却给电镀废水和污泥的处理带来很大的困难，也对生态环境和人类健康构成了严重的威胁。

2 电镀污泥的分类及危害

电镀污泥含水率高、稳定性低、流动性强，不同种类的电镀污泥还可能含有各类有害金属离子，已被列入国家危险废物名录第十七类、第二十一类、第二十三类危险废物。

电镀污泥可分为分化污泥和混合污泥两大类，分化污泥主要包括单一重金属元素，如铜污泥、镍污泥、铬污泥等；混合污泥是由不同类型的电镀废水共同处理得到的，含有多种金属元素。

由于电镀工艺的多样性，实际电镀废水处理得到的污泥大部分为混合污泥，因此对于我国科研人员来说，混合污泥是主要的研究对象。

电镀污泥中含有大量的Cu、Ni、Zn等重金属离子，甚至还含有Cd、Cr等高风险金属离子，是典型的危险废物。

由于污泥不稳定、易分解流失，其中重金属离子在外界风化、雨水等作用下极易迁移到生态系统中，对生态环境造成破坏，甚至影响人类健康。

早在1998年，我国就将电镀污泥作为典型的危险废物列入《国家危险废物名录》，2004年实施的《危险废物经营许可证管理办法》也对电镀污泥的收集、贮存、处置等进行了严格规范，防止发生二次污染事件。

一般而言，电镀污泥处理是指通过物理、化学、生物等各种方法，将电镀污泥转化为适合运输、贮存、资源利用和最终处置的物质的过程。

电镀污泥的处置指最终处置或安全处置，是电镀污泥污染控制的终端环节，解决电镀污泥的去向问题，主要包括海洋处置和陆地处置两大类。

国外多采用分离后的污泥回收金属，而混合污泥则多采用水泥固化，进行安全妥善处置。由于含铬污泥污染性强，且国内几乎没有污泥分离，因此含铬污泥的处理已成为国内的研究重点。

目前国内外对电镀污泥的资源化利用进行了大量的研究，并取得了很大的进展。但总体上，国内外尚无成熟、安全、可靠的方法可以彻底解决电镀污泥的处置问题。下面将介绍常用的处理处置方法。

电镀污泥的处理方法

1.固化处理

固化处理是指利用固化基材料将废弃物固定或包裹，减少其对环境的危害，使其能够更加安全的运输和处置。固化处理是电镀污泥处理最重要的方法，也是目前处理电镀污泥的主要方法。

将特定的化学药剂掺入电镀污泥中，可使污泥中的大部分重金属等有害物质固化为安全固体，从而有效避免污泥的二次污染。固化体应具有良好的抗渗透性、抗淋溶性、抗干混性、抗冻融性和足够的机械强度。

主要养护工艺有水泥养护、石灰养护、热塑养护、熔融养护等，常见的养护剂有水泥、沥青、水玻璃等。

固化剂与电镀污泥混合后，污泥中的有害重金属元素被封存在固化体中，水泥固化法由于处理效率高、操作简单、固化体稳定、固化材料价格低廉、易得，得到了广泛的应用。

近年来，随着研究的不断深入，高温热解技术开始用于处理有机物含量较高的污泥，在处理过程中有机物会被裂解为短碳氢链物质，进而作为燃料回收。

如果热解时的温度足够高，甚至能使固体残渣发生玻璃化，即将污泥中的重金属元素固定在固体残渣中，这种处理方法类似于熔融固化法。

高温热解虽然可以将重金属元素稳定地固定在固体中，并可重复利用分解过程中产生的部分可燃气体，但该方法仅适用于有机质含量较高的污泥，且能耗较高，应用范围受到很大限制。

固化法虽然具有诸多优点，但会产生较多的固体废弃物，对于可作为二次资源利用的电镀污泥而言是巨大的浪费，不符合固体废物处理的3R原则（即一个减量化、一个再利用、一个再生利用），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，污泥在高温加热的同时，加入一些还原性物质，使一些重金属元素由高价位、毒性较大的变成低价位、毒性较小的。

例如在高温加热时加入焦炭，可使铬的价数由+6变为+3，从而降低毒性。高温焚烧是热处理的主要方法，焚烧后有毒有害有机物被热氧化分解，焚烧后的灰渣可综合利用，不含任何有害物质。

因此污泥焚烧具有减量化最充分、稳定化最彻底、无害化最彻底的效果，是目前最彻底的处理方法。焚烧过程中的能量回收利用也实现了污泥资源化利用的最大化，变污泥为宝，解决了污泥处理利用过程中带来的不利因素。

正是因为焚烧法具有诸多的优点，目前在一些经济发达的国家和地区广泛应用于电镀污泥的稳定化固定化处理。

以日本为例，由于日本人口密度大、地处山地，政府对环境保护要求严格，日本大部分污水污泥采用焚烧处理。

电镀废水的处理方法很多，包括化学法、离子交换法、活性炭法、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，也会采用一些硫化剂来沉淀，在处理电镀废水时，电镀废水中的重金属元素会转移到污泥中。

污泥的产生量虽然比污水小很多，但依然十分巨大，特别是对环境造成的危害更是远远大于电镀污水，因此对电镀污泥进行合理、审慎的处理，对国家和社会都有着深远的意义。

电镀污泥的成分、分类及危害

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镀槽污泥。一般来说，电镀污泥可能含有金、银、铁、铜、铬、镍、锌等重金属元素。这些元素的来源很广泛，主要来自电镀厂排放的各种电镀液、镀件清洗后的废液、电解槽液等。

采用化学方法矿化电镀废液时，由于镀层的要求不同，各个电镀厂所采用的原材料、生产方式、处理工艺都会有所不同，所产生的污泥的成分也各有不同。

另外，电镀生产过程中还经常使用一些有机物质，如络合剂、光亮剂、整平剂、除杂剂、表面活性剂等，这些药剂大部分是有害物质，如丙烯磺酸钠、二甲氨基丙胺与环氧氯丙烷的缩合物、炔醇、炔二醇及其环氧乙烷和环氧丙烷加合物、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、羟基乙酸、乙醇、丙酮等。

这些物质虽然提高了电镀产品的质量，但是却给电镀废水和污泥的处理带来很大的困难，也对生态环境和人类健康构成了严重的威胁。

2 电镀污泥的分类及危害

电镀污泥含水率高、稳定性低、流动性强，不同种类的电镀污泥还可能含有各类有害金属离子，已被列入国家危险废物名录第十七类、第二十一类、第二十三类危险废物。

电镀污泥可分为分化污泥和混合污泥两大类，分化污泥主要包括单一重金属元素，如铜污泥、镍污泥、铬污泥等；混合污泥是由不同类型的电镀废水共同处理得到的，含有多种金属元素。

由于电镀工艺的多样性，实际电镀废水处理得到的污泥大部分为混合污泥，因此对于我国科研人员来说，混合污泥是主要的研究对象。

电镀污泥中含有大量的Cu、Ni、Zn等重金属离子，甚至还含有Cd、Cr等高风险金属离子，是典型的危险废物。

由于污泥不稳定、易分解流失，其中重金属离子在外界风化、雨水等作用下极易迁移到生态系统中，对生态环境造成破坏，甚至影响人类健康。

早在1998年，我国就将电镀污泥作为典型的危险废物列入《国家危险废物名录》，2004年实施的《危险废物经营许可证管理办法》也对电镀污泥的收集、贮存、处置等进行了严格规范，防止发生二次污染事件。

一般而言，电镀污泥处理是指通过物理、化学、生物等各种方法，将电镀污泥转化为适合运输、贮存、资源利用和最终处置的物质的过程。

电镀污泥的处置指最终处置或安全处置，是电镀污泥污染控制的终端环节，解决电镀污泥的去向问题，主要包括海洋处置和陆地处置两大类。

国外多采用分离后的污泥回收金属，而混合污泥则多采用水泥固化，进行安全妥善处置。由于含铬污泥污染性强，且国内几乎没有污泥分离，因此含铬污泥的处理已成为国内的研究重点。

目前国内外对电镀污泥的资源化利用进行了大量的研究，并取得了很大的进展。但总体上，国内外尚无成熟、安全、可靠的方法可以彻底解决电镀污泥的处置问题。下面将介绍常用的处理处置方法。

电镀污泥的处理方法

1.固化处理

固化处理是指利用固化基材料将废弃物固定或包裹，减少其对环境的危害，使其能够更加安全的运输和处置。固化处理是电镀污泥处理最重要的方法，也是目前处理电镀污泥的主要方法。

将特定的化学药剂掺入电镀污泥中，可使污泥中的大部分重金属等有害物质固化为安全固体，从而有效避免污泥的二次污染。固化体应具有良好的抗渗透性、抗淋溶性、抗干混性、抗冻融性和足够的机械强度。

主要养护工艺有水泥养护、石灰养护、热塑养护、熔融养护等，常见的养护剂有水泥、沥青、水玻璃等。

固化剂与电镀污泥混合后，污泥中的有害重金属元素被封存在固化体中，水泥固化法由于处理效率高、操作简单、固化体稳定、固化材料价格低廉、易得，得到了广泛的应用。

近年来，随着研究的不断深入，高温热解技术开始用于处理有机物含量较高的污泥，在处理过程中有机物会被裂解为短碳氢链物质，进而作为燃料回收。

如果热解时的温度足够高，甚至能使固体残渣发生玻璃化，即将污泥中的重金属元素固定在固体残渣中，这种处理方法类似于熔融固化法。

高温热解虽然可以将重金属元素稳定地固定在固体中，并可重复利用分解过程中产生的部分可燃气体，但该方法仅适用于有机质含量较高的污泥，且能耗较高，应用范围受到很大限制。

固化法虽然具有诸多优点，但会产生较多的固体废弃物，对于可作为二次资源利用的电镀污泥而言是巨大的浪费，不符合固体废物处理的3R原则（即一个减量化、一个再利用、一个再生利用），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，污泥在高温加热的同时，加入一些还原性物质，使一些重金属元素由高价位、毒性较大的变成低价位、毒性较小的。

例如在高温加热时加入焦炭，可使铬的价数由+6变为+3，从而降低毒性。高温焚烧是热处理的主要方法，焚烧后有毒有害有机物被热氧化分解，焚烧后的灰渣可综合利用，不含任何有害物质。

因此污泥焚烧具有减量化最充分、稳定化最彻底、无害化最彻底的效果，是目前最彻底的处理方法。焚烧过程中的能量回收利用也实现了污泥资源化利用的最大化，变污泥为宝，解决了污泥处理利用过程中带来的不利因素。

正是因为焚烧法具有诸多的优点，目前在一些经济发达的国家和地区广泛应用于电镀污泥的稳定化固定化处理。

以日本为例，由于日本人口密度大、地处山地，政府对环境保护要求严格，日本大部分污水污泥采用焚烧处理。

3. 回收利用

电镀污泥中某些元素的含量可能超过某些矿石中元素的含量，对于国家和社会来说，电镀污泥中的金属元素是一笔相当可观的财富，因此电镀污泥的回收工艺一直是科研人员研究的重点。

电镀污泥的回收再利用主要需要解决三个问题：

一是预处理技术，促进污泥高效脱水、有机物溶解；

二是焚烧加卫生填埋技术，可实现污泥的最终处置；

三是污泥资源化回收技术形式多样，电镀污泥的回收主要有火法冶金工艺、湿法冶金工艺、火法焙烧-湿法冶金浸出联合工艺和生物法等。

1. 烧成过程

火法冶金工艺处理电镀污泥，是在污泥冶炼过程中加入还原性物质和成渣剂，在高温条件下发生反应，生成金属或金属中间产物的过程。

由于电镀污泥含水量高、金属品位低、成分复杂，且火法冶金工艺本身存在能耗高、投资大、金属回收率低的缺点，因此火法冶金工艺在处理电镀污泥过程中很少采用。

2. 湿法工艺

湿法工艺的基本过程是：在适当的浸出剂和浸出条件下，电镀污泥中的有价金属被浸出到浸出液中，实现有价金属与杂质的初步分离。浸出液经过净化分离有价金属后，再经过净化处理，得到较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浸和氨浸。

①酸浸

李英提出了“浸出化学沉淀（分步沉淀和共沉淀）+共沉淀分离回收”的电镀污泥回收工艺路线。

浸出过程中，以硫酸为浸出剂，在所研究的最佳条件下进行一次浸出，铁、铜、铬、镍的浸出率分别为88.65%、97.83%、91.64%、99.33%；剩余滤渣在相同浸出条件下进行第二次浸出时，铁、铜、铬、镍的浸出率分别为91.06%、98.87%、93.55%、99.88%。

经过对浸出液逐级沉淀、金属元素回收后，浸出液基本澄清，金属元素大部分被回收，可见酸浸-化学沉淀法可以有效回收电镀污泥中的金属元素。

李强等采用硫酸浸出电镀污泥，提取浸出液中的铜，用硫化钠沉淀锌，用碳酸钠沉淀镍。

在最佳实验条件下，铜、镍、锌、铬的回收率均大于96%。在实验室研究的基础上，还建立了年处理3万吨混合电镀污泥的示范工厂，并在实践过程中保持盈利。这项研究在实践中证明了电镀污泥综合回收利用的可行性，也为电镀污泥的资源化利用提供了宝贵的实践经验。

国内外学者对电镀污泥湿法浸出进行了大量的研究，发现酸浸时浸出液离子浓度高，后续处理水量较少，但酸浸存在选择性差、浸出液净化工艺复杂，酸、碱及除杂剂消耗量大的缺点。

②氨浸法

由于酸浸法存在诸多缺点，近年来研究人员提出了氨浸法。氨浸法是处理电镀污泥的传统方法，利用溶液将电镀污泥中的有用金属元素与其他金属元素分离成不同的产品。

用氨水浸出电镀污泥，可使其中的氧化物或沉淀物以络合物形式进入溶液中，整个过程属于金属电化学腐蚀过程。

张焕然提出采用“氨体系浸出镍、铜提取分离、氨闭环回收”的工艺，从电镀污泥中回收铜和镍。

在最佳工艺条件下，即使电镀污泥中金属含量很低（铜0.94%、镍0.81%），铜、镍的浸出率也能分别达到95%和88%；若采用两级逆流浸出，铜、镍的浸出率可分别达到97%和93%。

浸出液中铜、镍的分离采用“萃取水洗÷酸洗÷反萃”工艺流程，经过两级萃取，铜、镍的萃取率接近100%，萃余液中铜、镍的质量浓度分别降至0.0034g/L、0.023g/L，萃余液经氨调节后返回浸出。

通过国内外氨回收实验分析发现，氨体系对有价金属有良好的选择性浸出，杂质金属很少或根本不进入浸出液。

氨法体系采用萃取剂对浸出液中的金属进行分离，与酸浸不同，在金属沉淀分离时不存在夹带损失，因此其重金属回收率高于酸浸体系。另外，从电镀污泥中回收铜、镍的工艺流程较短，水和浸出剂的回收利用效果较好。由于具有以上优点，国际上普遍优先采用氨法浸出。

3.火法焙烧+湿法浸出联合工艺

火法冶金与湿法冶金联合工艺是先用火法冶金工艺对电镀污泥进行预处理，除去水分、有机物及部分杂质，对有价金属进行分类和富集，再采用适当的浸出剂将有价金属浸出，该工艺对于处理有机杂质含量高、成分复杂的污泥更有意义。

火法焙烧+湿法浸出联合工艺有利于湿法工艺中一些难分离金属的提取分离，但该工艺仍然存在工艺流程长、能耗高、生产投资大的缺点，难以在实际生产中推广应用。

4 生物处理

生物处理是利用微生物将固体废物中不可降解物质分解，从而达到无害化或综合利用的目的。目前研究最多的是利用微生物浸出电镀污泥中的有价金属。

1. 生物浸出

微生物浸出主要是利用化能自养嗜酸芽孢杆菌的生物产酸作用将电镀污泥中的有价金属浸出为可溶性金属离子，再采用适当的方法从浸出液中分离回收有价金属离子。其作用机理比较复杂，包括微生物的生长代谢、吸附、转化等过程。

毕文龙采用氧化硫酸杆菌和氧化亚铁酸杆菌对固含量为3%的电镀污泥进行浸出，电镀污泥中Ni、Cr、Cu的浸出率分别为92.9%、85.1%和96.8%，高于相同pH条件下硫酸的浸出率。但该方法处理周期较长（嗜酸菌驯化后需15天的酸化处理），实际工程中难以采用。

针对这一不足，他利用嗜酸氧化硫硫杆菌培养得到的无机酸溶液，对固含量为1%的城市污泥进行处理，在短时间内对电镀污泥进行了有效的浸出，在相同pH条件下，浸出效果与硫酸基本相同；并利用黑曲霉分泌的柠檬酸和葡萄糖酸对电镀污泥进行生物浸出处理，处理6天，Ni、Cr、Cu的浸出率分别为91.9%、74.4%、315.2%。

他认为柠檬酸、苹果酸、草酸和葡萄糖酸4种有机酸对Ni、Cr、Cu的浸出作用是同时减弱的，而这4种酸混合在一起时，既没有拮抗作用，也没有协同叠加作用。

曾猛等利用9K培养基中活化7 d的嗜酸氧化硫杆菌对电镀污泥进行生物浸出，当单质硫添加量为1.25 g/L时，浸出污泥中仅残留微量硫，且各类重金属离子残留量均达到国家农用污泥标准。

与传统的物理、化学方法相比，该生物浸出方法具有金属溶解率高、操作简单、可持续性好、生产成本低的优点。

2. 堆肥及农业处理

污泥农用堆肥是将污泥中的有机物在一定条件下通过微生物的发酵作用降解，使其成为土壤肥料的过程。

此外污泥中含有的微量重金属对植物的生长有一定的促进作用，堆肥作为一种投资少、见效快的污泥处理方法，有着广阔的应用前景。

但同时也应注意到，污泥中含有的有毒重金属由于聚集效应，可能对人体健康造成严重危害，因此对污泥堆肥处理应进行严格的质量控制。

综观上述加工技术，火法回收由于能耗高、投资大、金属回收率低，研究较少，目前研究最多的是湿法回收技术。

酸浸法是研究较早、技术较为成熟的方法，已投入实际工业应用，但酸浸法试剂消耗量大、成本高，不适宜处理成分复杂、有价金属含量较低的混合污泥。

近年来，有研究人员提出氨浸法，该法具有选择性好、工艺流程短、物质可回收利用等优点，受到国际上的广泛青睐。

至于电镀污泥的生物处理，尽管它比传统方法具有优势，例如良好的经济，良好的可持续性和环境友好，但它也具有不稳定的效果和较长的治疗周期等缺点。

电镀污泥的处理方法

有两种主要的电镀污泥的方法：海洋处置和土地处置，一般来说，海洋处置有两种方法：深海倾倒和近海焚化，有两种土地处置方法

1 cean处置

电镀污泥的土地开垦处理是指利用海洋的自我纯化能力丢弃合适距离和深度的海洋地区的电镀污泥，从而实现了电镀污泥的无害处置。

早在19世纪末，美国将电镀污泥倾倒到海洋中进行陆地开垦，在爱尔兰都柏林湾，每年都会倾倒约25,000吨重金属污泥。

由于在电镀污泥中存在诸如镉，铬和氰化物等高毒物质，因此在处置部位的海洋地区发生了不同程度的海洋污染在土地填海之前，必须巩固土地填充的污泥。

目前，出于海洋生态环境的考虑，大多数国家禁止深海倾销和污泥的海上焚化。

2土地处置

对于重金属恢复后的尾矿或一些污染较少的污泥，垃圾填埋场通常用于使用高有机物含量的电镀污泥，高金属恢复后的高强度，垃圾填埋场是根据我所在国家的当前发展状态的更经济有效的处理方法。

但是，在垃圾填埋场期间，由于水分含量高和污泥强度低，压实机和推土机在污泥扩散和压实过程中很容易滑入泥浆中。

污泥中包含的大量有机物使其更加亲水，此外，污泥本身是密集的，垃圾填埋场很可能成为人造沼泽。

鉴于上述垃圾填埋场的缺点，张华提出了垃圾填埋场回收的概念：“污泥修改垃圾填埋场，垃圾填埋场污泥退化和稳定化形成矿物化的污泥，矿物质化的污泥挖掘和利用，使污泥的污点更改为污泥，并改善了污泥的污点。污泥水解和酸化产物在微生物上的积累，并增加污泥的气体产量和气体中的甲烷含量。

尽管该研究针对污水处理厂的污泥，但它对于电镀污泥的垃圾填埋场具有一定的参考意义。

由于大多数国家都禁止海洋处置，因此土地处理已成为处理电镀污泥的主要方法。

目前，更经济和环保的处置方法是在收回有价值的金属然后填埋后修改污泥。

结论

不同特性的电镀污泥应通过不同的方法处理和处置。

对于具有高有机物含量的电镀污泥，由于它在燃烧过程中会释放高热量，因此可以使用焚化剂来消除有机物的危害。

对于低有机物含量的污泥，在机械脱水后可以通过湿的浸出过程回收有用的金属。

无论使用哪种方法，电镀污泥最终都可以有效地处理并正确处理。

近年来，电镀行业产生的污泥的处理和处置是国内外研究的重点。

目前，固化处理是我国电镀污泥的主要治疗方法，而发达国家则采用更环保和有效的焚化方法。

随着环境保护的越来越严格的要求，电镀污泥的回收将成为电镀污泥的主要处理方法，但它仍然面临着诸如回收金属的纯度，复杂的回收过程，高处理成本以及缺乏成熟的垃圾供应技术，然后将其用于某些物料和其他物料。

在很长一段时间内，如何在电镀污泥回收中解决上述问题，并更彻底，有效地处理再生废物残留物将仍然是研究的重点和主要方向。