电镀污泥的危害及处理方法研究：保护环境与人类健康

电镀污泥的危害及处理方法研究：保护环境与人类健康

电镀污泥中含有多种有害物质，且其性质不稳定，使得电镀污泥废弃物对环境产生诸多负面影响。同时电镀污泥还威胁着人类的健康和生命，使得社会对电镀污泥的关注度越来越高。本文主要研究电镀污泥的种类、性质、回收利用，寻找消除电镀污泥对环境、社会、人类造成的危害的有效措施。

在电镀废水处理过程中，会产生大量的固体废物，这些固体废物就是电镀污泥。目前，我国大多数电镀厂在处理废水时都会加入碱溶液，然后发生沉淀，这就是电镀污泥的来源。在电镀废水中加入碱溶液使其沉淀时，会产生大量的金属氢氧化物，经过滤脱水后就会出现电镀污泥。除了加入碱溶液外，还可以加入酸、碱、还原剂等。由于可以加入的试剂种类较多，因此电镀污泥的成分相对复杂。

1 电镀污泥的危害

电镀废水中含有的物质复杂，不易降解，性质也不稳定，使电镀行业成为污染最严重的行业之一。电镀污泥若不进行科学合理的处理，将会带来难以想象的危害。例如，电镀污泥中的有毒有害重金属严重影响土壤质量，污染水资源，危害动植物的健康[1]。

1.1 土壤损害

电镀污泥中含有多种有害重金属，这些重金属逐渐渗透到土壤中，杀死许多微生物，会导致土壤质量下降，农作物减产甚至死亡，破坏生态平衡。另外，土壤中的有害重金属还可能被农作物吸收，然后通过食物链进入人体，直接影响人体健康。

1.2 水资源破坏

如果电镀厂不能妥善处理电镀污泥，大量的污染物就会逐渐渗入自然水体，直接影响众多水生生物。同时，电镀污泥中的重金属会通过食物链或大气进入人体，威胁人类健康，可能引发呼吸道、皮肤等疾病，甚至严重影响神经系统。

2 电镀污泥处理工艺

2.1固化工艺

在电镀污泥的处理中，固化处理技术往往被用在最后的环节，其目的是将重金属控制在惰性状态，从而降低其危害性，然后填埋处置。所谓固化就是利用大量的添加剂，使电镀污泥处于比较致密、不流动的固态，通过改变电镀污泥的强度、渗透性等来实现。常用的添加剂有石灰、水泥、玻璃等，其中水泥固化最为常见。它对电镀污泥及重金属废弃物具有良好的处理效果，材料廉价，相关的投资和运行费用相对较低，操作相对简单，稳定性好，使得人们对固化处理技术的关注度不断提升。

固化处理技术的操作流程是:将电镀污泥预先进行干燥、破坏氧化物等处理;在电镀污泥中加入大量固化剂,等待固化后进行混合;最后进行最终处理,即填埋[2]。

电镀污泥处理技术发展多样化，其固化效果比较稳定，但占地面积大，且重金属在固化体中不稳定，因此针对危险废物，人们提出了采用高效稳定剂进行无害化处理的概念。

2.2热处理工艺

电镀污泥的热处理是一个熔融和深度氧化的过程，利用热处理可以降低电镀污泥中的一些有毒物质，实现电镀污泥的有效处理。热处理技术主要通过焚烧的方式，减少电镀污泥的体积，最大程度地减少电镀污泥对环境的危害。但相关研究表明，热处理技术能耗相对较高，需要专门的焚烧设备，很多小型电镀厂无法承担高昂的费用，因此热处理技术的推广效果并不是很好。

2.3 铁素体化工艺

铁氧体化处理技术是指在电镀废水中添加铁盐，调节pH值，投加絮凝剂，使之产生沉淀。因此，大部分电镀污泥中都含有铁离子，人们可以采用适当的技术，将其转化为复合铁氧体，将铁离子与Fe3O4结合，达到消除二次污染的目的。

3、电镀污泥资源化利用技术

资源化利用技术是回收电镀污泥的一种简单、有效且成本低廉的方法，较常见的有浸出提取法、火法冶金提取法、建材制造法和电解法等。

3.1 浸出提取

浸出提取是利用化学反应将电镀污泥中的重金属物质有效分离，并保持重金属的稳定性。常用的浸出剂有酸性、碱性和中性。电镀污泥中的重金属往往以氢氧化物的形式存在，因此中性浸出溶液的应用并不普遍。碱性浸出溶液（如碳酸钠、氨水）应用率较高，但其缺点是不能浸出所有金属；常见的酸性浸出溶液主要有盐酸、硫酸等，由于酸度不同，浸出结果也不同。这就意味着电镀厂要根据实际的电镀污染特点选择合适的浸出溶液，以达到浸出提取的最佳效果。在电镀污泥中重金属的回收中也有广泛的应用，如电镀污泥经处理后，镍的回收率可达92%。

3.2 高温提取

人们通过高温处理电镀污泥，可以回收其中的重金属。常见的方法有煅烧、微波、焚烧和碳加热等。高温处理可以有效减少电镀污泥的体积，减少一些有害物质。另外，通过高温处理，重金属物质会反应生成单质化合物。浸出法和高温法的联合使用，可以明显提高电镀污泥中重金属的提取效果。但需要注意的是，高温提取必须通过加热来实现，会造成严重的空气污染，所以电镀厂一定要对此高度重视。

3.3 建筑材料制造

制造建材法就是将电镀污泥有效转化为建筑材料，例如电镀污泥可以作为水泥原料，完全不影响水泥的性能，成本也低廉，但目前还未得到推广应用。此前曾有人将电镀污泥应用到红砖的生产中，但红砖中重金属的毒性是否能达到相关标准，直接影响到制造建材法的实际应用。

3.4 电解

电解是指利用电流将电镀废液中的金属离子还原成金属。值得注意的是，人们需要根据电镀液中金属离子的电位差异来控制施加电压的大小，以达到还原的效果。与浸出提取相比，电解不需要添加任何试剂，操作过程相对简单，设备占地面积小，但回收的金属的纯度却丝毫不会受到影响。

4 金属回收

电镀企业可以采用电解的方式对电镀污泥进行回收利用，此外还可以采用冶炼或者化学的方法进行回收利用，大大提高了电镀企业的资源利用率。

4.1 冶炼回收

有些电镀污泥中含有大量的铜，可以用冶炼的方法回收铜。主要工艺是将污泥烘干，然后与木炭粉混合，高温还原，溶解后加硼砂提取，即可得到金属铜。对于含有硫化铜的电镀污泥，人们可以用硫化物来处理，达到冶炼回收铜的目的。

4.2 化学方法回收

镀锌废水中含有锌、铁、铝等杂质，可用硫酸进行预处理，再加入氧化剂，生成硫酸锌晶体。硫酸锌在工业上可用作染料，在医药上可用作催吐剂，在农业上可用作基肥，防治果树、苗圃的病害[3]。

对于含铜电镀污泥，人们通过适当的处理可以得到结晶硫酸铜。其主要工艺流程为干燥-熔融-粉碎-加入稀硫酸-加热-离心得到结晶硫酸铜。工业上结晶硫酸铜多与石灰石混合制成波尔多液，用于杀灭真菌。

对于含有硫化镉的电镀污泥，人们可以通过处理回收碳酸镉和氧化镉产品。其工艺流程为：将电镀污泥加硝酸浸出；通过过滤、加碱除去硝酸浸出物；加入碳酸钠溶液，最终形成碳酸镉，再经洗涤、干燥，得到碳酸镉产品；将碳酸镉粉碎，高温煅烧，得到氧化镉。

5 电镀污泥处理的经济效益

笔者以电镀污泥处理为例，简要分析了电镀污泥处理所带来的直观的经济效益[4]。

5.1 项目概况

项目总投资250万元，年均税后利润149.075万元，投资回收期1.7年，年均销售收入228万元。

5.2 经济效益

该公司处理电镀污泥收费标准为500元/t，共计4800吨，因此实际电镀污泥处理成本为4800t×500/t=240万元。该公司每消耗一吨焦炭最多可处理4吨污泥，因此年耗焦量为4800÷4=1200t，其中每吨焦炭售价为1050元，因此年耗焦成本为126万元。该公司日用水量为20吨，每吨水价为1.5元，因此年耗水成本为9000元。该公司每小时耗电量为50kW·h，电价单价为0.75元（/kW·h），因此年耗电成本为27万元。该项目公司工资为每人每年2万元，实际需要27人，因此每年工资福利费用为54万元。公司设备折旧及维修费用为7.5万元。

公司其他费用按金属锭销售收入5%计算，每年需处理电镀污泥4800吨，以300天计算，每天需处理电镀污泥25吨，每吨电镀污泥产金属量5%，回收率按95%计算，实际产出金属锭4800×5%×95%=228吨，每吨金属锭按1万元计算，总收益228万元，加上电镀污泥处理成本228万元+240万元=468万元。

公司增值税228元×7.5%=17.15元，利息250万元×5%=12.5万元，所得税按3.3%计算，即每年需缴纳73.425万元。公司本项目总成本318.925万元，年税后利润468-318.9250=149.075万元。预计投资回收期为250万元÷149.07万元=1.7年。

可见该项目仅用1.7年即可收回投资。因此，无论从环境保护的角度，还是从企业经济利益和企业员工福利薪酬的角度，电镀企业都可以采用正确的电镀污泥处理技术，对原本污染性强、危害性大的电镀污泥进行处理，实现环境保护与企业经济的共同发展。电镀废水虽然危害性大，但同时也是一种潜在的资源，电镀企业应大力发展电镀污泥、废水、废渣等处理技术。目前，我国电镀行业虽然还面临一些发展困境，但总体发展趋势向好，并已开始从多角度、多层次研究电镀废水的资源化利用技术。

6 结论

电镀污泥成分相对复杂，也具有一定的危害性，电镀污泥的处理成为电镀厂及社会关注的焦点，在研究过程中发现，现阶段电镀污泥的处理可以采用浸出法、高温法、建材制造法、电解法等措施，可以有效减少污泥带来的负面影响，在提高企业经济效益的同时，保护人类和动植物赖以生存的生态环境。

参考

1 袁文辉,王成艳,许志锋. 电镀污泥中铬、铜等多金属的资源化利用[J]. 江苏科技大学学报, 2017, 23(4): 1-4.

2 赵诗晓,岳希龙,朱炳龙,等.我国含铬电镀污泥的资源化利用与环境治理[J].江苏科技大学学报,2017,23(2):16-20。

3 袁文辉,王成彦,徐志峰,等.含铬电镀污泥资源化利用技术研究进展[J].湿法冶金,2013,32(5):84-287.

4 王春华. 电镀污泥资源化利用研究进展[J]. 化工与环保, 2012, 32(1): 5-29. (文章来源：中国资源综合利用)