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电渡污泥的处理技术

2012-10-15 0:00:00

 

一、泥浆

        伴随废水处理过程中产生的泥浆(沉淀物或泥浆)是泥浆的种类之一。对几乎所有产业而言,水是不可缺少的,而对使用后的废水,不经任何处理就排放,是严格的水质标准和环境法规不能允许的。因此,必须去除排水中的重金属和有机物等有害物质。各种工业用水、生活用水和其他废水的净化处理中,有害成分一般以固体形态除去,经过固液分离后的固体再经脱水处理,处理后仍然含有相当大的水分,这就是我们这里所讲的泥浆。同时,水因其用途不同,所产生的泥浆的种类也不一样。例如,泥浆中以铁的氢氧化物为主体的有赤泥、以有机物为主体的有有机污泥等。从资源化再利用的观点来看,将这些污泥总括起来说明比较困难,但回收其中有价金属则是主要的目的。因此应对含有大量金属的污泥资源进行再回收。回收利用时,对资源化利用应有严格的要求,需要防止二次污染。还有,电镀工业也产生了—些污泥,它也含有大量的贵金属,但是以其为再资源化对象的系统还没有建立起来。

二、电镀污泥电镀是在制品表面镀上金属薄膜的表面处理技术

        其过程是将制品的表面浸渍在含有金属离子的水溶液或熔融金属液中,通过电化学反应进行电镀。电镀有用外部电力将金属离子进行还原的电解电镀和使用化学还原剂进行表面处理的非电解电镀。两类过程产生的废水都需要水的净化处理,而电解电镀的排水处理则具有一定的代表性。

        从工艺角度看,电解电镀的水溶液大致分为酸洗水,酸洗后的洗净水,电解电镀的各种电镀液,电镀后的洗净水等。对这些溶液进行再利用时,必须进行中和处理或者除去溶液中的氰离子和金属等有害物质。就镀银电镀而言,其电镀土:序和电渡液的种类很多,由此带来排水处理的复杂性:而对通常使用较多的Cu,Ni,Zn,Cr等电镀中,所排出的废水处理可分为氰化物系排水的氧化处理和铬系排水的还原处理和重金属系排水的中和与离子交换处理。还有,贵金属电镀排水以及废电镀液的处理,除了需要回收贵金属外,还要处理贵金属电镀的废液。

        电镀废液中的氰化物通常用碱性次氯酸氧化处理法,即在碱性溶液中添加次氯酸钠(NaCl0),氰化物被分解为碳酸盐和氮气,从而达到无害化的目的。其反应为:
    一段反应:
                      NaCN+NaCl0=NaCl+NaCNO
    二段反应:
                     2NaCNO十3NaCl0+H20=N2+3NaCI+2NaHCOa

        氰化物系电镀液通常用于Cu,Zn,Au,Ag,黄铜,青铜等金属的电镀,因此在电镀排水中当然含有这些金属离子与氰离子的络合物。在次氯酸钠的作用下,这些氰的络合物被分解为如下形式:

                     Na2[2n(CN)4]+2NaOH+4NaCl0=Zn(OH)2+4NaCNO+4NaCl
                    2NaCNO+3NaCl0+H20=N2+3NaCl+2NaHC03

        氰的络合物被分解后,还要继续进行除去重金属离子的处理。后面将介绍对电镀废液中重金属系排水的处理。在物体表面镀铬的铬系排水处理中,主要处理目的是将有害的Cr6+还原成无害的Cr3+,还原剂一般采用亚硫酸氢钠,此反应是在酸性条件下进行反应,当pH=3的条件下,其反应如下:

                     4H2Cr04+6NaHSO3+3h2SO4=2Cr(SO4)3+3NaSO4+10H2O

        而对于重金属系排水的处理,主要是利用重金属离子在碱性溶液巾形成的氢氧化物沉淀,进行重金属的分离。如果添加有机高分子凝聚剂,则可使沉淀粒子变粗而改善其沉降的条件,氢氧化物的生成反应如下:

ZnS04+Ca(OH)2=Zn(OH)2+CaSO4
Cr2(S04)3+6NaOH=2Cr(OH)3+3Na2SO4

        通常在沉降分离槽中,将生成的氢氧化物的沉淀物分离,形成泥浆而排出(含水约90%),再经脱水处理得到含水80%的泥浆。对生成的沉淀物一般采用溶出试验确认其不溶性,然后送往填埋地进行废弃处理。

        老化的电镀液废弃后也要经过处理,其中一部分是混进排水中进行处理,而另一部分少量加入泥浆中进行处理。但是,对于一般的老废电镀液需要除去重金属、氰化物、酸、碱等浓度都很高的成分。因此,可以进行专业化的处理,这样可以提高效率降低处理成本。

        如果电镀液中氰化物浓度很高,处理方法可从阳极上分解氰化物和从阴极析出金属的电解法处理。处理时,降低pH值产生HCN气体然后用NaOH溶液吸收NaCN。如果电镀液中铬的浓度很高时,溶液的处理用减压浓缩回收处理。其条件是进行蒸发浓缩到原浓度的10倍后回收铬酸。从这些浓缩溶液中可以回收含量很高的某些特定组分,因此通常可以出售。在回收贵金属电解液中为了避免不纯物的混入,回收过程需要进行严格管理。以前大部分电镀污泥被看作废弃物,现在在污泥生产工序中直接进行净化,处理后的水一部分在水洗工序中循环利用,同时大部分水是达到排放标准后排出。另外除去水分后废弃污泥大部分是金属的氢氧化物。因此,一般说来都可进行进一步的资源化再利用。

三、电镀污泥的还原

        一般冶炼的原料是将矿石选矿后所得的商品性精矿。由于金属种类和冶炼方法的不同,所需求的晶位不同,但一般商品性精矿都是高品位的。如铜精矿的品位为30%左右,锌精矿的品位为50%,而冶炼厂通常不喜欢用品位低于精矿的污泥作原料,在不发生工艺过程阻碍的前提下,精矿或者中间物中混合适当的污泥是可以的。对冶炼残渣中含有一定量的有价金属,可以在企业内以返回的形式加以利用,污泥也可以作为这种返回物料进行处理。

        除这些条件外,混入对冶炼操作有影响的元素和油类应采取相应措施,并将其作为污泥交易时的考虑因素。对电镀污泥的资源化,不仅使企业得到经济效益,而且对于缓解资源的紧缺具有十分重要的意义。要使电镀污泥参与流通,首先要使使用者能接受这种污泥,可是,目前电镀企业很少采用单一的大规模电镀作业,而采用多个系统的小规模作业。电镀污泥的产生与过程操作有关。从电镀污泥的再资源化角度看,排水处理系统的合理化与电镀污泥利用有密切的关系,如以日本某电镀企业区的排水处理设施的合理化为例,这个企业的聚集区是由9个电镀企业所组成。以往的由各公司分别处理的排水,改为统一处理系统后,在各工厂的地下进行排水的系统化,然后集中处理,得到按金属分类的污泥。净化后的水可再使用。对电镀企业而言,处理后的水,用在洗净工序等循环利用所得的利益,比处理排水所生成的污泥的资源化更有意义。就此而言,企业对于环境的贡献应给予高度评价。另外,与这个企业聚集区相邻有一处理中心,它主要是对浓缩氰化物废液进行无害化处理,这个中心规模能集中处理氰化物废液3364kL。从上述例子可见,由一个企业难于承担的问题,可以通过联合的形式共同解决,从资源化利用观点看,这种方式有一定的意义。由一个企业来进行排水的无害化处理是有限度的,而且生成的污泥再资源化更为困难。但建立排水处理中心比较困难。为了解决这些问题,开发和实施具有特色的处理系统有着显著的意义。

四、电镀污泥的专门处理

        以电镀污泥为主要处理对象而回收有价金属的部门几乎没有,但在此应提的是日本的再回收熔解炉。他们根据铜冶炼技术的反射炉而制造的立式的再回收熔解炉,主要处理电镀污泥等废弃物。还原剂为硫化矿,造渣剂为FeO-Si02-CaO系熔渣的硅酸盐矿物,燃料为重油,在高温下将这些物质熔融,并将熔渣按比重进行分离。为了使不纯的金属产生量保持在某一水平—亡,需要控制污泥量的加入。污泥的投入量为铜渣投入量的5倍,造粒剂中的Ca完全可以由污泥中Ca的量来满足,而Si可用废催化剂和类似的废弃物来调节,Fe可用钢铁粉尘及废弃物。另外,很多处理产业废弃物的企业都处理电镀污泥,并根据分析结果来评价污泥。

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