彭桂群，敖子強(qiáng)

（江西省科學(xué)院能源研究所，江西 南昌330029）

1 電鍍污泥的產(chǎn)生及其特點(diǎn)

按照對(duì)電鍍廢水處理方式的不同，可將電鍍污泥分為混合污泥和分質(zhì)污泥兩大類。前者是將不同種類的電鍍廢水混合在一起處理而形成的污泥；后者是將不同種類的電鍍廢水分別處理而形成的污泥，如含鉻污泥、含銅污泥、含鎳污泥、含鋅污泥等。

實(shí)際上，規(guī)模較小的電鍍企業(yè)所產(chǎn)生的電鍍污泥大多是混合污泥[1]。電鍍污泥中含有重金屬，若不加以妥善處理而任意堆放，那么其中的重金屬會(huì)在雨水淋溶作用下沿著污泥-土壤-農(nóng)作物-人體的路徑遷移，不僅污染環(huán)境，還會(huì)對(duì)人體健康造成危害[2]。電鍍污泥經(jīng)過適當(dāng)方式處理后，原來(lái)的有害物質(zhì)將轉(zhuǎn)化為有用物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。

2 電鍍污泥的無(wú)害化資源化處理技術(shù)

對(duì)于不同類型的電鍍污泥，應(yīng)采用不同的方法加以處理和利用。國(guó)外對(duì)有價(jià)值的分質(zhì)污泥一般是送交冶煉金屬，而對(duì)于混合污泥大多采用固化處理。日本、美國(guó)、西歐等國(guó)家對(duì)電鍍污泥處理的專業(yè)化程度很高，都設(shè)有專門的電鍍污泥處理工廠。國(guó)內(nèi)處理電鍍污泥側(cè)重于含鉻分質(zhì)污泥的綜合利用。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)開始研究混合污泥處理技術(shù)，并出現(xiàn)專業(yè)化處理的趨勢(shì)。

2.1 穩(wěn)定化/固化技術(shù)

穩(wěn)定化/固化技術(shù)是固體廢物無(wú)害化處理的一項(xiàng)重要技術(shù)。固化劑和電鍍污泥混合，將電鍍污泥中的重金屬等有害物質(zhì)封閉在固化體內(nèi)而不被浸出，以此達(dá)到消除污染的目的。穩(wěn)定化/固化技術(shù)主要包括水泥固化、石灰固化、熱塑性固化、熔融固化等。常用的固化劑有水泥、瀝青、玻璃、水玻璃等。水泥固化是最常用的固化技術(shù)，在美國(guó)被認(rèn)為是一種很有前途的技術(shù)[3]。但水泥固化體中重金屬的長(zhǎng)期穩(wěn)定性問題和水泥固化的高增容率，一直是許多研究者密切關(guān)注的問題。隨著固化體浸出率法規(guī)要求的日益嚴(yán)格及填埋場(chǎng)建設(shè)費(fèi)用的提高，水泥固化的費(fèi)用急劇增加。

添加劑的使用能改善電鍍污泥的固化效果[4]。在電鍍污泥的固化處置中，根據(jù)有害物質(zhì)的性質(zhì)，加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，可以改善固化效果，降低有害物質(zhì)的溶出率，節(jié)約水泥用量。常用的添加劑有活性氧化鋁、硅酸鈉、硫酸鈣、碳酸鈉、活性谷殼灰等。

2.2 熱處理技術(shù)

電鍍污泥的熱處理主要是一個(gè)深度氧化和熔融的過程。通過熱處理，可以使電鍍污泥中某些劇毒成分的毒性降低，從而達(dá)到治理的目的。如CN-可以被熱堿氯化或水解除去[5]。焚燒法是最主要的熱處理方法，其優(yōu)點(diǎn)在于大幅減小電鍍污泥的體積，并降低其對(duì)環(huán)境的危害。近年來(lái)，一些學(xué)者在焚燒減容的基礎(chǔ)上對(duì)焚燒渣的資源化利用進(jìn)行了廣泛的研究。但由于這種方法的能耗較高，對(duì)焚燒設(shè)備和條件有一定要求，規(guī)模較小的電鍍廠家難以承受巨額的處理費(fèi)用，所以這種處理方法很難得到推廣。

2.3 生物處理技術(shù)

生物浸取法是利用化能自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌的生物產(chǎn)酸作用，將難溶性的重金屬?gòu)墓滔嗳艹龆M(jìn)入液相成為可溶性的金屬離子，再采用適當(dāng)?shù)姆椒◤慕∫褐屑右曰厥?。其作用機(jī)制比較復(fù)雜，包括微生物的生長(zhǎng)代謝、吸附及轉(zhuǎn)化等[6]。目前利用生物方法處理電鍍污泥尚處于起步階段[7]。

2.4 熔煉技術(shù)和焙燒浸取技術(shù)

熔煉技術(shù)處理電鍍污泥主要以回收其中的銅、鎳為目的。熔煉技術(shù)以煤炭、焦炭為燃料和還原物質(zhì)，輔料有鐵礦石、銅礦石、石灰石等。熔煉以銅為主的電鍍污泥時(shí)，爐溫在1300℃以上，熔出的銅稱為冰銅；熔煉以鎳為主的電鍍污泥時(shí)，爐溫在1455℃以上，熔出的鎳稱為粗鎳。冰銅和粗鎳可直接用電解法進(jìn)行分離回收。爐渣一般用作建材原料。

焙燒浸取技術(shù)是先利用高溫焙燒預(yù)處理污泥中的雜質(zhì)，然后用酸、水等介質(zhì)提取焙燒產(chǎn)物中的有價(jià)金屬。用黃鐵礦廢料作酸化原料，將其與電鍍污泥混合后進(jìn)行焙燒，然后在室溫下用去離子水對(duì)焙燒產(chǎn)物進(jìn)行浸取分離，鋅、鎳、銅的回收率分別為60%、43%、50%。

2.5 材料化技術(shù)

電鍍污泥的材料化是指利用電鍍污泥為原料或輔料生產(chǎn)建筑材料或其他材料的過程。Ract P G等[8]開展了以電鍍污泥部分取代水泥原料生產(chǎn)水泥的實(shí)驗(yàn)，即使是含鉻電鍍污泥在原料中的干基質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)2%的情況下，水泥燒結(jié)過程也能正常進(jìn)行，而且燒結(jié)產(chǎn)物中鉻的殘留率高達(dá)99.9%。Magalhaes J M等[9]分析了影響電鍍污泥與黏土混合物燒制陶瓷的因素。研究發(fā)現(xiàn)，電鍍污泥的物化性質(zhì)、預(yù)制電鍍污泥與黏土混合物時(shí)的攪拌時(shí)間，是決定陶瓷質(zhì)量的主導(dǎo)因素。此外，將電鍍污泥與海灘淤泥混合可燒制出達(dá)標(biāo)的陶粒[10]。

可行的資源化途徑主要有：（1）回收電鍍污泥中的部分重金屬并加以利用；（2）對(duì)含有不同重金屬的電鍍污泥分別利用；（3）針對(duì)電鍍污泥的特性，也可以考慮對(duì)其進(jìn)行綜合利用。

可行的無(wú)害化途徑主要有：（1）水泥固化方法；（2）將重金屬螯合劑應(yīng)用到電鍍污泥處理中。

經(jīng)過穩(wěn)定化、固化處理后的含有重金屬的電鍍污泥最終可進(jìn)入危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋。

3 電鍍污泥處理技術(shù)的發(fā)展及其存在的問題

今后，電鍍污泥處理技術(shù)的發(fā)展主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）將電鍍污泥加工成各類工業(yè)原料，通過這一途徑真正做到廢物利用，極大地降低對(duì)環(huán)境的危害；（2）利用化學(xué)方法處理電鍍污泥并回收利用部分有用的重金屬，這種方法的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，將成為今后研究的熱點(diǎn)；（3）生物技術(shù)在環(huán)境污染治理方面已展示了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，利用生物技術(shù)處理電鍍污泥是新的發(fā)展方向。

電鍍污泥的資源化處理一直是國(guó)內(nèi)外的研究重點(diǎn)。雖然有關(guān)人員在該領(lǐng)域已經(jīng)開展了很多研究并取得了一定的成果，但仍存在許多亟待解決的問題。近年來(lái)，利用電化學(xué)技術(shù)處理電鍍污泥，展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。最新的研究顯示，電化學(xué)技術(shù)在電鍍污泥的減量化、資源化及無(wú)害化方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。然而，由于電化學(xué)技術(shù)在電鍍污泥處理方面的應(yīng)用與研究還比較少，許多問題還需進(jìn)一步探索，如對(duì)電化學(xué)處理電鍍污泥過程中重金屬的遷移特性、電化學(xué)處理過程中重金屬的析出特性及重金屬形態(tài)的變化等都需要深入研究。