李瑞琪，王照宜，霍志軒，張麗紅，陳偉鵬

（廣州市璞境生態(tài)保護(hù)技術(shù)有限公司，廣東 廣州 510700）

引言

電鍍污泥來(lái)源于電鍍企業(yè)廢水處理，是電鍍行業(yè)中產(chǎn)量最大、危害性高的危險(xiǎn)廢物，是固體廢物管理的重點(diǎn)對(duì)象。目前對(duì)企業(yè)電鍍污泥申報(bào)產(chǎn)生量尚無(wú)有效的核查依據(jù)。

1 研究背景

2020年9月1日起施行的《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》強(qiáng)調(diào)推進(jìn)固體廢物產(chǎn)生、貯存、流向、利用、處置等全過(guò)程監(jiān)控和信息化追溯，明確要求企業(yè)建立管理臺(tái)賬，如實(shí)記錄固體廢物種類、數(shù)量、流向、利用、處置等信息。目前全國(guó)和各省的固體廢物管理信息平臺(tái)均已上線運(yùn)行，產(chǎn)廢單位按要求進(jìn)行固體廢物申報(bào)，數(shù)據(jù)收集效率大大提升的同時(shí)，也為實(shí)現(xiàn)工業(yè)固體廢物可追溯、可查詢提供了大量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。然而，目前的信息管理平臺(tái)對(duì)企業(yè)申報(bào)填寫(xiě)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性尚無(wú)有效的核查機(jī)制，對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制和危險(xiǎn)廢物申報(bào)數(shù)據(jù)在事中事后環(huán)境監(jiān)管中的應(yīng)用，仍需探索和研究[1]?！笆奈濉逼陂g，廣東省下轄各地級(jí)市“無(wú)廢城市”建設(shè)工作方案相繼出臺(tái)，多地將危險(xiǎn)廢物申報(bào)登記數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，解決瞞報(bào)漏報(bào)、底數(shù)不清問(wèn)題，強(qiáng)化危險(xiǎn)廢物申報(bào)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用作為“無(wú)廢城市”建設(shè)的一項(xiàng)重要工作。

電鍍是工業(yè)制造業(yè)的基礎(chǔ)性行業(yè)，是工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)。根據(jù)全國(guó)排污許可管理信息平臺(tái)數(shù)據(jù)，截至2023年5月，廣東省核發(fā)電鍍企業(yè)許可證總數(shù)超過(guò)2 000張，大部分集中在珠三角地區(qū)。從固體廢物管理角度，電鍍生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生HW17表面處理廢物，電鍍行業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量大，是固體廢物管理的重點(diǎn)行業(yè)[2]，2022年廣東省危險(xiǎn)廢物申報(bào)產(chǎn)生量562萬(wàn)噸，其中13.7%都是HW17。

電鍍行業(yè)產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物中，HW17電鍍污泥產(chǎn)生量最大。以珠三角某地級(jí)市2022年危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生情況為例，電鍍行業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量約為2.2萬(wàn)噸/年，其中HW17電鍍污泥占47.8%。電鍍污泥中含有沉積的重金屬，且具有難降解、不穩(wěn)定、易流失的特點(diǎn)，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較高，然而目前針對(duì)電鍍污泥申報(bào)產(chǎn)生量的可靠性沒(méi)有相應(yīng)的核證依據(jù)和手段。

2 電鍍污泥的產(chǎn)生原理

2.1 電鍍廢水及其處理

電鍍廢水可分為前處理廢水（酸、堿廢水）、含氰廢水、重金屬?gòu)U水（含鉻廢水、含鎳廢水、綜合廢水等）等。目前企業(yè)多采用傳統(tǒng)物化處理法，通過(guò)氧化還原、酸堿中和、化學(xué)沉淀、絮凝沉淀等作用去除水中污染物[3]。

（1）氧化還原：通過(guò)氧化還原將廢水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)變成低毒物質(zhì)，常見(jiàn)藥劑有Na2S2O5、NaClO。

（2）酸堿中和：一方面調(diào)節(jié)廢水pH值，一方面使重金屬離子形成堿性沉淀從而被去除。根據(jù)實(shí)際調(diào)研和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，堿性藥劑是電鍍廢水處理過(guò)程中用量最大的藥劑，其它藥劑使用量很少。電鍍廢水處理行業(yè)的堿性藥劑主要有熟石灰、生石灰、納米液堿（Ca（OH）2和NaOH的混合溶液）、片堿或液堿。

（3）絮凝沉淀：使廢水中的膠體物質(zhì)發(fā)生電中和，形成絮粒沉降，常見(jiàn)藥劑有PAC、PAM。

2.2 電鍍污泥的產(chǎn)生及成分

電鍍廢水主要采用化學(xué)藥劑進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，污染物最終以沉淀的方式從水中去除，形成污泥，污泥成分主要包括CaSO4、CaCO3及重金屬氫氧化物。其化學(xué)反應(yīng)式如下：

3 影響電鍍污泥產(chǎn)生量的主要因素

根據(jù)以上分析，結(jié)合物質(zhì)守恒理論，電鍍廢水的產(chǎn)泥量主要受以下四個(gè)因素的影響。

3.1 車間用水量

根據(jù)《電鍍廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2002-2010），電鍍廢水處理量約為電鍍車間用水量的85%～95%，電鍍車間用水量與污泥產(chǎn)生量有正相關(guān)性。

3.2 堿性藥劑使用量

電鍍廢水處理投入的堿性藥劑，最終都以鈣鹽沉淀的形式進(jìn)入污泥中，因此堿性藥劑使用量與污泥產(chǎn)生量具有正相關(guān)性。

3.3 廢水初始污染物濃度

廢水初始污染濃度與污泥產(chǎn)生量有正相關(guān)性，但由于同類型電鍍的生產(chǎn)工序和配藥濃度差異不大，廢水初始污染物濃度較穩(wěn)定，因此，實(shí)際情況下廢水初始污染物濃度波動(dòng)不大，對(duì)污泥產(chǎn)生量影響較小。

3.4 廢水出水水質(zhì)

廢水達(dá)標(biāo)排放的情況下廢水中污染物含量很低，對(duì)污泥的產(chǎn)生量影響小。

因此，車間用水量和堿性藥劑使用量是影響電鍍污泥產(chǎn)生量的主要因素。

4 電鍍污泥產(chǎn)生系數(shù)研究

4.1 研究對(duì)象的選取

電鍍廢水集中處理廠收集多家電鍍企業(yè)廢水，廢水種類全面，處理規(guī)模較大，且電鍍廢水處理廠的運(yùn)營(yíng)成本和運(yùn)營(yíng)收入均來(lái)自于電鍍廢水處理系統(tǒng)，其相關(guān)臺(tái)賬數(shù)據(jù)可信度較高。本研究選擇A市廢水處理工藝服務(wù)企業(yè)數(shù)量最多、規(guī)模最大、電鍍污泥產(chǎn)生量最高的B企業(yè)作為研究對(duì)象，通過(guò)收集企業(yè)日常臺(tái)賬數(shù)據(jù)，結(jié)合采樣監(jiān)測(cè)，研究電鍍污泥產(chǎn)生量和電鍍生產(chǎn)車間用水量、藥劑使用量的系數(shù)關(guān)系。

4.2 研究對(duì)象的基本情況

B企業(yè)處理7種廢水類型，分別為含鎳廢水、化鎳廢水、混排廢水、含氰廢水、綜合廢水、前處理廢水和含鉻廢水，采用傳統(tǒng)物化法，使用的堿性藥劑是常見(jiàn)的Ca（OH）2，其它藥劑還包括NaClO、FeSO4、PAM、PAC等。

連續(xù)7日委托檢測(cè)單位對(duì)B企業(yè)鎳檢測(cè)池、鉻檢測(cè)池和總排放口的重金屬指標(biāo)進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示廢水污染物均達(dá)標(biāo)排放，廢水出水水質(zhì)對(duì)污泥產(chǎn)生量的影響可忽略。

4.3 研究結(jié)果與分析

4.3.1 污泥產(chǎn)生量和用水量之間的關(guān)系

根據(jù)企業(yè)2020年3月～2021年12月收水量和污泥入庫(kù)量數(shù)據(jù)，得到每季度污泥產(chǎn)生量和收水量系數(shù)關(guān)系如下?？梢钥闯?，污泥-水量系數(shù)穩(wěn)定在3.09～4.55‰之間，平均值為3.88‰，見(jiàn)圖1。

圖1 2020-2021年污泥產(chǎn)生量和收水量季度系數(shù)變化圖

利用物料守恒理論，將B企業(yè)污泥中的鈣離子及其沉淀陰離子（為保守計(jì)算底線系數(shù)，以相對(duì)分子量大的SO42-計(jì)）對(duì)應(yīng)的質(zhì)量去除，得到以氫氧化鈉為堿性藥劑時(shí)污泥-水量系數(shù)參考值。

污泥中CaSO4按下式計(jì)算：

計(jì)算得出污泥-水量系數(shù)在0.54‰～1.07‰之間，平均值為1.33‰。

實(shí)際情況下大部分電鍍企業(yè)會(huì)全部或部分采用熟石灰作為廢水處理藥劑，其污泥-水量系數(shù)會(huì)在1.33‰至3.88‰之間，因此將1.33‰作為污泥-水量系數(shù)預(yù)警值（即電鍍企業(yè)正常情況下污泥-水量系數(shù)應(yīng)高于1.33‰），約為污泥-水量實(shí)際系數(shù)的35%。

4.3.2 污泥產(chǎn)生量和藥劑使用量之間的關(guān)系

根據(jù)2020年3月—2021年12月熟石灰藥劑使用量數(shù)據(jù)，得到每季度污泥產(chǎn)生量和藥劑使用量系數(shù)關(guān)系如下。污泥-藥劑系數(shù)穩(wěn)定在1.12～1.45之間，平均值為1.33。結(jié)合污泥-水量系數(shù)研究結(jié)果，將0.47（1.33的35%）作為污泥-藥劑預(yù)警值，見(jiàn)圖2。

圖2 2020—2021年污泥產(chǎn)生量和藥劑使用量季度系數(shù)變化圖

4.3.3 藥劑使用量和收水量之間的關(guān)系

2020年3月—2021年12月每月的藥劑使用量和收水量系數(shù)關(guān)系如下?？梢钥闯觯巹?水量系數(shù)穩(wěn)定在2.29‰～3.31‰之間，平均值為2.93‰。將1.33‰（2.93‰的35%）作為污泥-藥劑系數(shù)預(yù)警值，見(jiàn)圖3。

圖3 2020—2021年藥劑使用量和收水量季度系數(shù)變化圖

4.3.4 電鍍污泥產(chǎn)生系數(shù)體系

綜合以上研究結(jié)果，電鍍污泥產(chǎn)生系數(shù)體系，見(jiàn)表1。

表1 電鍍污泥產(chǎn)生系數(shù)體系表（絕干污泥）

5 電鍍污泥產(chǎn)生系數(shù)的應(yīng)用

將該系數(shù)應(yīng)用于A市某中型電鍍企業(yè)（C企業(yè)），通過(guò)收集企業(yè)用水量、藥劑使用量和污泥產(chǎn)生量數(shù)據(jù)，計(jì)算企業(yè)電鍍產(chǎn)生系數(shù)，判斷其是否符合產(chǎn)生系數(shù)體系。

5.1 企業(yè)基本情況

C企業(yè)生產(chǎn)日用品五金配件，屬于典型的來(lái)料加工企業(yè)，鍍種包括鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍銅鋅。企業(yè)電鍍廢水分為含鎳廢水、含氰廢水、含鉻廢水、酸銅廢水、綜合廢水、混排廢水共6類進(jìn)行處理。企業(yè)采用傳統(tǒng)物化法處理電鍍廢水，使用復(fù)合納米液堿（氫氧化鈣和氫氧化鈉的混合物）作為堿性藥劑。筆者連續(xù)7日委托檢測(cè)單位對(duì)C企業(yè)鎳檢測(cè)池、鉻檢測(cè)池和總排放口進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示C企業(yè)污染物達(dá)標(biāo)排放，廢水出水水質(zhì)對(duì)污泥產(chǎn)生量的影響可忽略。

5.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的情況

獲取到C企業(yè)2021年1月‰2021年12月月度車間用水量、月度藥劑領(lǐng)料記錄以及電鍍污泥轉(zhuǎn)移聯(lián)單數(shù)據(jù)。由于該企業(yè)每日污泥產(chǎn)生量有限，電鍍污泥轉(zhuǎn)運(yùn)周期在1～3月不等，按月統(tǒng)計(jì)無(wú)法反映污泥的實(shí)際產(chǎn)生情況。本研究將全年產(chǎn)生情況作為一個(gè)整體，計(jì)算污泥產(chǎn)生量、用水量和藥劑量之間的關(guān)系。

5.3 系數(shù)結(jié)果及分析

經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到企業(yè)絕干污泥-用水量系數(shù)為1.56‰，污泥-藥劑系數(shù)為1.09，藥劑-水量系數(shù)為1.74‰。從計(jì)算結(jié)果可以看出，C企業(yè)污泥-水量、污泥-藥劑、藥劑-水量系數(shù)均高于產(chǎn)生系數(shù)預(yù)警值，系數(shù)應(yīng)用結(jié)果符合預(yù)期。本研究的電鍍污泥產(chǎn)生系數(shù)體系能較好的應(yīng)用于電鍍企業(yè)。

6 固體廢物管理信息平臺(tái)應(yīng)用建議

電鍍污泥產(chǎn)生系數(shù)反映的是電鍍污泥產(chǎn)生量和藥劑使用量、生產(chǎn)用水量之間的關(guān)系，具體應(yīng)用于固體廢物管理信息平臺(tái)時(shí)，建議增加企業(yè)填報(bào)的數(shù)據(jù)信息，包括電鍍車間年生產(chǎn)用水量和堿性藥劑年度消耗量。

為確保企業(yè)填報(bào)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性，防止企業(yè)通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)造假的手段逃避監(jiān)管，可同時(shí)要求企業(yè)上傳相應(yīng)憑證，并在條件允許的情況下，納入其它職能部門(mén)的數(shù)據(jù)。以電鍍車間當(dāng)年生產(chǎn)用水量為例，企業(yè)應(yīng)同時(shí)上傳生產(chǎn)車間水表月度臺(tái)賬、用水繳費(fèi)通知單或水費(fèi)發(fā)票，生態(tài)環(huán)境管理部門(mén)也可以聯(lián)合城市供水行政主管部門(mén)，獲取企業(yè)生產(chǎn)用水量數(shù)據(jù)。通過(guò)多源數(shù)據(jù)相互印證，保證數(shù)據(jù)可信度，見(jiàn)表2。

表2 建議在固體廢物管理信息平臺(tái)增加的企業(yè)填報(bào)內(nèi)容

7 結(jié)語(yǔ)

電鍍污泥產(chǎn)生于電鍍企業(yè)的廢水處理過(guò)程，是電鍍行業(yè)中產(chǎn)量最大、危害性高的危險(xiǎn)廢物。電鍍污泥的產(chǎn)生，從物質(zhì)鏈角度，存在一定的規(guī)律性。本研究以珠三角A市某大型電鍍廢水集中處理廠為研究對(duì)象，結(jié)合電鍍污泥形成機(jī)理分析結(jié)果和駐場(chǎng)調(diào)研實(shí)際采樣數(shù)據(jù)，得出較為準(zhǔn)確的污泥-水量-藥劑系數(shù)體系，并很好地應(yīng)用于電鍍企業(yè)。該系數(shù)較為準(zhǔn)確地反映了污泥產(chǎn)生量與藥劑使用量和生產(chǎn)用水量之間的關(guān)系，使生態(tài)環(huán)境部門(mén)核證企業(yè)申報(bào)的電鍍污泥產(chǎn)生量時(shí)有了更多依據(jù)，為電鍍污泥申報(bào)量的審核提供參考，有助于生態(tài)環(huán)境部門(mén)進(jìn)行電鍍污泥產(chǎn)生量申報(bào)登記數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制。