电镀污泥成分复杂，且含有多种有毒有害成分，严重威胁了环境安全，电镀污泥的处理受到越来越多的关注。本文分析了电镀污泥的性质，介绍了目前电镀污泥处理技术。
《工业工程》工业科技期刊，创刊于1998年，是由广东工业大学主办，中国机械工程学会协办的期刊，国内外公开发行。
电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的排放物。电镀废水常用的处理方法有化学法、离子交换法、活性炭吸附法、电解法、蒸发浓缩发、反渗透法和电渗透法等，其中化学法具有投资少，技术成熟，适应性强等优点，是目前国内外使用最为广泛的方法[1]，但化学法处理电镀废水会产生大量的电镀污泥，这些电镀污泥中含有大量铜、镍、铬、锌等重金属[2]，如果处置不当将会对环境和人体健康带来严重的危害，因此，近年来电镀污泥的处理一直受到广泛的关注。
电镀污泥处理方法主要有固化/稳定化技术，热处理技术，同时电镀污泥中含有多种重金属成分，其品位往往高于金属富矿石，因此其本身也是一种廉价的资源，近些年来，不少学者着力研究电镀污泥的资源化利用。本文分析了电镀污泥的性质，综述了电镀污泥各种处理方法，对比了各种方法的优缺点，以期为电镀污泥的处理及资源化利用提供参考。
1 电镀污泥的种类及性质
按照对电镀废水处理方式的不同[3]，可将电镀污泥分为混合污泥和分质污泥两大类，混合污泥是将不同种类的电镀废水混合在一起进行处理而形成的污泥;分质污泥是将不同种类的电镀废水分别处理而形成的污泥，如含铬污泥、含铜污泥、含镍污泥等。根据电镀废水处理条件不同，电镀污泥主要分为铬系污泥和非铬系污泥两类，铬系污泥除含铬外，还含有铁、锌、镍、铜等金属的氢氧化物;非铬系污泥主要成分为铁、锌、镍、铜等金属的氢氧化。实际中大多数电镀企业的废水都是预处理后综合处理，得到的污泥为混合污泥，因此电镀污泥的处理及资源化利用以综合污泥为主要对象。
2 电镀污泥处理工艺
2.1 固化/稳定化处理技术
固化/稳定化技术是危险废物处理的常用方法之一，通过投加固化剂与污泥混合固化，使污泥中有害物质封闭在固化体内不能被浸出，从而达到消除电镀污泥污染的目的[4]。常用的固化剂有水泥、沥青、玻璃、石灰等，固化/稳定化技术具有固化材料易得，处理效果好，成本低等特点。王继元等[5]通过实验得出在在水泥固化处理中，加入适当的添加剂，调整水泥：电镀重金属污泥：河沙：活性氧化铝：硅酸钠=1:0.8:0.2:0.08:0.06,其抗压的强度可在30MPa以上，其固化效果相当明显。钟玉凤等[6]采用水泥和细砂做固化基材处理含镍、铬、铜等重金属的电镀污泥，并对固化块进行了浸出试验。结果表明，水泥对电镀污泥固化效果良好，固化过程中加入适当的螯合剂可提高固化效果，浸出试验结果表明中性条件下总铬和镍的浸出浓度最低，最佳固化配方为水泥、电镀污泥、细砂和螯合剂质量比为0.8:1:0.1:0.05。涂洁等[7]利用HAS土壤固化剂代替水泥来在常温下固化电镀污泥，得到具有良好浸出性、耐腐蚀性、抗渗透性、抗冻-融性、足够机械强度的护坡砖，该工艺采用的HAS土壤固化剂是一种以工业废渣为主要原料的常温固化材料，工艺简单、原料价格低廉，而且充分体现了以废治废的环保思想，这为电镀污泥的固化/稳定化处理技术的发展提供了一种新的途径。
目前，电镀污泥固化机理还未完善，电镀污泥经固化/稳定化处理后，质量和体积都有增加，给后期处理带来一定困难;另一方面，固化块经浸出后仍会有少量重金属析出，给环境带来一定的危害，因此，开发高效固化剂是未来电镀污泥固化技术发展的重要方向。
2.2 热处理技术
电镀污泥的热处理主要是深度氧化和熔融的过程，通过热处理可使电镀污泥中某些剧毒成分毒性降低，从而达到治理的目的[8]。热处理技术主要包括焚烧法和熔融法，该法可以大大降低电镀污泥的质量和体积，降低污泥对环境的危害。但该法对设备要求较高，处理过程能耗大，处理费用较高，推广难度较大。
3 电镀污泥资源化利用
电镀污泥中含有铜、镍、锌、铬等有价金属，是一种廉价的二次资源，只要处理得当，电镀污泥便能变废为宝，带来可观的经济效益和环境效益。电镀污泥的资源化利用技术主要包括有价金属回收、堆肥化制作肥料和材料化技术等。
3.1 有价金属的回收
3.1.1 浸出法
浸出法的关键是选用合适的试剂使电镀污泥中的重金属分组溶出，常用的浸出方法有酸浸法和氨浸法，其中又以氨浸法使用最为广泛。杨加定[9]研究了电镀污泥中有价金属的浸出试验，将电镀污泥用水完全溶解，加热通入空气后，加入硫酸，并根据污泥中铁的总量，加入硫酸铜按和硫酸镍按混晶浸泡一段时间，结果表明电镀污泥中铜、镍、锌、铬浸出率高，铁的浸出率低，经处理后的污泥可按一般工业固体废物处置，浸出液可用于后续有价金属的提取和分离。Zhang等[10]利用氨浸法在鼓气的条件下处理电镀污泥，通过加入硫酸铵和氨水使铁和铬沉淀，，处理后电镀污泥中的铜、镍、锌、铬回收率分别达到94%、91%、90%和95%。但浸出法会产生大量的铁铬氨浸渣，处理难度较大。
3.1.2 萃取法
萃取法是利用萃取剂使电镀污泥中的重金属溶解，再通过萃取剂分离实现有价金属的回收，该法的关键是选择合适的萃取剂。萃取法具有重金属分离效率高。操作简单等特点。Silva等[11]采用“硫酸浸出-置换除铜-沉淀除铬-D2EHPA和Cyancx272萃取分离锌、镍”工艺处理电镀污泥，结果表明D2EHPA对锌有较好的的萃取效率，且存在于有机相中的锌能全部回收，通过结晶后，能达到纯度相当高的硫酸镍产品。在铜、铬去除阶段，铜回收率达到90%，产生的Cr-CaCO3沉淀可制作硅酸盐材料。祝万鹏等[12]以溶剂萃取工艺为主体，先后进行了一系列从电镀污泥中回收有价金属的实验研究，改工艺为“氨络合分组浸出-蒸氨-水解硫酸浸出-溶剂萃取-金属盐结晶工艺”，萃取工艺采用N510-煤油-H2SO4四级逆流萃取，电镀污泥中的铜萃取率达到了99%，而共存的镍和锌损失几乎为零。但萃取法往往需要多级萃取，过程复杂，而且萃取的分离需要较高的能耗。
3.1.3 电解法
电解法即在一定条件下通过电流作用将废液中的贵金属离子还原为金属，沉积在阴极上回收的方法，根据溶液中金属离子析出电势的不容，可以控制外加电压的大小，使金属离子分布析出从而达到分离的目的。电解过程一般不需要投加处理药剂，流程简单，操作方便，设备占地少，同时回收的金属纯度高。Formari等[13]根据镍和铜标准电极电势相差0.6V的性质，利用电解法分别在酸性条件下电解出铜，在碱性条件下电解除镍，实现铜镍混合溶液的分离，在合适的条件下，电解铜和镍的电流效率均可达到100%。李盼盼等[14]研究了电镀污泥酸浸模拟液中铜和镍去除的工艺，先用电解法去除其中的铜，再用氢氧化物沉淀法和黄安铁矾法去除浸出液中的铁和铬，最后用电解法回收镍，铜镍的去除效率分别达到了95%和57%。
电解法回收电镀污泥中的有价金属主要缺点为用水量较大，电耗较高。
3.2 堆肥化制作肥料含铜、锌的氢氧化物污泥可以加工制成铜、锌复合微肥[15]。研究结果表明，铜锌复合微肥能促进早稻的前期生产，而且能够提高水稻叶片中绿素含量，对减轻早稻僵苗有明显的作用。周建红等[16]对含铬电镀污泥进行堆肥化处理后，铬含量明显下降，是重金属固定化，大大降低了其危害，含铬污泥作为微肥，施肥于花卉，有较好的生产相应，并且避开了人类食物链。但由于电镀污泥中含有难降解的重金属，用作肥料时可能会引起二次污染。
3.3 材料化技术
电镀污泥的材料化技术是指利用电镀污泥为原料或辅料生产建筑材料或其它材料的过程，常见的材料化技术包括烧制砖瓦、烧制陶瓷、制铁氧体材料等。聂鑫淼等[17]将电镀污泥、煤渣、石灰、石膏按4:12:3:1的比例混合后再加入少量水泥，在被烧温度为800-1000℃的条件下烧制成粉煤灰砖，进行蒸汽养护后，金属Cr的浸出浓度原地与国家危险废物浸出毒性标准。贾金平等[18]利用上海电机厂、上海水泵厂产生的电镀污泥为原料，通过湿法工艺合成铁氧体后干法还原烘干，合成了性能良好的磁性探伤粉。
材料化技术处理电镀污泥不能回收其中的有价金属，经济效益较低，而且对电镀污泥有特定的要求，适用范围有限。
4 结论
电镀污泥的成分和性质十分复杂，对其有效处理一直是研究的重点。目前固化/稳定化技术能在一定程度上控制电镀污泥的污染，但存在二次污染的危险;热处理技术可实现电镀污泥的减量化，但处理成本较高;电镀污泥的资源化途径可降低重金属污染，同时可以产生一定的经济效益，将是是今后电镀污泥处理的重点研究方向，
参考文献
[1] 吴宝明，赵浩，张宇峰，等.电镀污泥的处理和综合利用研究进展[J].安全与环境学报，2004,4(增刊)：95-98.
[2] 陈永松，周少奇.电镀污泥的基本理化性质研究[J].中国资源综合利用，2007,25(5)：2-6.
[3] 张学洪，王敦球，黄明，等.电镀污泥处理技术进展[J].桂林工学院学报，2004,24(4)：504-506.
[4] Viguri J，Andres A，Ruiz C.Cement-waste and clay-waste derived products from metal hydroxides wastes：environmental characterization[J].Process Safety and Environmental Protection，2001，79(1)：38-44.
[5] 王继元.电镀重金属污泥的水泥固化处理试验研究[J].化工时刊,2006,20(1):44-47.
[6] 钟玉凤，吴少林，戴玉芬，等.电镀污泥的固化及浸出毒性研究[J].有色冶金设计与研究，2007,28(2-3):95-97.
[7] 徐洁，侯浩波.HAS土壤固化剂对电镀污泥处理效果的研究[J].环境工程，2003,21(4)：44-47.
[8] 廖昌华，孙水裕，张志. 焚烧温度对电镀污泥后续处理影响的研究[J].再生资源研究，2002,(5)：34-36.
[9] 杨加定.电镀污泥中有价金属浸出试验研究[J].海峡科学，2008，(11)：30-40.
[10] Zhang Yi，Wang Zhi kuan，Xu Xia，et a1.Recovery of heavy metals from eleetroplating sludge and stainless pickle waste liquid by ammonia leaching method[J].Journal of Environmental Sciences，1999，11(3)：381-384.
[11] J.E.Silva, A.P.Paiva, D.Soares，et a1.Solvent extraction applied to the recovery of heavy metals from galvanic sludge[J].Journal of Hazardous Materials，2005， 120(1-3)：113-118.
[12] 祝万鹏，杨志华，李力佟. 溶剂萃取法提取电镀污泥浸出液中的铜[J]. 环境污染与防治，1996，18(4)：12-18.
[13] Formari P，Abbruzzese C. Copper and nickel selective recovery by electrowinning from electronic and galvanic industrial solution[J]. Hydrometallurgy, 1999,52:209-222.
[14] 李盼盼，彭昌盛. 电镀污泥中铜和镍的去除工艺研究——电解去除铜和镍[J]. 电镀与精饰，2010，32(2)：39-43.
[15] 张锡民. 浅谈电镀污泥的金属回收和无害化处理[J].资源节约和综合利用，1990,3：41-44.
[16] 周建红，刘存海，张学忠，等. 含铬污泥的堆肥化处理机器复合肥的应用效果[J].西北轻工业学报，2002,20(2):8-10.
[17] 聂鑫淼，王照丽，肖新峰，等.电镀污泥制砖试验研究[J].污染防治技术，2006,19(6)：20-22.
[18] 贾金平，杨骥.电镀重金属污泥的处理及综合利用现状[J].上海环境科学，1999,18(3)：139-146.
