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智能化选矿 2024-09-30 20:14:15

含重金属污泥的处理(重金属淤泥回收)

一、含重回收河道淤泥如何清理

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1.堆场处理与就地处理:堆场处理法是金属金属指将淤泥清淤出来后,输送到指定的污泥淤泥堆场进行处理。就地处理法则不将底泥疏浚出来,理重而是淤泥直接在水下对底泥进行覆盖处理或者是排干上覆水体然后进行脱水、固化或物理淋洗处理。含重回收

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2.资源化利用与常规处置:淤泥从本质上来讲属于工程废弃物,金属金属按照固体废弃物处理的污泥减量化、无害化、理重资源化原则,淤泥应尽可能对淤泥考虑资源化利用。含重回收

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3.污染淤泥的金属金属钝化处理技术:钝化处理是根据淤泥中的重金属在不同的环境中具有不同的活性状态,添加相应的污泥化学材料使淤泥中不稳定态的重金属转化为稳定态的重金属而减小重金属的活性,达到降低污染的理重目的。

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4.堆场淤泥处置技术:清淤工程中通常设置淤泥堆场,淤泥堆场处理技术就是从初始的吹填阶段开始,采用系列的处理措施快速促沉、快速固结,并结合表层处理技术,将淤泥堆场周转使用或者达到淤泥堆场的快速复耕。

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5.淤泥资源化利用技术:淤泥资源化利用技术还包括把淤泥制成砖瓦的热处理方法。热处理方法是通过加热、烧结将淤泥转化为建筑材料,按照原理的差异又可以分为烧结和熔融。

二、鱼塘淤泥清理出来以后如何处理

1、污泥的土地利用

污泥的土地利用方法主要包括污泥农用、污泥用于森林及园艺、废弃矿场等场地的改造以及专用污泥土地处置场等。按照污泥肥料的含水率大小可分为:浓缩污泥肥料、脱水污泥肥料、堆肥污泥肥料以及干燥污泥肥料。尽管污泥肥料有回收利用污泥中能源的作用以及其它优点,但其也有下述不利影响:

污泥中可能含有病原菌和重金属等有毒有害物质,因此可能会给作物生长及人类健康带来不利影响。

由于单位面积的土地应用污泥量相对较低,故污泥农用需要的农用土地面积较大;气候的影响以及与作物播种及收获期协调问题,致使污泥的运输及施用计划复杂。

污泥肥效无法与化肥竞争,施肥量和运输量都比化肥大得多。

2、污泥的建材利用

污泥建材利用是污泥资源化利用的一种,包括利用污泥及其焚烧产生的物质制造砖块、水泥、陶粒、玻璃、生化纤维等,是一种可持续发展的污泥处置方式,可替代一部分用于制造建筑材料的原料,因此具有资源保护的意义。

3、污泥填埋

填埋处置是从传统的堆放和填地处置发展起来的一项最终处置技术,它是将固体废弃物铺成一定高度,通过压实、加土覆盖等一系列操作过程,利用固体废弃物中微生物的活动实现有机物降解,使其稳定化的一种处理和处置方式。

污水处理厂污泥的填埋处置主要可以分为两类,即在专门填埋污水污泥的填埋场进行填埋处置,或在城市固体废物填埋场进行填埋处置。在专门的污泥填埋场进行污泥的填埋处置时,将经过脱水的污泥进行填埋、覆土处置,可在地表下挖好的沟渠中进行污泥填埋;也可将污泥与土壤进行一定比例的混合,进行区域填埋(AreaFill),区域填埋可分为区域堆积填埋、区域成层填埋和区域堤防填埋等方式。

污泥填埋的优点是运行成本少、处理量大、效果明显,对污泥的卫生学指标和重金属指标要求低。但也存在一些问题,如占地面积大,场地不宜寻找,污泥运输和填埋场建设费用较高,填埋容量有限,有害成分和渗漏可能会造成地下水污染,填埋场卫生、臭气会造成二次污染,污泥中含有的营养物质会使大量病原菌繁衍等。

4、污泥焚烧

污泥焚烧主要可分为两大类:一类是将脱水污泥直接送焚烧炉焚烧,另一类是将脱水污泥先干化再焚烧。第一类直接焚烧工艺可焚烧含水率为75%~80%的污泥。由于污泥的热值很低,需要消耗大量的辅助燃料,运行成本高。第二类干化焚烧是将机械脱水后的污泥先进行加热干燥,降低其水份,提高入炉污泥的热值,使焚烧炉在运行过程中不需要辅助燃料。

三、如何从污泥中提炼镍

提炼比较难的,没有找到相关资料

找了一个处理方面的文章,供参考!

电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的排放物,其中含有大量的铬、镉、镍、锌等有毒重金属,成分十分复杂。在我国《国家危险废物名录》(环发[1998]89号)所列出的47类危险废物中,电镀污泥占了其中的7大类,是一种典型的危险废物。目前,由于我国电镀行业存在厂点多、规模小、装备水平低及污染治理水平低等诸多问题,大部分电镀污泥仍只是进行简单的土地填埋,甚至随意堆放,对环境造成了严重污染[1]。因此,如何采取有效的技术处理处置电镀污泥,并实现其稳定化、无害化和资源化,一直都是国内外的研究重点。

本文综述了国内外电镀污泥处理技术的研究进展。

1电镀污泥的固化/稳定化技术

目前,电镀污泥的固化/稳定化研究主要集中在固化块体稳定化过程的机理和微观机制等方面。Roy等[2]以普通硅酸盐水泥作为固化剂,系统地研究了含铜电镀污泥与干扰物质硝酸铜的加入对水泥水化产物长期变化行为的影响,发现硝酸铜与含铜电镀污泥对水泥水化产物的结晶性、孔隙度、重金属的形态及pH等微量化学和微结构特征都有重要的影响,如固化体的pH随硝酸铜添加量的增加而呈明显的下降趋势,孔隙度则随硝酸铜添加量的增加而增大。Asavapisit等[3]研究了水泥、水泥和粉煤灰固化系统对电镀污泥的固化作用,分析了固化体的抗压强度、淋滤特性及微结构等的变化特性,发现电镀污泥能明显降低两系统最终固化块体的抗压强度,原因是覆盖在胶凝材料表面上的电镀污泥抑制了固化系统的水化作用,但粉煤灰的加入不仅能使这种抑制作用最小化,而且还能降低固化体中铬的浸出率,原因可能是粉煤灰部分取代高碱度的水泥后,使混合系统的碱度降到了有利于重金属氢氧化物稳定化的水平。Sophia等[4]认为,单一水泥处理电镀污泥的抗压强度优于水泥和粉煤灰混合系统,但只要水泥与粉煤灰的配比适宜,同样能满足对铬的固化需要。而固化过程中粉煤灰的使用对铜的长期稳定性并无益处[5]。

添加剂的使用能改善电镀污泥的固化效果[6]。在电镀污泥的固化处置中,根据有害物质的性质,加入适当的添加剂,可提高固化效果,降低有害物质的溶出率,节约水泥用量,增加固化块强度。在以水泥为固化剂的固化法中使用的添加剂种类繁多,作用也不同,常见的有活性氧化铝、硅酸钠、硫酸钙、碳酸钠、活性谷壳灰等[6]。

2电镀污泥的热化学处理技术

热化学处理技术(如焚烧、离子电弧及微波等)是在高温条件下对废物进行分解,使其中的某些剧毒成分毒性降低,实现快速、显著地减容,并对废物的有用成分加以利用。近年来,利用热化学处理技术实现对危险废物电镀污泥的预处理或安全处置正引起人们的重视[7~9]。

目前,有关电镀污泥热化学处理技术的研究,以对在焚烧处理电镀污泥过程中重金属的迁移特性等问题的研究比较突出。Espinosa等[10]对电镀污泥在炉内焚烧过程的热特性及其中重金属的迁移规律进行了研究,发现焚烧能有效富集电镀污泥中的铬,灰渣中铬的残留率高达99%以上,而在焚烧过程中,绝大部分污泥组分以CO2,H2O,SO2等形态散失,因此减容减重效果非常明显,减重可达34%。Barros等[11]利用水泥回转窑对混合焚烧电镀污泥过程进行了研究,分析了添加氯化物(KCl,NaCl等)对电镀污泥中Cr2O3和NiO迁移规律的影响,认为氯化物对Cr2O3和NiO在焚烧灰渣中的残留情况几乎没有任何影响,焚烧过程中Cr2O3和NiO都能被有效地固化在焚烧残渣中。刘刚等[12]利用管式炉模拟焚烧炉研究电镀污泥的热处置特性时,分析了铬、锌、铅、铜等多种重金属的迁移特性,认为焚烧温度在700℃以下时,污泥中的水分、有机质和挥发分就能被很好地去除,且高温能有效抑制污泥中重金属的浸出,但这种抑制对各种重金属的影响各不相同,如镍是不挥发性重金属,在焚烧灰渣中的残留率为100%,铬在灰渣中的残留率也高达97%以上,而锌、铅、铜的析出率则随焚烧温度的升高而有不同程度的增大。

在离子电弧、微波等其他热化学处理研究方面,Ramachandran等[13]用直流等离子电弧在不同气氛下对电镀污泥进行处理,并对处理后的残渣及处理过程中产生的粉末进行了研究,认为此法在实现铜、铬等有价金属回收的同时可将残渣转化成稳定的惰性熔渣。Gan等[14]通过微波辐射对电镀污泥进行了解毒和重金属固化实验,发现微波辐射处理对电镀污泥中重金属离子的固化效果显著,原因可能是在高温干燥与电磁波的共同作用下,有利于重金属离子同双极聚合分子之间发生强烈的相互作用而结合在一起,而经微波处理的电镀污泥具有粒度细、比表面积高、易结团等特性。

此外,热化学处理有利于降低电镀污泥中铬的毒性。Ku等[15]研究了高温热处理电镀污泥过程中铬的毒性价态变化,认为高温热处理能将铬(Ⅵ)转化成铬(Ⅲ),且温度越高转化效果越明显;在经高温处理的电镀污泥中,主要以铬(Ⅲ)为主。Cheng等[16]将电镀污泥与黏土的混合物分别在900℃和1100℃的电炉中热养护4h后,对其中铬的价态进行了分析,发现在经900℃热养护处理的混合物中,铬(Ⅵ)占有绝对优势,而经1100℃热养护处理的混合物中,铬则主要以铬(Ⅲ)存在。

3电镀污泥中有价金属的回收技术

3.1酸浸法和氨浸法

酸浸法是固体废物浸出法中应用最广泛的一种方法[17],具体采用何种酸进行浸取需根据固体废物的性质而定。对电镀、铸造、冶炼等工业废物的处理而言,硫酸是一种最有效的浸取试剂[17],因其具有价格便宜、挥发性小、不易分解等特点而被广泛使用[18]。Silva等[19]以磷酸二异辛酯为萃取剂,对电镀污泥进行了硫酸浸取回收镍、锌的研究实验。Vegli惏等[20]的研究显示,硫酸对铜、镍的浸出率可达95%~100%,而在电解法回收过程中,二者的回收率也高达94%~99%。

也可用其他酸性提取剂(如酸性硫脲)来浸取电镀污泥中的重金属[21]。Paula等[22]利用廉价工业盐酸浸取电镀污泥中的铬,浸取时将5mL工业盐酸(纯度为25.8%,质量浓度为1.13g/mL)添加到大约1g预制好的试样中,然后在150r/min的摇床上震荡30min,铬的浸出率高达97.6%。

氨浸法提取金属的技术虽然有一定的历史[23],但与酸浸法相比,采用氨浸法处理电镀污泥的研究报道相对较少,且以国内研究报道居多。氨浸法一般采用氨水溶液作浸取剂,原因是氨水具有碱度适中、使用方便、可回收使用等优点[23]。采用氨络合分组浸出-蒸氨-水解渣硫酸浸出-溶剂萃取-金属盐结晶回收工艺,可从电镀污泥中回收绝大部分有价金属,铜、锌、镍、铬、铁的总回收率分别大于93%,91%,88%,98%,99%[24]。针对适于从氨浸液体系中分离铜的萃取剂难以选择的问题,祝万鹏等[25]开发了一种名为N510的萃取剂,该萃取剂在煤油-H2SO4体系中能有效地回收电镀污泥氨浸液中的Cu2+,回收率高达99%。王浩东等[26]对氨浸法回收电镀污泥中镍的研究表明,含镍污泥经氧化焙烧后得焙砂,用NH3质量分数7%、CO2质量分数5%~7%的氨水对焙砂进行充氧搅拌浸出,得到含Ni(NH3)4CO3的溶液,然后对此溶液进行蒸发处理,使Ni(NH3)4CO3转化为NiCO3·3Ni(OH)2,再于800℃锻烧即可得商品氧化镍粉。

酸浸或氨浸处理电镀污泥时,有价金属的总回收率及同其他杂质分离的难易程度,主要受浸取过程中有价金属的浸出率和浸取液对有价金属和杂质的选择性控制[23]。酸浸法的主要特点是对铜、锌、镍等有价金属的浸取效果较好,但对杂质的选择性较低,特别是对铬、铁等杂质的选择性较差;而氨浸法则对铬、铁等杂质具有较高的选择性,但对铜、锌、镍等的浸出率较低[8]。

3.2生物浸取法

生物浸取法的主要原理是,利用化能自养型嗜酸性硫杆菌的生物产酸作用,将难溶性的重金属从固相溶出而进入液相成为可溶性的金属离子,再采用适当的方法从浸取液中加以回收,作用机理比较复杂,包括微生物的生长代谢、吸附,以及转化等[27]。就目前能收集到的文献来看,利用生物浸取法来处理电镀污泥的研究报道还比较少[28],原因是电镀污泥中高含量的重金属对微生物的毒害作用大大限制了该技术在这一领域的应用[29]。因此,如何降低电镀污泥中高含量的重金属对微生物的毒害作用,以及如何培养出适应性强、治废效率高的菌种,仍然是生物浸取法所面临的一大难题[30],但也是解决该技术在该领域应用的关键。

3.3熔炼法和焙烧浸取法

熔炼法处理电镀污泥主要以回收其中的铜、镍为目的[31]。熔炼法以煤炭、焦炭为燃料和还原物质,辅料有铁矿石、铜矿石、石灰石等。熔炼以铜为主的污泥时,炉温在1300℃以上,熔出的铜称为冰铜;熔炼以镍为主的污泥时,炉温在1455℃以上,熔出的镍称为粗镍。冰铜和粗镍可直接用电解法进行分离回收。炉渣一般作建材原料。

焙烧浸取法的原理是先利用高温焙烧预处理污泥中的杂质,然后用酸、水等介质提取焙烧产物中的有价金属[7,8]。用黄铁矿废料作酸化原料,将其与电镀污泥混合后进行焙烧,然后在室温下用去离子水对焙烧产物进行浸取分离,锌、镍、铜的回收率分别为60%,43%,50%[8]。

4电镀污泥的材料化技术

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他材料的过程。Ract[32]开展了以电镀污泥部分取代水泥原料生产水泥的实验,认为即使是含铬电镀污泥在原料中的加入量高达2%(干基质量分数)的情况下,水泥烧结过程也能正常进行,而且烧结产物中铬的残留率高达99.9%。Magalh es等[33]分析了影响电镀污泥与黏土混合物烧制陶瓷的因素,认为电镀污泥的物化性质、预制电镀污泥与黏土混合物时的搅拌时间,是决定陶瓷质量优劣的主导因素,如原始电镀污泥中重金属的种类(如铝、锌、镍等)和含量明显地决定着电镀污泥及其与黏土混合物的淋滤特性,而预制电镀污泥与黏土混合物时,剧烈或长时间的搅拌作用则有利于混合物的均匀化和烧结反应的进行。此外,将电镀污泥与海滩淤泥混合可烧制出达标的陶粒[34]。

5结语

电镀污泥的处理一直是国内外的研究重点,虽然有关人员在该领域已经开展了很多研究并取得了一定成果,但仍存在许多急需解决的问题,如传统的以水泥为主的固化技术、以回收有价金属为目的的浸取法存在对环境二次污染的风险等,要解决这些问题必须采取新的研究途径。近年来,利用热化学处理技术实现对电镀污泥的预处理或安全处置为未来电镀污泥的处理提供了更广阔的发展空间和前景。新近的研究显示,热化学处理技术在电镀污泥的减量化、资源化及无害化方面都有明显的优势,因此,必将成为未来电镀污泥处理领域的一个重要研究方向。

然而,由于热化学处理技术在电镀污泥处理方面的应用与研究还比较少,许多问题还需进一步探索,如对热化学处理电镀污泥过程中重金属的迁移特性、重金属在灰渣中的残留特性、热化学处理过程中重金属的析出特性及蒸发特性等都需要

四、重金属污染土壤修复原理

植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础,利用植物及其共存微生物体系清除环境中污染物的一项环境污染治理技术。目前国内外对植物修复技术的基础理论研究和推广应用大多限于重金属元素,因此狭义的植物修复技术也主要指利用植物清除污染土壤中的重金属。但是,随着对重金属植物修复技术研究的深入,特别是重金属耐受和超积累植物及其根际微生物共存体系的研究,植物修复技术的涵义和应用得到了延伸。如美国阿岗国家实验室利用野生植物建立各种生物反应器,净化石油天然气生产过程中产生的污水及其污染物,如Newman等(1997)用白杨树来修复三氯乙烯(TCE)污染的地下水。在这些植物修复技术中,根际耐性微生物和化学添加剂的强化作用使修复效果更加理想,大大改进了植物修复技术。

植物修复是生物治污工程中一个非常独特的治理技术,与物理的、化学的和微生物的处理技术相比,有其独特的优点;但同时植物修复技术本身及发展过程中也存在一些问题,需要进一步研究解决。植物修复技术的优缺点具体见表5-1。

表5-1植物修复技术的优缺点(Glass 2000)

优点缺点

成本低廉修复时间较长,处理过程比物理化学处理慢

原位的、主动的修复不能修复所有污染对象,只针对浅层地下水、表层土壤和沉积物

净化与美化环境生物降解产物的生物毒性还不清楚

增加土壤有机质和肥力超积累植物吸收重金属的分子、生化、生理过程有待深入阐明,限制了植物修复的潜力发挥

环境扰动小食草动物对修复植物的取食行为使污染物进入食物链

大面积处理修复植物的后期处置问题难以解决

易为公众所接受外来修复植物种类可能对当地的土壤、生物多样性产生不良影响

五、菌类可以分解印染淤泥中的重金属吗

微生物可以降解印染污泥中的染料。不能够分解重金属。

印染污泥是印染污水的沉淀物。其中含有大量的有机物和含有重金属的染料。被国家列为“危废”管理。

微生物处理印染污泥只能够降解有机物。染料中的重金属离子被释放出来后,有形成了新的聚集态结构。例如,以有机酸盐中的正离子形态;进入特种蛋白结构中作为金属离子;新的氧化物结构等。

从上述分析可知,微生物发挥的作用是降解了(解除了)重金属离子旧的束缚聚集态。要分解重金属离子本身是做不到的。

以酞箐铅染料为例,它是酞箐与铅离子的配合物。微生物所能做到的就是将酞箐降解,铅离子释放出来。

参看酞箐铅结构式:

参考资料:金元素在线分析仪