一般的电镀工业生产工艺由三部分组成:部分为前处理工艺,清洁和活化金属表面,其处理工序包括除油、清洗、酸浸、清洗等;第二部分为电镀工艺,利用电化过程将一层较薄的金属沉淀于导电的工件表面上;第三部分为后处理工艺,主要包括清洗及干燥工作。在整个生产过程中,前处理阶段和电镀之后的工件都需要用大量的水冲洗镀件,由此形成电镀废水。
电镀污泥属于偏碱性物质,pH值为6.70~9.77,水分、灰分均很高,分别为75%—90%和76 %以上;电镀污泥的组分分布极为不均,属于结晶度比较低的复杂混合体系。
电镀企业在初步处理电镀污泥时,都需要将电镀废液中的各种重金属盐类转化为相应的氢氧化物并沉淀固化,因而一般电镀厂家在处理电镀废液时都加入了相关的还原剂、中和剂及絮凝剂等化学药品,导致电镀污泥中化学组分增多,各种重金属化合物在组分中分散而含量偏低。特别是某些电镀企业采用石灰或电石作为中和剂,在中和处理时通过化学反应产生大量石膏或氢氧化钙,更使电镀污泥的总量增大、重金属组分含量降低,以致进一步的无害化处理、分离和综合利用较为困难。刘燕等人经过实地调查发现,一般新处理产生的电镀污泥含水率很高,达75%~80%,铬、镍、铁、铜及锌的化合物含量一般约为0.5%~3%(以氧化物计),石膏(硫酸钙)含量为8%~10%,其他水溶性盐类及杂质含量在5%左右。
电镀污泥的固化稳定化技术是通过投加常见的固化剂如水泥、沥青、玻璃、水玻璃等,与污泥加以混合进行固化,使污泥内的有害物质封闭在固化体内不被浸出,从而达到解除污染的目的。
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等人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值等微量化学和微结构特征都有重要的影响,如固化体的pH值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等人研究了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等人认为,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。
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