摘 要

电镀污泥是电镀企业处理电镀废水时向废水中加入烧碱、石灰、电石、絮凝剂和还原剂等物料后产生的污泥。其具有存量大、危害高，处置困难等特点。某工业园每天便能产生300～500吨电镀污泥。

大量的电镀污泥产生、堆积带来了极大的问题。不仅构成了对环境的潜在威胁，还给企业带来了巨大压力。例如填埋过程中由于未进行无害化处理或固化效果不佳，导致含重金属的渗滤液进入土壤，便会直接污染人类的生活环境。如Cr⁶ 是其中危害较大的重金属元素，对生育、免疫系统、儿童的生长发育都会产生严重的影响。

因此，如何处置电镀污泥是本领域的重要课题。目前针对电镀污泥的处理方法有水泥固化、陶粒烧结、高温焚烧等；处置手段则有干法、湿法、联合工艺的资源化回收手段。

本论文以某化工园一电镀企业的电镀污泥为研究对象，针对电镀污泥存量大、污泥中含有重金属、危害性大、处置困难等难题，选用ZMN稳定剂，采用陶粒烧结的方法对电镀污泥中重金属进行稳定化，同时通过设计正交试验探索并优化重金属固化工艺条件，以达到最佳稳固化效果。最后结合实际，模拟各种自然环境对电镀污泥中重金属迁移过程和方法进行追踪，了解其迁移原理、环境因素对浸出的影响，为阻断重金属有害迁移提供了科学依据。

实验结果表明该方法能比较好地对电镀污泥进行固化。且本文通过设计正交试验，找出了对固化产生影响的各因素，总结了一定的规律机理，优化了重金属固化工艺条件。

关键词：电镀污泥 重金属固化 浸出液 全量消解

Abstract

Electroplating sludge is the plating company to deal with electroplating wastewater to the waste water by adding caustic soda, lime, calcium carbide, flocculant and reducing agent and other materials produced after the sludge. It has the characteristics of large stock, high harm and difficult disposal. An industrial park every day will be able to produce 300 to 500 tons of electroplating sludge.

A large number of electroplating sludge generated, the accumulation of a great problem. To the enormous pressure on the enterprise, but also poses a potential threat to the environment. For example, the landfill process due to no harmless treatment or curing effect is poor, resulting in heavy metal leachate into the soil, it will directly pollute the human living environment. Such as Cr⁶ is one of the more harmful heavy metal elements, fertility, immune system, children's growth and development will have a serious impact.

Therefore, how to deal with electroplating sludge is an important issue in the field. At present, the treatment methods of electroplating sludge are cement curing, ceramsite sintering, high temperature incineration, etc .; disposal means are dry, wet, combined process of resource recycling means.

In this paper, the electroplating sludge of a chemical plant in a chemical plant is taken as the object of study. In view of the problems such as large stock of electroplating sludge, heavy metal in the sludge, great harm and difficulty in disposal, ZMN stabilizer is used, The method was used to stabilize the heavy metals in the electroplating sludge. At the same time, the orthogonal experiment was used to explore and optimize the curing conditions of the heavy metals to achieve the best curing effect. Finally, the simulation of various heavy metals migration process and methods in electroplating sludge was carried out. The understanding of migration principle and environmental factors on leaching was provided to provide a scientific basis for blocking the harmful migration of heavy metals.

The experimental results show that the method can cure the electroplating sludge better. In this paper, through the design of orthogonal test, to find out the factors that affect the curing, summed up a certain regular mechanism to optimize the curing process of heavy metal conditions.

Key words: electroplating sludge; heavy metal curing; leaching solution; total digestion

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1电镀污泥来源与分类 1

1.2电镀污泥性质与危害 1

1.3电镀污泥处理研究背景 1

1.3.1国外处理处置研究现状 1

1.3.2国内处理处置研究现状 2

1.4国内外电镀污泥固化/稳定化技术综述 3

1.5研究内容和意义 3

第二章 实验原材料与方法 6

2.1实验原料及仪器 6

2.2实验方法 6

2.2.1电镀污泥全量分析 6

2.2.2电镀污泥浸出 7

2.2.3电镀污泥中重金属元素分析 8

第三章 电镀污泥固化及再溶出实验研究 9

3.1电镀污泥分析 9

3.1.1含水率分析 9

3.1.2物质组成分析 9

3.1.3重金属总量分析 9

3.1.4重金属浸出分析 10

3.2电镀污泥固化实验 10

3.2.1正交实验分析 10

3.2.2验证实验 14

3.2.3固化前后毒性对比 15

3.2.4重金属形态分析 16

3.2.5X射线衍射分析 17

3.3固化体重金属再溶出实验 18

3.3.1固化后分析 18

3.3.2正交实验分析 18

3.3.3长期浸出实验 22

结论 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 绪论

1.1电镀污泥来源与分类

电镀污泥是电镀企业处理电镀废水时向废水中加入烧碱、石灰、电石、絮凝剂和还原剂等物料后产生的污泥^[1]。

它是电镀企业生产后的废弃产物，因为工艺的繁复与添加料的复杂，其内部的组成也各不相同，这种污泥被称作混合质污泥，大多数情况下电镀企业产出的都是混合质污泥；此外还有分质污泥，其为某一种金属经过工艺处理后产生的，其内部组成以某种金属元素为主。

1.2电镀污泥性质与危害

王春花^[2]等有关学者经研究发现相当一部分电镀污泥属于pH为6.67~9.78的偏碱性固体，含水率为75 ~90 %，灰分则在78%以上。电镀污泥不仅成分非常复杂而且分布还不均衡，通常Cr , Ni , Zn及Cu的含量比较高。有实验数据及结论得经过1000℃以上的高温烧结后，电镀污泥质量通常减少34%~45%，减量部分是污泥中含的有机质，在高温下这部分有机质主要转化成CO₂, SO₂和H₂O。故电镀污泥有毒性强、有机物含量大、内部组成成分复杂等特质，若处置不当，很容易对水体和土壤构成污染，并且内部含有的金属成分会直接或间接对人体健康产生损害。电镀污泥中含有的的重金属因其不稳定、易流失的特性，在环境中易迁移，生物体内会形成积累，并且经由水体侵蚀或雨水淋溶流向大气、水体与土壤中，最终进入食物链，污染全生态系统^[1]。

金属Cr、Pb和Ni为第一类污染物，若进入人体并累积将对健康构成极大威胁，而其他重金属如Cu、Zn、Hg也有类似的危害，我国相关标准对其排放浓度有严格和详细的限值。据相关统计，重金属污染导致我国每年有大量人口死于相关疾病。对电镀污泥处理处置不恰当，致使重金属等有害物质进入环境中，将导致严重的环境事件，其后果不堪设想。

1.3电镀污泥处理研究背景

1.3.1国外处理处置研究现状

国外电镀污泥处理处置研究及产业化起步较早，研究者众多，分质污泥回收利用专业化程度很高。在长期的研究中，他们发现分质污泥对于资源化利用具有良好的开发潜力，如提取内部有较高利用价值的Cu、Zn等。因此，国外分质污泥回收利用率很高。对于混合质污泥，部分进行回收利用，其余的进行稳定化/固化处理，合格后安全填埋。此外，西方国家具有健全的电镀污泥处置体制，有污泥处理公司专门负责处理各地区的电镀污泥。