印染污泥处理的最新研究进展论文

电镀在工业发展中是一个不可或缺的环节，但其对环境的污染也是不可忽视的，现如今国内外关于如何处理电镀污泥做了大量的研究和实验，中达咨询为您带来目前电镀污泥处理技术进行综述及对其未来发展前景进行分析。到目前为止，电镀行业是工业发展中不可或缺的一道程序，现在除了开发寻找可以取代其功能的技术之外，着重还是在于电镀污染的防治。电镀生产过程产生的污泥含有多种现在处理的技术还不是很成熟，所以单纯的无害化处理电镀污泥还是当前处理技术的主流。但总而言之，资源化处理电镀污泥技术将是处理重金属污染的重点研究方向。1电镀污泥无害化处理1.1固化/稳定化技术固化/稳定化技术是无害化处理电镀污泥的一项重要技术。主要包括了水泥固化、石灰固化、热塑性固化等，通常使用的固化剂有水泥、石灰、沥青、玻璃、HAS土壤固化剂等，以此与污泥加以混合进行固化，使污泥的有害金属封闭在固化体中从而达到消除污染的目的。其中，水泥固化是最常用的一种技术，应该也是一种相对成熟的处理技术，王继元等人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。ARoy等人在对单一水泥固化/稳定化系统研究的基础上,又进一步研究了以水泥和粉煤灰的混合物固化重金属（含铬、镍、锡等）的方法,这样可以达到以废治废、节约成本的目的。涂洁等人采用HAS土壤固化剂代替传统固化基材对电镀污泥进行了常温固化处理,并能得到具有良好抗浸出性、耐腐蚀性、抗渗透性、足够机械强度的护坡砖,该固化工艺开辟了电镀污泥资源化利用的新途径。钟玉凤等采用水泥和细砂作固化基材处理含Ni、Cr、Cu等重金属的电镀污泥，通过固化块的浸出实验，发现水泥固化该电镀污泥效果良好，固化过程中加入适当的螯合剂KS-3，可以提高固化效果。1.2热化学处理技术热化学处理技术（如焚烧、焙烧、熔炼、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。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，其优点是可以大幅度的减少电镀污泥的体积，可降低其对环境的危害，但由于这种方法能耗较高,对焚烧设备和条件有一定要求,一般的小电镀厂家难以承受巨额的处理费用,而且在焚烧的过程中容易对环境造成二次污染，所以这种处理方法相对难以得到推广。2电镀污泥资源化处理电镀污泥本身也是一种资源，其中含有多种工业必不可少的金属，如铬、镍、锌等，故而能回收其中的重金属或者直接利用污泥中含有的各种重金属直接作为生产的资源，如此既可以解决重金属的污染，还可以达到不可再生资源的循环利用，真正的形成可持续发展的模式。2.1化学法回收有价金属化学法回收有价金属只是指利用化学的分离和提取方法将电镀污泥中的有重金属进行分离和回收。其中包括酸浸法和氨浸法、化学沉淀法、离子交换膜法等等。2.1.1酸浸法和氨浸法酸性浸出法是湿法冶金中应用最广泛的浸出方法之一，常用的浸出剂有盐酸、硫酸、硝酸、王水等。电镀污泥中的金属大多以其氢氧化物或氧化物形态存在，通过酸浸的方式可以使污泥中的重金属以离子或络合物的形式存在，然后再通过混合氨性溶液或者有机溶液将浸出液中的重金属进行分离和选择性回收，回收的重金属有高品位的金属单质或者是金属盐类等。氨浸法通常是使用氨液用作浸出剂，采取氨络合分组浸出——蒸氨——水解渣硫酸浸出——溶剂萃取——金属盐结晶回收工艺，从电镀污泥中回收大部分的有价金属，其中铜、锌、镍、铬、铁的回收率分别大于93%、91%、88%、98%、99%。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。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。2.1.2离子交换膜法由于离子交换膜对离子具有选择性透过，所以离子交换膜在工业中许多分离方法在冶金溶液分离工艺上有着重要的应用价值。离子交换膜法就是将液膜置于污泥浸出液中，流动载体在膜外选择性的络合金属离子，然后再向膜内扩散并在膜上接触络合，最终使金属离子进入膜内，反复重复这种方式最终将金属离子富集在膜内，净化废水，使金属离子得到重新使用。2.2生物处理技术生物处理技术主要是通过微生物对污泥中的一些重金属进行还原代谢。但是现在这门技术还在探究阶段，还未形成系统的处理方案，只是通过一些个别的实验证明了微生物可对某些重金属进行还原代谢，但微生物对重金属还原代谢产生的机理尚未了解完全。例如，SSilverMarques等人对Cr3+用假单胞杆菌属进行还原代谢。Bewtra的试验表明，细菌能有效地将电镀污泥中的金属离子转化为不溶与水的硫化物。吴乾菁等研究了微生物治理电镀废水及污泥的新工艺，该工艺对Cr(VI)、Cr3+、Ni2+、Cu2+等离子的净化率达99.9%以上，金属回收率85%。2.3制作各种工业材料电镀废水经处理后，由于成分及含量的不同，可以做成不同的工业材料。如含有铬的电镀污泥由铁氧体法产生剩余产物可制成磁性材料，国内已成功利用含铬污泥制成MX-400中波天线磁棒──一种锰锌铁氧体，而且，该工艺具有简单、成品率高、无二次污染、处理成本低等优点；由电解法、铁屑铁粉法含铬污泥则可制成工业催化剂，一些科研单位利用这种污泥制成了合成氨用的中变触媒，如C4-2、C6和B104一类中温变换铁铬系催化剂。2.4制成肥料电镀污泥制成肥料就是在人工控制下，在一定水分和通风等条件下通过微生物发酵，然后再将发酵产物与化肥制成复合肥的过程。研究表明，对电镀废铬液经处理后的含铬污泥进行处理，其物理和化学性状明显发生改变，含量明显下降，对植物的危害明显降低，然后，再将处理后含铬污泥与化肥配制成复合肥，对植物的良好生长有明显的功效。因而将电镀污泥制成肥料既解决了污泥污染同时又提高农业生产，取得了双重效益。3电镀污泥的材料化处理电镀污泥的材料化处理就是以污泥我原料或者辅助材料生产建筑材料或者其他材料的过程，电镀污泥的材料化技术主要包括有：烧制砖瓦、生产改性塑料制品等。3.1烧制砖瓦烧制砖瓦能够大量的消纳电镀污泥而且能够得以维持的电镀污泥处置和利用方法。实验表明，对电镀污泥和粘土按一定比例制成红砖和青砖进行试验及质量检测，金属的浸出浓度均能满足生活饮用水源水质标准及生活饮用水卫生标准，因此烧制砖瓦的方法亦是合理。3.2生产改性塑料制品生产改性塑料制品是一项新技术，是由上海多家科研单位联合研制开发的。其基本原来还是通过塑料固化的方法，将电镀污泥作为填充料，与废塑料在适当的温度下混炼，并经压制、成型等过程，制成改性塑料制品，而且，产品的浸出试验也符合国家标准，电镀污泥与废塑料联合生产改性塑料制品，除了解决废塑料的安全处置，又充分利用了废物资源，实现了废物资源化处理，具有良好的社会和环境效益。4前景分析与展望电镀污泥的成分和性质十分复杂,其有效处理一直是研究的重点和难点。不过就目前国内外关于电镀污泥所有处理和利用方法中，固化/稳定化技术和材料化学技术虽然相对比较成熟，但对于重金属回收的态度就是基本不进行回收，因而经济效益极低，综合效益一般，只适合在局部范围内使用。热化学技术虽然可以于大幅度的减少电镀污泥的体积，并可降低其对环境的危害，但也有其内的缺点，如容易在焚烧过程中对环境造成二次污染，焚烧中需要加辅助燃料，且投资及运行费用较高，也难以得到大范围的推广，因此需要进一步的改进。电镀污泥的资源化处理，特别是有价金属的回收技术，开始研究也很早，相对成熟，重金属回收率高，经济、环境效益也好，是目前最好的处理、利用技术。微生物处理技术具有廉价、高效、无二次污染、吸附材料来源广泛等优点，最具有发展潜力，但在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、治废效率高的菌种以及了解微生物如何处理重金属的机理，仍然还是个挑战。电镀污泥的资源化利用符合当今社会可持续发展的要求，既能有效消除电镀污泥危害，又能带来可观经济和环境效益，成为电镀污泥处理技术发展的重点，其中利用化学方法处理并回收有用金属元素是今后研究的主要内容，将生物技术运用于电镀污泥处理是一个全新的发展方向。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

纺织染料工业近年来快速发展，目前我国各种染料产量已达90万T，染料废水已成为环境重点污染源之一。染料行业品种繁多，工艺复杂。其废水中含有大量的有机物和盐份，具有CODCR高，色泽深，酸碱性强等特点，一直是废水处理中的难题。本文主要介绍了染料废水处理技术中的物理法、化学法、电化学法、生化法，以及这些技术的特点原理及其近年来研究进展和应用。1物理法1.1吸附法吸附法是利用多孔性固体(如活性炭、吸附树脂等)与染料废水接触，利用吸附剂表面活性，将染料废水中的有机物和金属离子吸附并浓集于其表面，达到净化水的目的。活性炭具有较强的吸附能力，对阳离子染料，直接染料，酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附功能，但活性炭价格昂贵，不易再生。由壳聚糖与活性炭及纤维素混合制成的染料吸附剂对活性染料和酸性染料有优异的吸附能力，其吸附容量分别为264和421MG/G（椰子活性炭吸附容量少于80MG/G）。该吸附剂在水中具有优良的分散性，可采用简单而廉价的接触过滤法处理。大孔吸附树脂是内部呈交联网络结构的高分子珠状体，具有优良的孔结构和很高的比表面积。吸附树脂可用于去除难以生物处理的芳香族磺酸盐，萘酚类物质。它易再生，且物理化学稳定性好，树脂吸附法已成为处理染料废水的有效方法之一。1.2膜分离膜分离技术应用于染料废水处理方面主要是超滤和反渗透。据报道，用管式和中空纤维式聚砜超滤膜处理还原染料废水脱色率在95%～98%之间，CODCR去除率60%～90%，染料回收率大于95%。近年来，用壳聚糖超滤膜和多孔炭膜的新型膜材料来处理印染废水，取得较好的效果。夏之宁等研究了染料废水在超声作用下，通过醋酸纤维素膜的透水率与透盐率，发现超声波在膜分离中有明显的加速传质和去“浓差极化”作用，有超声波作用时其渗透率是无超声波时的1.5倍，对透盐率影响更大，其截留率分别为94%和67%。2化学法2.1化学混凝法化学混凝法主要有沉淀法和气浮法，此法经济有效，但产生化学的污泥需进一步处理。常用的有无机铁复合盐类。近年来国内外采用高分子混凝剂日益增多。天然高分子絮凝剂主要有淀粉及淀粉衍生物、甲壳质衍生物和木质素衍生物3大类。曾淑兰等用NAOH作催化剂将玉米淀粉和醚化剂M反应制得的阳离子淀粉CST，用量为7～15MG/L时，对酸性染料、活性染料的脱色率达90%以上。吴冰艳等用接枝聚合制得的木质素季胺盐絮凝剂处理J酸染料废水，絮凝剂中的季胺离子与废水中的磺酸基团生成不溶于水的物质，投量20MG/L，色度去除率达90%。方忻兰利用海虾、蟹壳为原料制得的壳聚糖用来处理印染废水，CODCR去除率达85%以上。天然高分子絮凝剂电荷密度小，分子量低，易发生生物降解而失去絮凝活性。人工合成的有机高分子絮凝剂分子量大，分子链中所带的官能团多，絮凝性能好，用量少，PH范围广。代表性的人工有机高分子絮凝剂有PAN-DCD(二氰二胺改性聚丙烯腈聚电解质)、WX系列高分子脱色絮凝剂、PDADMA-A(二甲基二烯丙基氯化铵聚合物)M。 2.2化学氧化法化学氧化是利用臭氧、氯、及其含氧化物将染料的发色基团破坏而脱色。臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果。但对硫化、还原等不溶于水的染料效果较差。FENTON试剂氧化法，其脱色的实质是H2O2与FE2+反应所产生的羟基自由基使染料有机物断链。FENTON试剂除氧化作用外，还兼有混凝作用。研究表明，用此法处理2-萘磺酸钠生产废水，先用FECL3混凝沉淀后，然后在PH1.5～2.5条件下以H2O22G/GCODCR，FE2+4G/L水，氧化60MIN可去除CODCR99.6%、色度95.3%[19]。2.3湿式空气氧化法湿式空气氧化法(WAO)是在高温（125～320℃）、高压(0.5～20MPA)条件下通入空气，使废水中的有机物直接氧化[20]。超临界水氧化（SCWO）是指当温度、压力高于水的临界温度（374℃）和临界压力（22.05MPA）条件下的水中有机物的氧化。它实质上是湿式氧化法的强化和改进。超临界态水的物理化学性质发生较大的变化，水汽相界面消失，形成均相氧化体系，有机物的氧化反应速度极快。MODEL等[21]对有机碳含量27.33G/L的有机废水，在550℃，60S内，有机氯和有机碳的去除率分别为99.99%和99.97%。超临界水氧化法与传统的方法相比，效率高，反应速度快，适用范围广，可用于各种难降解有机物；在有机物的含量低于2%时；可通过自身热交换，无须外界供热，反应器结构简单，处理量大。2.4光催化氧化法光催化氧化法常用H2O2或光敏化半导体（如TIO2、CDS、FE2O3、WO3作催化剂），在紫外线高能辐射下，电子从价带跃迁进入导带，在价带产生空穴，从而引发氧化反应。此法对染料废水的脱色效率高，缺点是投资和能耗高。张桂兰等用新型的旋转式光催化反应器，在优化条件下采用悬浮态TIO2时，偶氮染料脱色率达98%。程沧沧等[23，24]分别采用固定床型光反应器和斜板式光反应器对有机染料直接耐翠蓝GL进行了光催化降解研究，经60MIN光照，其降解率分别为83%和81.4%。3生化法生化法具有运行成本低，对环境污染少的特点。但染料废水水质波动大，种类多，毒性高，对温度和PH条件要求较苛刻的微生物很难适应。好氧处理法运行简单，对CODCR、BOD5的去除率较高，对色度的去除率却不太理想。而厌氧处理法对染料废水的色度去除率较高。厌氧处理法污泥生成量少，产生的气体是甲烷，可利用作为能源。但单独使用，效果不理想。黄天寅等在处理酞菁蓝废水过程中，采用气提、吹脱和气浮等物化手段去除原水中大部分NH3-N和CU2+，提高其生化性。经厌氧处理后，各项指标均可达到污水综合排放标准的一级标准，CODCR去除率90.0%，BOD5去除率88.9%，NH3-N去除率99.1%，CU2+去除率99.7%。由于近年来染料向抗分解，抗生物降解的方向发展，单独一种工艺很难取得满意的效果。现在处理工艺正朝向厌氧—好氧联合处理工艺发展。闫庆松等[26]对染料废水采用了厌氧—好氧工艺。厌氧段采用UASB工艺，中温消化，停留时间48H，CODCR去除率可达55%，出水BOD5/CODCR值由0.1提高到0.42，系统内形成颗粒污泥，其沉降性能良好。好氧段采用接触氧化法，经驯化后，污泥对废水的降解能力逐步提高。 高效菌群（HIGHSOLUTIONBACTERIA）是利用复合的微生物群来处理染料废水的方法，菌种现已发展到100多种，如反硝化产碱菌、脱氮硫杆菌、氧化硫硫杆菌等。它可以针对不同的废水配成不同的菌群去分解不同的污染物，具有较高的针对性。高效微生物群将有机物分解成SO2、H2O以及许多对水质没有影响的有机小分子。运用H.S.B技术处理无锡某染料厂生产的分散染料、酸性染料（CODCR浓度达2000～2500MG/L）的废水，出水CODCR小于100MG/L，平均去除率为92.68%。苯胺去除率94%，酚为93%，氨氮为92%，色度均在50倍以下[27]。为了增加优势菌种在生物处理装置中的浓度，提高对染料废水的处理效率，通常将游离的细菌通过化学或物理的手段加以固定，使其保持生物活性和提高使用率。研究表明，高效脱色菌群固定在活性污泥上，脱色酶活力提高70%。4电化学法电化学法治理废水，实质是间接或直接利用电解作用，把染料废水中的有毒物质转化为无毒物质。近年来由于电力工业的发展，电力供应充足并使处理成本大幅降低，电化学法已逐渐成为一种非常有竞争力的废水处理方法。染料废水的电化学净化根据电极反应发生的方式不同，可分为内电解法、电凝聚电气浮、电催化氧化等。应用最广泛的内电解法是铁屑炭法。靳建永用铁屑内电解法对5大类11种染料废水进行脱色处理。研究表明，对中等色度和浓度的废水，脱色率在96%以上；加入助剂可使废水CODCR去除率在70%以上。内电解法的优点是利用废物在不消耗能源的前提下去除多种污染成分和色度，缺点是反应速度慢、反应柱易堵塞、对高浓度废水处理效果差。在外电压作用下，利用可溶性阳极（铁或铝）产生大量阳离子，对胶体废水进行凝聚，同时在阴极上析出大量氢气微气泡，与絮粒粘附一起上浮。这种方法称为电凝聚电气浮。与化学凝聚法相比，其材料损耗少一半左右，污泥量较少，且无笨重的加药措施。其缺点是电能消耗和材料消耗过大。电催化氧化是通过阳极反应直接降解有机物，或通过阳极反应产生的羟基自由基、臭氧等氧化剂降解有机物。电催化氧化法的优点是有机物氧化完全，无二次污染。但该法真正应用于废水工业化处理则取决于具有高析氧电位的廉价高效催化电极。同时电极与电解槽的结构对降低能耗也起重要的作用。贾金平等研究了活性炭纤维电极与铁的复合电极降解多种模拟印染废水，有较好的效果。5结语染料生产工艺复杂，废水量大且难以处理，污染治理的费用很高。硫化碱还原时排出的含硫废水除使用昂贵的湿式氧化法处理外，其他方法难以达到排放标准。近年来采用加氢还原法，彻底消除了硫化物的污染。汞催化磺化法生产氨基蒽醌改为硝化还原法，彻底消除汞污染。各种新技术的研究和应用大大提高了染料废水处理的效率，降低了处理成本。但治标更要治本，研究发展经济合理的清洁生产工艺与发展高效经济的废水治理工艺同等重要。从根本上降低排污，才是长久之计。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：