電鍍污泥火法熔融處置項目的環境影響及污染防治措施

摘要：火法熔融處置已成為一種被廣泛采用的電鍍污泥處置和資源化的方法。對于火法熔融處置項目環境影響的評價要求越來越突出。本文主要針對火法熔融處置項目可能造成的環境影響為對象進行評價，并探討相應的污染防治措施。

關鍵詞：火法熔融處置;電鍍污泥;污染防治

中圖分類號：X321 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）04-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.043

Abstract：Fire melting treatment has become a widely used method of electroplating sludge treatment and recycling. The evaluation requirements for the environmental impact of the project are more and more prominent. In this paper， the possible environmental impact of the project is evaluated and the corresponding pollution control measures are discussed.

Key words：Fire melting treatment;Electroplating sludge;Pollution control

1 電鍍污泥產生的背景

電鍍行業在現代制造業中占有舉足輕重的地位，所涉及的領域包括航空航天、電子元件、集成電路、機械制造、工藝品制作等。隨著電鍍行業的發展，其導致的環境問題也越來越受到人們的關注。電鍍行業被認為是當今三大污染源之一，主要是由于在電鍍過程中所產生的廢水含有高濃度的重金屬離子（Cu2+、Ni2+、Cr6+、Fe3+等）[1]，電鍍廢水處理過程中會產生大量的電鍍污泥，電鍍污泥中含有Au、Ag、Fe、Cu、Cr、Ni、Zn等重金屬元素，如果不能科學、合理地對電鍍污泥進行處理，會對環境造成二次污染。

2 電鍍污泥火法熔融處置的工藝流程

目前針對電鍍污泥的處理方法主要包括穩定化/固化技術、熱處理技術、生物處理技術和火法熔融處置技術等[2]。其中火法熔融處置既可以回收金屬資源、又可以產生無害化爐渣、污水排放少等優點，逐漸成為大型電鍍污泥綜合利用企業所采用的主流工藝[3]。電鍍污泥火法熔融處置的工藝路線包括將高含水率電鍍污泥經烘干窯預干燥后，在逆流焙燒爐中高溫焙燒去除物料結晶水，再將焙燒塊加入熔融爐進行高溫熔融還原。利用密度差分離得到的Cu、Ni等金屬單質與FeO、SiO2及CaO等組成的熔渣，回收銅、鎳、鉻等金屬，整個工藝過程分為3個部分，預烘干系統、焙燒系統和高溫熔融還原系統。

（1）預烘干系統。電鍍污泥含水率較高（含水率在60%左右），在進行焙燒之前，必須進行預烘干處理，使含水率降至35%左右。

（2）逆流焙燒系統。焙燒處理采用污泥逆流焙燒爐，在上述經預烘干的電鍍污泥中摻入適量的石灰和焦炭，后分別進行烘干階段、脫水階段、預還原階段、燒結階段。

（3）高溫熔融還原系統。由于焙燒爐的溫度一般為800～1 200℃，在此溫度下污泥中的金屬氧化物無法完全被還原，且渣鐵無法實現分離，因此從焙燒爐出來的燒結料還需要送入礦熱爐（熔融爐）內進一步還原。礦熱爐的溫度一般可以達到1 400～1 500℃，在此溫度下97%以上的金屬氧化物可以被還原成金屬。高溫熔融還原系統是使含金屬物料熔化分離，由于熔渣與金屬合金比重不同，且互不相溶，因此在爐內可實現分層。最終可使熔渣與金屬合金分離，可分別得到合金錠和尾渣。礦熱爐內裝有渣鐵分離器，可實現渣鐵分離，得到最終的合金副產品。

3 火法熔融處置對環境的影響

3.1 氣體污染物

根據生產工藝可知，廢氣主要來源為：①預烘干爐廢氣;②焙燒爐廢氣;③礦熱爐廢氣;④出鐵口、出渣口廢氣。主要污染物種類為顆粒物（含鎳、鉻、銅等金屬及其化合物）、SO2、NOx、氟化物等酸性氣體等。這些污染物直接排放時，會對人類健康造成危害。

3.2 水污染物

在生產過程中所產生的廢水主要包括生產過程中產生的凈環水（烘干爐、焙燒爐、礦熱爐冷卻水）、礦熱爐沖渣廢水、脫硫廢水以及廠區職工產生的生活污水。

礦熱爐沖渣廢水對水體的危害除了水溫以外，還包括懸浮性顆粒污染物。

3.3 固體污染物

根據生產過程中固體廢物的來源以及性質，可分為三類：危險廢物、一般固體和生活垃圾。危險廢物由生產及動力設備維護產生的廢機油、布袋除塵產生的除塵灰、污泥原料包裝袋等;一般固廢包括原料和生產過程中產生的爐渣、脫硫塔產生的脫硫渣、爐渣冷卻系統沉淀產生的污泥等;生活垃圾主要來自于職工的辦公和生活。

3.4 噪聲污染

焙燒爐、礦熱爐、廢氣處理設施引風機、冷卻塔、水泵等設備在運行和生產過程中會產生噪聲污染。

4 火法熔融處置污染防治措置

4.1 大氣污染控制措施

（1）顆粒物（含鎳、鉻、銅等金屬及其化合物）處理措施。烘干爐、焙燒爐、礦熱爐等含高濃度顆粒物的廢氣通過“旋風除塵+布袋除塵”進行處理，除塵效率可達99.5%以上。

（2）酸性氣體處理措施。煙氣中SO2、氟化物、氯化氫等酸性氣體通過二級高效堿性脫硫塔處理后排放，脫硫塔的脫硫效率可達到95%以上。

4.2 水體污染控制措施

（1）對于水體熱污染和懸浮顆粒污染物：可配套爐渣冷卻水池或冷卻塔，沖渣廢水經礦熱爐出渣口排入冷卻池進行冷卻沉淀后循環利用，不外排。定期清渣，補充新鮮用水。

（2）生活用水：生活污水經化糞池預處理后納入市政污水管道，納入園區污水處理廠進行處理。

4.3 固體污染物控制

4.3.1 一般工業固廢

（1）脫硫渣：配套脫硫塔，采用濕法脫硫工藝，脫硫廢水經沉淀池沉淀將產生脫硫渣，主要成分為CaSO4。企業定期對沉淀池進行清渣，可用于環保建筑材料的生產原料。

（2）爐渣：礦熱爐冶煉完成后爐渣使用水沖至爐渣冷卻沉淀池進行冷卻沉淀后定期進行清渣，統一堆放于堆渣場，可定期外售用于環保建筑材料的生產原料。

4.3.2 危險廢物

（1）除塵灰：定期對旋風除塵器及布袋除塵器進行清灰將產生一定量的除塵灰，將清理產生的除塵灰回用于生產原料，不外排。

（2）污泥包裝袋：污泥原料用于生產后將產生廢的包裝袋，屬于危險廢物，統一收集存放于危廢倉庫，定期委托有資質單位處置。

4.4 噪聲污染控制

（1）合理布局，提高生產車間墻體密度，增大整體隔聲量，側盡量少開窗戶，煙氣脫硫系統中部分風機進行消音處理。

（2）企業通過選用低噪聲設備;在設備、風機、水泵底座安裝減振片。

5 結論和展望

利用火法熔融法處理電鍍污泥，展現出廣闊的發展前景。然而，針對火法熔融處置電鍍污泥項目在實際運行過程中可能對環境的影響和對應的防治措施還需要進一步探索。本文在分析電鍍污泥火法熔融處置項目在運行過程中可能造成的環境影響的基礎之上，提出對所產生的氣體污染物、液體污染物、物體污染物和噪聲污染的具體防治措施。

參考文獻

[1]張進.電鍍工業園區污水處理分水體系研究[D].南京：南京大學，2017.

[2]彭桂群，敖子強.電鍍污泥處理技術的研究進展[J].電鍍與環保，2018（5）：56.

[3]林喬喬.電鍍污泥火法冶煉行業發展探討及建議[J].環境與發展，2017（10）：121.

[4]于傳鵬.大氣環境污染因素及其治理措施研究[J].商品與質量，2019，04（9）：253.

收稿日期：2020-02-09

作者簡介：劉敏（1983-），男，漢族，本科學歷，工程師，研究方向為環境評價、咨詢。