電鍍污泥火法熔融處置項(xiàng)目的環(huán)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(xiàng)目環(huán)境影響的評價(jià)要求越來越突出。本文主要針對火法熔融處置項(xiàng)目可能造成的環(huán)境影響為對象進(jìn)行評價(jià)，并探討相應(yīng)的污染防治措施。

關(guān)鍵詞：火法熔融處置;電鍍污泥;污染防治

中圖分類號：X321 文獻(xiàn)標(biāo)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(chǎn)生的背景

電鍍行業(yè)在現(xiàn)代制造業(yè)中占有舉足輕重的地位，所涉及的領(lǐng)域包括航空航天、電子元件、集成電路、機(jī)械制造、工藝品制作等。隨著電鍍行業(yè)的發(fā)展，其導(dǎo)致的環(huán)境問題也越來越受到人們的關(guān)注。電鍍行業(yè)被認(rèn)為是當(dāng)今三大污染源之一，主要是由于在電鍍過程中所產(chǎn)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(huì)產(chǎn)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(xué)、合理地對電鍍污泥進(jìn)行處理，會(huì)對環(huán)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(wěn)定化/固化技術(shù)、熱處理技術(shù)、生物處理技術(shù)和火法熔融處置技術(shù)等[2]。其中火法熔融處置既可以回收金屬資源、又可以產(chǎn)生無害化爐渣、污水排放少等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為大型電鍍污泥綜合利用企業(yè)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(jīng)烘干窯預(yù)干燥后，在逆流焙燒爐中高溫焙燒去除物料結(jié)晶水，再將焙燒塊加入熔融爐進(jìn)行高溫熔融還原。利用密度差分離得到的Cu、Ni等金屬單質(zhì)與FeO、SiO2及CaO等組成的熔渣，回收銅、鎳、鉻等金屬，整個(gè)工藝過程分為3個(gè)部分，預(yù)烘干系統(tǒng)、焙燒系統(tǒng)和高溫熔融還原系統(tǒng)。

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

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

（3）高溫熔融還原系統(tǒng)。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(shí)現(xiàn)分離，因此從焙燒爐出來的燒結(jié)料還需要送入礦熱爐（熔融爐）內(nèi)進(jìn)一步還原。礦熱爐的溫度一般可以達(dá)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(tǒng)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(nèi)可實(shí)現(xiàn)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(nèi)裝有渣鐵分離器，可實(shí)現(xiàn)渣鐵分離，得到最終的合金副產(chǎn)品。

3 火法熔融處置對環(huán)境的影響

3.1 氣體污染物

根據(jù)生產(chǎn)工藝可知，廢氣主要來源為：①預(yù)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(shí)，會(huì)對人類健康造成危害。

3.2 水污染物

在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水主要包括生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的凈環(huán)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(qū)職工產(chǎn)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(jù)生產(chǎn)過程中固體廢物的來源以及性質(zhì)，可分為三類：危險(xiǎn)廢物、一般固體和生活垃圾。危險(xiǎn)廢物由生產(chǎn)及動(dòng)力設(shè)備維護(hù)產(chǎn)生的廢機(jī)油、布袋除塵產(chǎn)生的除塵灰、污泥原料包裝袋等;一般固廢包括原料和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的爐渣、脫硫塔產(chǎn)生的脫硫渣、爐渣冷卻系統(tǒng)沉淀產(chǎn)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(shè)施引風(fēng)機(jī)、冷卻塔、水泵等設(shè)備在運(yùn)行和生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)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(fēng)除塵+布袋除塵”進(jìn)行處理，除塵效率可達(dá)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(dá)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(jīng)礦熱爐出渣口排入冷卻池進(jìn)行冷卻沉淀后循環(huán)利用，不外排。定期清渣，補(bǔ)充新鮮用水。

（2）生活用水：生活污水經(jīng)化糞池預(yù)處理后納入市政污水管道，納入園區(qū)污水處理廠進(jìn)行處理。

4.3 固體污染物控制

4.3.1 一般工業(yè)固廢

（1）脫硫渣：配套脫硫塔，采用濕法脫硫工藝，脫硫廢水經(jīng)沉淀池沉淀將產(chǎn)生脫硫渣，主要成分為CaSO4。企業(yè)定期對沉淀池進(jìn)行清渣，可用于環(huán)保建筑材料的生產(chǎn)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(jìn)行冷卻沉淀后定期進(jìn)行清渣，統(tǒng)一堆放于堆渣場，可定期外售用于環(huán)保建筑材料的生產(chǎn)原料。

4.3.2 危險(xiǎn)廢物

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

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

4.4 噪聲污染控制

（1）合理布局，提高生產(chǎn)車間墻體密度，增大整體隔聲量，側(cè)盡量少開窗戶，煙氣脫硫系統(tǒng)中部分風(fēng)機(jī)進(jìn)行消音處理。

（2）企業(yè)通過選用低噪聲設(shè)備;在設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵底座安裝減振片。

5 結(jié)論和展望

利用火法熔融法處理電鍍污泥，展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。然而，針對火法熔融處置電鍍污泥項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)行過程中可能對環(huán)境的影響和對應(yīng)的防治措施還需要進(jìn)一步探索。本文在分析電鍍污泥火法熔融處置項(xiàng)目在運(yùn)行過程中可能造成的環(huán)境影響的基礎(chǔ)之上，提出對所產(chǎn)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(xiàn)

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收稿日期：2020-02-09

作者簡介：劉敏（1983-），男，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境評價(jià)、咨詢。