【《含铜污泥来源及危害概述》2000字】

第1章绪论i含铜污泥来源及危害概述1.1.1含铜颜料污泥的来源颜料生产是精细化工中一个重要的门类，在生产过程中产生大量废水和污泥，造成严重的环境污染ADDINNE.Ref.{DA8A6C6B-5414-49E0-A4E6-1A28ECAFF0EC}[1,2]。有机颜料作为一种市场覆盖面很广的精细化工产品，在涂料、塑料制品和建筑材料等领域被广泛使用ADDINNE.Ref.{8C3B73BC-4330-4341-AB7C-1608B129E32A}[3,4]。有机颜料生产过程中消耗大量水资源，颜料废水具有高酸度、高COD、高色度并含有大量重金属，难以生物降解等特点ADDINNE.Ref.{07AE4174-9DA2-480F-88B8-874A7D0B76DB}[5,6]。目前，颜料废水通常采用化学沉淀、离子交换、溶剂萃取、电絮凝等方法处理废水ADDINNE.Ref.{89E23C6D-ADE7-451C-A4E4-1CB3AFF832D2}[7,8]。处理颜料废水过程中会产生的大量污泥，其重金属含量高，化学组分较为复杂，生物毒性强，具有较高的环境风险ADDINNE.Ref.{860AC0D8-6420-4152-A897-6A5A8CAA16B7}[9,10]。最近几十年来，随着新型颜料被广泛用于传感器器件、电池材料和液晶材料等领域，全球对新型颜料及其衍生产品的需求量也快速攀升ADDINNE.Ref.{61C5FA8B-21F7-49DD-8EBF-7A845B11276C}[11,12]。目前，该新型颜料生产通常采用溶剂法工艺，以尿素、氯化亚铜、苯酐为主要原料，以钼酸铵为催化剂，烷基苯为溶剂在高温190℃状态下合成，经干燥、酸煮、压滤、漂洗而得ADDINNE.Ref.{D1F273DC-86E6-4EE1-97DD-1CE22C560A55}[13,14]。反应过程的化学反应方程式如下：在颜料生产过程中，会有氨气产生，酸煮、漂洗等工艺将产生大量酸性废水，企业通常利用含酸废水吸收含氨尾气，达到以废治废的目的ADDINNE.Ref.{122E1D70-E13C-48F8-9524-F75C57FB4532}[15]，然后酸母液与其他废水混合后进入调节池、中和沉淀池，再经过压滤脱水，最终形成块状颜料污泥ADDINNE.Ref.{3D6EECF9-E8BE-49BB-B43E-9FCDFD370978}[16]。因此，颜料工艺的综合污水处理产生的污泥中大量的有价金属（Cu），具有较高的回收价值，同时污泥中的铜氨络合物和难降解有机物，对回收金属铜也造成一定困难。1.1.2含铜电镀污泥的来源随着工业化进程的加快，世界范围内电镀表面处理行业早已进入高速发展阶段ADDINNE.Ref.{AAC20D5E-91C3-408D-A4BF-A345855EE6A0}[17]。通常情况下，电镀工业的生产工艺主要由三个部分组成，即第一阶段为清洗、活化金属表面的前处理工艺；第二阶段为电镀工艺阶段；第三阶段为清洗、干燥等后处理阶段；在电镀加工过程中，通常会产生大量有毒有害的废酸、废水ADDINNE.Ref.{E4BE18E7-32C3-45DA-B907-ECAFE142E59C}[18]。含铜电镀污泥来自电镀铜废水的处理过程中形成的物化沉铜污泥，主要以金属氧化物、氢氧化物或硫化物等形式存在ADDINNE.Ref.{E58057B3-DDB6-427C-9D5B-EDD6FCF794C3}[19]。污泥经过板框压滤脱水后含水率一般在80%左右，泥饼中铜等金属含量约为2%~5%，颜色呈现褐色、墨绿色ADDINNE.Ref.{82C5B2F0-1D65-42F4-84C4-7B33EDD57F10}[20]。据相关统计资料表明，我国电镀企业每年产生电镀污泥约一千万吨，大量有价金属经过电镀污泥流失，如此造成极大的资源浪费ADDINNE.Ref.{EC93DF61-9FD4-4AAF-B905-11A58F326935}[21]。在天然矿物资源日趋紧张的背景下，将含铜污泥中铜资源充分开发利用，不仅符合循环经济和绿色经济的发展理念，同时满足人们对生态环境的美好期待。1.1.3含铜污泥的危害含铜污泥的处置方式通常采用污泥浓缩-脱水-外运，然后进行安全填埋，通常根据含铜污泥的成分和污泥体量等相关指标确定填埋处置费用ADDINNE.Ref.{1834EEDD-686F-4B37-BFD2-87361E098199}[22]。随着环保等相关管理部门对工业污泥的监管力度不断升级，以及土地地资源日趋紧张的背景下，可使用的安全填埋场地越来越少，安全填埋的发展也是不可持续的ADDINNE.Ref.{6E876160-9DA8-4CF8-987D-42D8079A472C}[23,24]。相关资料研究表明，各种含铜污泥中铜、锌等重金属的总含量超过1%（干基计），有些甚至超过某些金属矿物中重金属的含量，是一种极其有利用价值的资源ADDINNE.Ref.{090BD4F5-DBC3-4D7B-BF6A-ED99E441EA96}[25]，却一直未得到充分的开发利用，如此造成了严重的资源浪费ADDINNE.Ref.{DEEA5F05-4493-4F62-AE55-56625A5870CA}[26]。根据《国家危险废物名录》（2021年）的规定：“颜料等生产过程中产生的污泥，属于HW12染料、颜料这一废物类别；电镀污泥属于HW17表面处理废物这一类别。对含铜颜料污泥和含铜电镀污泥的危险特性主要是有毒（Toxicity，T）和腐蚀性（Corrosivity，C）ADDINNE.Ref.{BC1F188A-AB8C-44A3-B21D-3454DF840652}[27]”。含铜污泥中的重金属和有机物含量很高，如果不将其纳入危险废物管理中，势必会造成巨大的环境风险。因此，含铜颜料污泥与含铜电镀污泥作为危险废物，必须通过相关处理技术方法减少或者消除该类危险废物对生态环境和人体健康造成的危害[28]ADDINNE.Ref.{FA8D0034-9FE1-4488-92A8-D05C95CD158C}。因此，对含铜污泥进行合理的处理时应充分考虑无害化，在此基础上深入研究污泥资源化利用。参考文献[1]梅益柔,唐为平,孔峰,等.铜酞菁废水资源化处理工艺研究[J].江苏技术师范学院学报,2011,17(2):8-11.[2]张有贤,刘雯,姜涛.铜酞菁生产废酸废水综合治理方案探讨[J].工业用水与废水,2010,41(5):56-59.[3]涂勇,田甲蕊,朱化军,等.江苏省印染污泥现状分析[J].环境科学学报,2015,35(2):527-534.[4]黄海啸,刘云.铜酞菁生产中的三废综合治理及其资源化探讨[J].污染防治技术,2007,20(5):61-63.[5]周春隆.关注有机颜料核心关键技术[J].2019,56(1):1-11.[6]WangC,WangL,HuangY,etal.PreparationandcharacterizationofPhthalocyanineBlueencapsulatedwithsilanecouplingagentforbluelightcurableinkjetprintingoftextiles[J].DyesandPigments,2017,139:453-459.[7]周春隆.酞菁颜料结晶形态与调整技术(续)[J].染料与染色,2020,57(02):1-9.[8]周春隆.酞菁类功能性颜料结构及应用特性[J].染料与染色,2021,58(01):1-17.[9]查燕技.有机酞菁绿颜料的生产工艺发展[J].农家参谋,2020(04):221.[10]房健.颜料废水处理工艺组合研究[D]：兰州交通大学市政工程,2012.[11]MaoL,WuY,ZhangW,etal.Effectsofelectroplatingsludgeintroductiononthemorphology,mineralphaseandporosityevolutionoffiredclaybricks[J].ConstructionandBuildingMaterials,2019,211:130-138.[12]Suárez-NavarroJA,LanzónM,Moreno-ReyesAM,etal.Radiologicalbehaviourofpigmentsandwaterrepellentsincement-basedmortars[J].ConstructionandBuildingMaterials,2019,225:879-885.[13]PangC,SkjoldingLM,SelckH,etal.A“point-of-entry”bioaccumulationstudyofnanoscalepigmentcopperphthalocyanineinaquaticorganisms[J].EnvironmentalScience.Nano,2021,8(2):554-564.[14] HakeimOA,HarounAA,TrifL,etal.Hyperbranchedpolyesterencapsulatedphthalocyaninepigmentsforinsituprintingofcellulosicfabrics[J].AdvancesinPolymerTechnology,2018,37(8):3123-3135.[15] 刘君.偶氮颜料废水处理工艺的研究[D]：兰州交通大学市政工程,2014.[16] HakeimOA,AbdelghaffarF,HarounAA.UV-curablehyperbranchedpolyesteracrylateencapsulationofphthalocyaninepigmentsforhighperformancesyntheticfabricsprinting[J].DyesandPigments,2020,177:108307.[17] 赵晶磊,