電石渣在電鍍廢水處理中的應(yīng)用
摘要：文章介紹了一種以廢治廢的新工藝，該工藝?yán)秒娛鏌龎A作為中和沉淀劑處理電鍍廢水，不僅可以節(jié)約處理成本，而且使電石渣得到了綜合利用，減輕環(huán)境污染，達(dá)到“以廢治廢”的目的，環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益顯著。
關(guān)鍵詞：電石渣；電鍍廢水；中和沉淀；應(yīng)用
節(jié)能減排是“十二五”時(shí)期一項(xiàng)十分重要的任務(wù)，電鍍行業(yè)中的廢水處理則扮演著十分重要的角色。在電鍍廢水處理中，往往需要投加堿作為中和劑中和沉淀含重金屬的酸性廢水，中和劑通常采用燒堿或石灰。利用燒堿調(diào)節(jié)廢水pH，其藥劑價(jià)格高，使污水處理成本增加；利用石灰中和酸性廢水，設(shè)備投資高，同時(shí)還污染環(huán)境，嚴(yán)重影響生產(chǎn)工人身體健康[1]。文章介紹了用電石渣代替燒堿做中和沉淀劑治理電鍍廢水的低成本“以廢治廢”方法。
1·企業(yè)基本情況
該企業(yè)為一家五金產(chǎn)品大型企業(yè)，其表面處理工藝主要為鍍鎳、鍍鉻、三價(jià)鉻鍍鋅、酸性鍍銅等，涉及到含鎳、鉻、鋅、銅、酸堿等廢水處理，其主要廢水處理工藝如圖1。
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隨著企業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，電鍍工藝的更新以及表面處理添加劑的種類(lèi)日益繁多，使得電鍍廢水的成分在不斷變化，因此電鍍廢水處理的壓力明顯增大，而且由于原設(shè)施較落后，已經(jīng)不太適應(yīng)新的廢水處理要求，導(dǎo)致用藥投料量異常增大。廢水處理站每月處理水量約2萬(wàn)t，明礬單月用量達(dá)30多t，燒堿單月用量達(dá)10多t，單以上兩項(xiàng)化工材料費(fèi)用就使廢水處理成本達(dá)到近8元/t，因此急需改進(jìn)廢水處理工藝。
同樣由于化工材料投料量的異常增大，特別是過(guò)量添加明礬和PAM使得污泥中包含大量的高分子聚合物及所包含的水量，每月的污泥量達(dá)到近100t。我們對(duì)已壓濾的污泥進(jìn)行含水率測(cè)試，含水率達(dá)到92%。
2·工藝試驗(yàn)
針對(duì)以上這情況，該企業(yè)專(zhuān)門(mén)組織攻關(guān)試驗(yàn)，首先對(duì)最難處理的含鉻廢水進(jìn)行多種聯(lián)合試驗(yàn)。
按照以往的處理工藝：在三價(jià)鉻廢水中加入燒堿中和沉淀，再加少量的明礬絮凝助沉即可。但由于表面處理工藝中加入了多種的添加劑，使得含鉻廢水加入燒堿中和后不能直接沉淀，需要加入大量的明礬絮凝助沉，同時(shí)由于加入大量明礬后使得pH降低，又需再加入燒堿調(diào)回pH，如此反復(fù)消耗了大量的燒堿和明礬。
該企業(yè)技術(shù)攻關(guān)人員首先通過(guò)調(diào)節(jié)不同的pH、增加攪拌和反應(yīng)時(shí)間等方法來(lái)改善沉淀效果，但效果不大。
另外也嘗試使用石灰乳代替燒堿和添加聚合三氯化鋁等混凝劑，廢水沉淀效果雖有明顯的改善，但上清液仍有超標(biāo)。同時(shí)由于使用石灰乳需要進(jìn)行開(kāi)料，工序較多，且操作環(huán)境污染較大；需要加入較大量的聚合三氯化鋁才能沉淀，廢水處理成本也較高。最后通過(guò)查找資料，嘗試使用電石渣代替燒堿中和。加入電石渣與含鉻廢水充分反應(yīng)后，廢水即能大量絮凝沉淀，而且不用添加明礬等混凝劑，上清液達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
3·工藝原理
電石渣是在工業(yè)生產(chǎn)乙炔氣的副產(chǎn)物，即電石CaC2水解產(chǎn)生乙炔后的副產(chǎn)物，水解的化學(xué)反應(yīng)式為：CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2。因此，電石渣的主要成分是Ca(OH)2，Ca(OH)2含量可達(dá)到70%~80%，同時(shí)含有少量的金屬氧化物、硫化物等雜質(zhì)，這與石灰成分基本一致，堿度在3000mmol/L左右[2]，其水溶液的pH為14，屬?gòu)?qiáng)堿性。
目前電石渣的回收利用主要有以下幾個(gè)方面：作為建材和路基原料、生產(chǎn)水泥、廢氣與廢水的處理等，在一定程度使了電石渣得到了資源化利用。利用電石渣可以處理各種工業(yè)廢水，在國(guó)內(nèi)早有文獻(xiàn)報(bào)道：興虹[3]利用鐵屑和電石渣處理電鍍廢水；韋筠寰利用電石渣治理酸性廢水；邵玉、邵青利用電石渣處理中小型印染廠(chǎng)廢水[4]。由于電石渣的主要成分Ca(OH)2，因此從原理上看，利用電石渣代替燒堿處理電鍍廢水完全是可行的。
另外，使用電石渣代替燒堿，還能大大減少絮凝劑明礬的使用量，那是因?yàn)殡娛泻薪饘傺趸锖虲aCO3的固體顆粒，在礬花形成的過(guò)程中成為核心，起到助凝作用，再配合PAM吸附橋聯(lián)和卷曲作用，使絮體迅速形成，且得到的礬花都十分粗大、結(jié)實(shí)，不易破碎而且容易沉淀[3]，有利于廢水的凈化，因此可大大減少明礬等混凝劑的使用。
4·工藝改革
使用電石渣代替燒堿后，只需一個(gè)簡(jiǎn)易儲(chǔ)料倉(cāng)和在原堿液開(kāi)藥缸增加攪拌器配合使用即可，無(wú)需進(jìn)行大的工藝和設(shè)備改革，同時(shí)也不會(huì)石灰那樣在制備過(guò)程中導(dǎo)致粉塵飛揚(yáng)和需要較多開(kāi)漿設(shè)備。
開(kāi)漿過(guò)程只需把電石渣加入攪拌缸中，加入清水并通過(guò)攪拌將電石渣配成20%的溶液，然后用回原來(lái)投加燒堿的管道進(jìn)行投料。由于電石渣顆粒較大，易于沉淀，因此需不停地開(kāi)動(dòng)攪拌器，防止電石渣沉淀堵塞管道。新的廢水處理工藝流程見(jiàn)圖2。
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使用電石渣中和沉淀電鍍廢水，操作簡(jiǎn)單，易于控制管理，處理效果理想。
5·廢水處理效果
改用電石渣后，我們加強(qiáng)了對(duì)各出水口的水樣監(jiān)測(cè)，通過(guò)4個(gè)月的數(shù)據(jù)觀(guān)察，改用電石渣后經(jīng)處理的廢水全部達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而且在每月的環(huán)保部門(mén)抽樣監(jiān)測(cè)中也無(wú)超標(biāo)排放行為，水質(zhì)情況跟使用燒堿時(shí)的水質(zhì)相差不大，見(jiàn)表1。
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改用電石渣代替燒堿4個(gè)多月以來(lái)，廢睡處理系統(tǒng)運(yùn)行正常，工藝指標(biāo)和設(shè)備運(yùn)行狀況與原使用燒堿相比沒(méi)有什么改變。
6·效益分析
使用電石渣代替燒堿中和沉淀電鍍廢水，不僅在工藝上可行，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益也非？捎^(guān)。
使用電石渣代替燒堿后，每月減少10多噸燒堿和30多噸明礬的使用量，減少了這些化工材料在生產(chǎn)過(guò)程中造成的能耗和環(huán)境污染，每月為企業(yè)節(jié)省材料成本10多萬(wàn)元。而電石渣作為生產(chǎn)乙炔氣體的副產(chǎn)物，在廢水處理中能達(dá)到綜合利用，減少了電石渣對(duì)環(huán)境的污染，達(dá)到以廢治廢的目的。
另外由于工藝的改進(jìn)，減少化工材料的投入量，使得每月的污泥產(chǎn)生量也減少了一半以上，由于電鍍污泥屬危險(xiǎn)廢物，大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。
因此，利用電石渣代替燒堿作為中和沉淀劑處理電鍍廢水，每年為企業(yè)節(jié)省100多萬(wàn)元的廢水處理成本，又使電石渣得到了綜合利用，同時(shí)減少了污泥的產(chǎn)生量，減輕了環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益顯著。
7·結(jié)語(yǔ)
電石渣是強(qiáng)堿性工業(yè)副產(chǎn)物，電石渣代替燒堿、生石灰等堿性物質(zhì)做中和沉淀劑用于處理電鍍廢水不僅在理論上有據(jù)可依，而且通過(guò)企業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐已證明：在無(wú)須改變應(yīng)有工藝和設(shè)施的情況下，廢水處理能達(dá)標(biāo)排放，大大降低企業(yè)廢水處理成本，具有很好的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。
“以廢治廢”是“三廢”治理的理想境界。變廢為寶，用電石渣處理電鍍廢水不僅綜合利用了廢渣中的有效成分，而且把廢渣消除在再利用過(guò)程中，做到社會(huì)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1]王海東，許立中．利用廢棄電石渣調(diào)節(jié)酸性水及礦漿pH的方法[P]．CN：200710055250．5，2007-8-1．
[2]李建生．利用電石渣中和酸性廢水要領(lǐng)[J]．江蘇環(huán)境科技，1998，1：92-94．
[3]興虹．鐵屑—電石渣處理電鍍廢水的研究[J]．本溪冶金高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2002，6：34-35．
[4]黃新章，許有寧．電石渣在治理污染方面的應(yīng)用[J]．沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，7：211-215．
(本文文獻(xiàn)格式：潘燕鋒．電石渣在電鍍廢水處理中的應(yīng)用[J]．廣東化工，2012，39(5)：144-145)
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