電石渣在電鍍廢水處理中的應用
摘要：文章介紹了一種以廢治廢的新工藝，該工藝利用電石渣代替燒堿作為中和沉淀劑處理電鍍廢水，不僅可以節約處理成本，而且使電石渣得到了綜合利用，減輕環境污染，達到“以廢治廢”的目的，環境效益及經濟效益顯著。
關鍵詞：電石渣；電鍍廢水；中和沉淀；應用
節能減排是“十二五”時期一項十分重要的任務，電鍍行業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。利用燒堿調節廢水pH，其藥劑價格高，使污水處理成本增加；利用石灰中和酸性廢水，設備投資高，同時還污染環境，嚴重影響生產工人身體健康[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·企業基本情況
該企業為一家五金產品大型企業，其表面處理工藝主要為鍍鎳、鍍鉻、三價鉻鍍鋅、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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隨著企業生產的發展，電鍍工藝的更新以及表面處理添加劑的種類日益繁多，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，而且由于原設施較落后，已經不太適應新的廢水處理要求，導致用藥投料量異常增大。廢水處理站每月處理水量約2萬t，明礬單月用量達30多t，燒堿單月用量達10多t，單以上兩項化工材料費用就使廢水處理成本達到近8元/t，因此急需改進廢水處理工藝。
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，每月的污泥量達到近100t。我們對已壓濾的污泥進行含水率測試，含水率達到92%。
2·工藝試驗
針對以上這情況，該企業專門組織攻關試驗，首先對最難處理的含鉻廢水進行多種聯合試驗。
按照以往的處理工藝：在三價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，同時由于加入大量明礬后使得pH降低，又需再加入燒堿調回pH，如此反復消耗了大量的燒堿和明礬。
該企業技術攻關人員首先通過調節不同的pH、增加攪拌和反應時間等方法來改善沉淀效果，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。同時由于使用石灰乳需要進行開料，工序較多，且操作環境污染較大；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，上清液達到排放標準。
3·工藝原理
電石渣是在工業生產乙炔氣的副產物，即電石CaC2水解產生乙炔后的副產物，水解的化學反應式為：CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2。因此，電石渣的主要成分是Ca(OH)2，Ca(OH)2含量可達到70%~80%，同時含有少量的金屬氧化物、硫化物等雜質，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，屬強堿性。
目前電石渣的回收利用主要有以下幾個方面：作為建材和路基原料、生產水泥、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廢水，在國內早有文獻報道：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，那是因為電石渣中含有金屬氧化物和CaCO3的固體顆粒，在礬花形成的過程中成為核心，起到助凝作用，再配合PAM吸附橋聯和卷曲作用，使絮體迅速形成，且得到的礬花都十分粗大、結實，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，只需一個簡易儲料倉和在原堿液開藥缸增加攪拌器配合使用即可，無需進行大的工藝和設備改革，同時也不會石灰那樣在制備過程中導致粉塵飛揚和需要較多開漿設備。
開漿過程只需把電石渣加入攪拌缸中，加入清水并通過攪拌將電石渣配成20%的溶液，然后用回原來投加燒堿的管道進行投料。由于電石渣顆粒較大，易于沉淀，因此需不停地開動攪拌器，防止電石渣沉淀堵塞管道。新的廢水處理工藝流程見圖2。
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使用電石渣中和沉淀電鍍廢水，操作簡單，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，我們加強了對各出水口的水樣監測，通過4個月的數據觀察，改用電石渣后經處理的廢水全部達到排放標準，而且在每月的環保部門抽樣監測中也無超標排放行為，水質情況跟使用燒堿時的水質相差不大，見表1。
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改用電石渣代替燒堿4個多月以來，廢睡處理系統運行正常，工藝指標和設備運行狀況與原使用燒堿相比沒有什么改變。
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，經濟效益和環境效益也非常可觀。
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過程中造成的能耗和環境污染，每月為企業節省材料成本10多萬元。而電石渣作為生產乙炔氣體的副產物，在廢水處理中能達到綜合利用，減少了電石渣對環境的污染，達到以廢治廢的目的。
另外由于工藝的改進，減少化工材料的投入量，使得每月的污泥產生量也減少了一半以上，由于電鍍污泥屬危險廢物，大大減少了對環境的污染。
因此，利用電石渣代替燒堿作為中和沉淀劑處理電鍍廢水，每年為企業節省100多萬元的廢水處理成本，又使電石渣得到了綜合利用，同時減少了污泥的產生量，減輕了環境污染，經濟效益及環境效益顯著。
7·結語
電石渣是強堿性工業副產物，電石渣代替燒堿、生石灰等堿性物質做中和沉淀劑用于處理電鍍廢水不僅在理論上有據可依，而且通過企業的應用實踐已證明：在無須改變應有工藝和設施的情況下，廢水處理能達標排放，大大降低企業廢水處理成本，具有很好的實用性和經濟性。
“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程中，做到社會環境效益和經濟效益的統一，具有較好的推廣應用價值。
參考文獻
[1]王海東，許立中．利用廢棄電石渣調節酸性水及礦漿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[J]．江蘇環境科技，1998，1：92-94．
[3]興虹．鐵屑—電石渣處理電鍍廢水的研究[J]．本溪冶金高等專科學校學報，2002，6：34-35．
[4]黃新章，許有寧．電石渣在治理污染方面的應用[J]．沈陽工程學院學報，2010，7：211-215．
(本文文獻格式：潘燕鋒．電石渣在電鍍廢水處理中的應用[J]．廣東化工，2012，39(5)：144-145)
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