电石渣在电镀废水处理中的应用
摘要：文章介绍了一种以废治废的新工艺，该工艺利用电石渣代替烧碱作为中和沉淀剂处理电镀废水，不仅可以节约处理成本，而且使电石渣得到了综合利用，减轻环境污染，达到“以废治废”的目的，环境效益及经济效益显著。
关键词：电石渣；电镀废水；中和沉淀；应用
节能减排是“十二五”时期一项十分重要的任务，电镀行业中的废水处理则扮演着十分重要的角色。在电镀废水处理中，往往需要投加碱作为中和剂中和沉淀含重金属的酸性废水，中和剂通常采用烧碱或石灰。利用烧碱调节废水pH，其药剂价格高，使污水处理成本增加；利用石灰中和酸性废水，设备投资高，同时还污染环境，严重影响生产工人身体健康[1]。文章介绍了用电石渣代替烧碱做中和沉淀剂治理电镀废水的低成本“以废治废”方法。
1·企业基本情况
该企业为一家五金产品大型企业，其表面处理工艺主要为镀镍、镀铬、三价铬镀锌、酸性镀铜等，涉及到含镍、铬、锌、铜、酸碱等废水处理，其主要废水处理工艺如图1。
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随着企业生产的发展，电镀工艺的更新以及表面处理添加剂的种类日益繁多，使得电镀废水的成分在不断变化，因此电镀废水处理的压力明显增大，而且由于原设施较落后，已经不太适应新的废水处理要求，导致用药投料量异常增大。废水处理站每月处理水量约2万t，明矾单月用量达30多t，烧碱单月用量达10多t，单以上两项化工材料费用就使废水处理成本达到近8元/t，因此急需改进废水处理工艺。
同样由于化工材料投料量的异常增大，特别是过量添加明矾和PAM使得污泥中包含大量的高分子聚合物及所包含的水量，每月的污泥量达到近100t。我们对已压滤的污泥进行含水率测试，含水率达到92%。
2·工艺试验
针对以上这情况，该企业专门组织攻关试验，首先对最难处理的含铬废水进行多种联合试验。
按照以往的处理工艺：在三价铬废水中加入烧碱中和沉淀，再加少量的明矾絮凝助沉即可。但由于表面处理工艺中加入了多种的添加剂，使得含铬废水加入烧碱中和后不能直接沉淀，需要加入大量的明矾絮凝助沉，同时由于加入大量明矾后使得pH降低，又需再加入烧碱调回pH，如此反复消耗了大量的烧碱和明矾。
该企业技术攻关人员首先通过调节不同的pH、增加搅拌和反应时间等方法来改善沉淀效果，但效果不大。
另外也尝试使用石灰乳代替烧碱和添加聚合三氯化铝等混凝剂，废水沉淀效果虽有明显的改善，但上清液仍有超标。同时由于使用石灰乳需要进行开料，工序较多，且操作环境污染较大；需要加入较大量的聚合三氯化铝才能沉淀，废水处理成本也较高。最后通过查找资料，尝试使用电石渣代替烧碱中和。加入电石渣与含铬废水充分反应后，废水即能大量絮凝沉淀，而且不用添加明矾等混凝剂，上清液达到排放标准。
3·工艺原理
电石渣是在工业生产乙炔气的副产物，即电石CaC2水解产生乙炔后的副产物，水解的化学反应式为：CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2。因此，电石渣的主要成分是Ca(OH)2，Ca(OH)2含量可达到70%~80%，同时含有少量的金属氧化物、硫化物等杂质，这与石灰成分基本一致，碱度在3000mmol/L左右[2]，其水溶液的pH为14，属强碱性。
目前电石渣的回收利用主要有以下几个方面：作为建材和路基原料、生产水泥、废气与废水的处理等，在一定程度使了电石渣得到了资源化利用。利用电石渣可以处理各种工业废水，在国内早有文献报道：兴虹[3]利用铁屑和电石渣处理电镀废水；韦筠寰利用电石渣治理酸性废水；邵玉、邵青利用电石渣处理中小型印染厂废水[4]。由于电石渣的主要成分Ca(OH)2，因此从原理上看，利用电石渣代替烧碱处理电镀废水完全是可行的。
另外，使用电石渣代替烧碱，还能大大减少絮凝剂明矾的使用量，那是因为电石渣中含有金属氧化物和CaCO3的固体颗粒，在矾花形成的过程中成为核心，起到助凝作用，再配合PAM吸附桥联和卷曲作用，使絮体迅速形成，且得到的矾花都十分粗大、结实，不易破碎而且容易沉淀[3]，有利于废水的净化，因此可大大减少明矾等混凝剂的使用。
4·工艺改革
使用电石渣代替烧碱后，只需一个简易储料仓和在原碱液开药缸增加搅拌器配合使用即可，无需进行大的工艺和设备改革，同时也不会石灰那样在制备过程中导致粉尘飞扬和需要较多开浆设备。
开浆过程只需把电石渣加入搅拌缸中，加入清水并通过搅拌将电石渣配成20%的溶液，然后用回原来投加烧碱的管道进行投料。由于电石渣颗粒较大，易于沉淀，因此需不停地开动搅拌器，防止电石渣沉淀堵塞管道。新的废水处理工艺流程见图2。
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使用电石渣中和沉淀电镀废水，操作简单，易于控制管理，处理效果理想。
5·废水处理效果
改用电石渣后，我们加强了对各出水口的水样监测，通过4个月的数据观察，改用电石渣后经处理的废水全部达到排放标准，而且在每月的环保部门抽样监测中也无超标排放行为，水质情况跟使用烧碱时的水质相差不大，见表1。
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改用电石渣代替烧碱4个多月以来，废睡处理系统运行正常，工艺指标和设备运行状况与原使用烧碱相比没有什么改变。
6·效益分析
使用电石渣代替烧碱中和沉淀电镀废水，不仅在工艺上可行，经济效益和环境效益也非常可观。
使用电石渣代替烧碱后，每月减少10多吨烧碱和30多吨明矾的使用量，减少了这些化工材料在生产过程中造成的能耗和环境污染，每月为企业节省材料成本10多万元。而电石渣作为生产乙炔气体的副产物，在废水处理中能达到综合利用，减少了电石渣对环境的污染，达到以废治废的目的。
另外由于工艺的改进，减少化工材料的投入量，使得每月的污泥产生量也减少了一半以上，由于电镀污泥属危险废物，大大减少了对环境的污染。
因此，利用电石渣代替烧碱作为中和沉淀剂处理电镀废水，每年为企业节省100多万元的废水处理成本，又使电石渣得到了综合利用，同时减少了污泥的产生量，减轻了环境污染，经济效益及环境效益显著。
7·结语
电石渣是强碱性工业副产物，电石渣代替烧碱、生石灰等碱性物质做中和沉淀剂用于处理电镀废水不仅在理论上有据可依，而且通过企业的应用实践已证明：在无须改变应有工艺和设施的情况下，废水处理能达标排放，大大降低企业废水处理成本，具有很好的实用性和经济性。
“以废治废”是“三废”治理的理想境界。变废为宝，用电石渣处理电镀废水不仅综合利用了废渣中的有效成分，而且把废渣消除在再利用过程中，做到社会环境效益和经济效益的统一，具有较好的推广应用价值。
参考文献
[1]王海东，许立中．利用废弃电石渣调节酸性水及矿浆pH的方法[P]．CN：200710055250．5，2007-8-1．
[2]李建生．利用电石渣中和酸性废水要领[J]．江苏环境科技，1998，1：92-94．
[3]兴虹．铁屑—电石渣处理电镀废水的研究[J]．本溪冶金高等专科学校学报，2002，6：34-35．
[4]黄新章，许有宁．电石渣在治理污染方面的应用[J]．沈阳工程学院学报，2010，7：211-215．
(本文文献格式：潘燕锋．电石渣在电镀废水处理中的应用[J]．广东化工，2012，39(5)：144-145)
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