本發(fā)明涉及廢水的處理領域，具體涉及一種利用電石廢渣處理不銹鋼鈍化清洗廢水的方法。

背景技術：

不銹鋼材具有優(yōu)異的耐蝕性、耐熱性、機械強度、耐磨性、成形性、相容性等力學性能和化學性能，而且其外觀精美、質量輕，在石油、化工、機械、造船、核電、軍工、建筑等行業(yè)中獲得廣泛應用。不銹鋼在生產(chǎn)過程中，要經(jīng)過退火、正火、淬火、焊接等加工過程，表面會形成一層薄而致密的氧化膜，其主要成分中含有大量的氧化鉻、氧化鎳，會對產(chǎn)品的外觀和后續(xù)加工產(chǎn)生不利影響，故在后續(xù)加工前必須采用酸洗、鈍化、拋光等表面處理方法將其除去。

不銹鋼表面處理方法以酸洗為主，由于氧化鉻難溶于單一的酸中，因此通常使用硝酸、硫酸和氫氟酸混合酸進行酸洗過程，在此過程中，產(chǎn)生了大量含有F^-、Cr³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺和Ni²⁺的酸洗廢水。傳統(tǒng)方法采用石灰作為中和劑，使廢水中的重金屬離子轉變成不溶的金屬氫氧化物沉淀。目前有發(fā)展了一種在傳統(tǒng)中和法基礎上進行改進的污泥分段、分質中和新工藝。新工藝分為兩段，首先用液堿(NaOH)替代石灰作為中和劑，將廢水中的重金屬離子轉變成不溶的氫氧化物，同時加入絮凝劑使其沉淀，從而可將第一段的得到的鐵、鉻、鎳沉淀物通過化學方法進行分離回收，或者將沉淀物回入金屬冶煉中進行二次利用。第二段則投加氫氧化鈣石灰乳除氟，得到氟化鈣和硫酸鈣的沉淀，而進行另外的處理。然而在此過程中，由于氫氧化鈣在水中的溶解度有限，而且石灰粒子較粗，因此中和反應速度較慢，且易造成石灰粒子中心部沒有參加反應而加大石灰用量，結果造成大量外運污泥必須處理。

電石廢渣是采用電石法制造聚氯乙烯、醋酸乙烯時，由電石和水反應生成乙烯過程中產(chǎn)生的高pH細粒沉淀廢棄物。其含Ca(OH)₂的質量分數(shù)高達90％左右，pH在12～14以上，屬于Ⅱ類工業(yè)固體廢物。每生產(chǎn)1噸聚氯乙烯要排出電石廢渣2噸多。過去電石廢渣的處理方式主要是采用填埋方法為主。但長期填埋不僅需要占用大量的土地資源，還容易造成二次污染。由于電石廢渣顆粒細膩，細粒狀廢渣和一些有機固體廢棄物在適宜的溫度和濕度下被微生物分解，會釋放出有害氣體和粉塵，會隨風飄逸擴散到很遠的地方，產(chǎn)生灰霾天氣，造成大氣的粉塵污染。目前電石廢渣的再次利用主要是用以代替石灰石制水泥、生產(chǎn)生石灰用等，但隨著我國基本建設規(guī)模的控制和對高耗能、高污染行業(yè)的限制，市場水泥的產(chǎn)量已嚴重過剩，許多水泥企業(yè)都處于停頓和下馬的狀態(tài)，用電石廢渣代替石灰石制水泥的的渠道已經(jīng)無法進行，因此必須為電石廢渣尋求有效的處理途徑。

中國專利CN201010294039.0公開了一種不銹鋼酸洗廢水處理及回用的方法，混酸廢水流入一級中和槽，投加石灰中和調節(jié)pH至4.0～5.0，經(jīng)一級中和槽中和后的廢水流入二級中和槽，投加液堿中和，調節(jié)pH值為8.2～8.7，投加絮凝劑進行混凝反應，經(jīng)混凝反應后的廢水流入沉淀池進行泥水分離，污泥按常規(guī)廢物外運處理。但是該專利的廢水處理過程中大量使用了石灰，雖然石灰的價格便宜，但其溶解度低，只能以乳狀液投加，而且石灰粒子較粗，中和反應速度較慢，易造成石灰粒子中心部沒有參加反應而加大石灰用量，同時氟離子與鈣離子反應生成的CaF₂會包裹在氫氧化鈣粒子表面，也使之不能被充分利用，故在操作時需增加石灰乳得投加量，這樣即使廢水pH值達到12時，也只能使氟離子濃度下將到15mg/L左右，這樣一則增加了成本，二則加大了污泥的沉積量。

因此，結合電石廢渣量大、鈣含量高等優(yōu)點，針對石灰石處理不銹鋼鈍化清洗廢水的過程中產(chǎn)生的反應速率緩慢、石灰石利用率低、副產(chǎn)物量大的問題，需要提供一種解決廢水處理過程環(huán)境污染和產(chǎn)品效率問題的方法，以有效解決固體廢棄物的二次再利用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述問題，提供一種利用電石廢渣處理不銹鋼鈍化清洗廢水的方法。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是：一種利用電石廢渣不銹鋼鈍化清洗廢水的方法，包括以下步驟：

步驟S1，將不銹鋼鈍化清洗廢水匯入廢水調節(jié)池，再轉入到中和槽，通過計量泵在中和槽中加入液堿，使不銹鋼鈍化清洗廢水的pH值調節(jié)至8.5～9.5，得到堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水；

步驟S2，將步驟S1得到的堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水流入到澄清池中，通過計量泵加入陽離子聚丙烯酰胺，使堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水中的Fe³⁺、Cr³⁺、Ni²⁺和Mn⁴⁺分別生成Fe(OH)₃、Cr(OH)₃、Ni(OH)₂和Mn(OH)₄沉淀而從水中分離出來，得到澄清廢液；

步驟S3，將電石廢渣加水調配成15wt％～30wt％的電石廢渣懸浮液；

步驟S4，將步驟S2得到的分離后的澄清廢液轉移至氟化反應池中，通過控制氣動閥的開度和開關加入濃度為10wt％～15wt％的鹽酸溶液，再加入步驟S3得到的電石廢渣懸浮液，然后通過計量泵加入聚合氯化鋁，并將混和液流入到沉淀池中，使氟離子與鈣離子給合生成CaF₂沉淀而除去；

步驟S5，將步驟S4中除去CaF₂沉淀的廢水液流入到最終中和槽中，在最終中和槽中加入中和液，得到處理廢液；使處理廢液的pH調節(jié)為6.8～7.2，然后經(jīng)砂濾器排出，即完成不銹鋼鈍化清洗廢水的處理。

現(xiàn)將石灰與電石廢渣的成分進行對照：

石灰與電石廢渣的化學成分表

由以上對照可看出，兩者的鈣含量相當，電石廢渣主要成分也為Ca(OH)₂，呈強堿性，因此完全可利用這一化學性質來代替石灰用作不銹鋼鈍化清洗廢水的處理。而且消石灰的制備通常采用煅燒石灰石的方法制得，其煅燒之前的破碎比較粗糙，粒子較大，不能完全參加反應。而電石渣是電石水解獲取乙炔氣后的沉淀產(chǎn)物，由于受化學分散的作用，其顆粒細小，比表面積面積大，因此反應效率高，用量少，而且電石廢渣中還含有較高的鋁離子，和一定量的鐵離子，其氫氧化物具有一定絮凝作用，可加快懸浮物的沉淀。因此采用電石廢渣代替石灰用于不銹鋼鈍化清洗廢水的處理，具有成本低，使用方便等特點，不僅可以節(jié)約廢水處理成本，而且使電石廢渣得到了綜合利用，達到“以廢治廢”的目的，環(huán)境效益及經(jīng)濟效益顯著。

進一步地，步驟S2中，陽離子聚丙烯酰胺的添加量為堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水質量的0.003‰～0.005‰。

進一步地，步驟S2中，F(xiàn)e(OH)₃、Cr(OH)₃、Ni(OH)₂和Mn(OH)₄沉淀轉移至濃縮池中進行濃縮，然后將濃縮物在板框壓濾機進行擠壓后作資源回收處理。

更進一步地，經(jīng)擠壓的濃縮物用作不銹鋼的冶煉原料。

進一步地，步驟S3中，電石廢渣的成分包括：Ca(OH)₂。

更進一步地，Ca(OH)₂的質量占電石廢渣質量的90％以上。

進一步地，步驟S4中，鹽酸溶液將混合液pH調節(jié)為：5～6。

進一步，步驟S4中，電石廢渣的加入量為鈣理論值的1.1～1.4倍。其中，電石廢渣為步驟S4中電石廢渣懸浮液中的有效固體成分。

進一步地，步驟S4中，聚合氯化鋁的添加量為分離后的澄清廢液質量的0.2％～0.6％。

進一步地，步驟S4中，CaF₂沉淀經(jīng)壓濾機濃縮后用作燒結建筑陶粒的原料。

進一步地，步驟S5中，中和液為：NaOH溶液、HCl溶液中的任一種或兩種。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1.本發(fā)明采用電石廢渣代替石灰用于不銹鋼鈍化清洗廢水的處理，具有成本低，使用方便的優(yōu)點，起到“以廢治廢”的作用，環(huán)境效益及經(jīng)濟效益顯著；其中，電石廢渣主要成分為Ca(OH)₂，呈強堿性，并且表觀形態(tài)為超細粉，可用以代替石灰用作不銹鋼鈍化清洗廢水的處理，并且電石廢渣中還含有較高的鋁離子和一定量的鐵離子，其氫氧化物具有絮凝作用的特點，可起到絮凝沉淀作用；

2.本發(fā)明對電石廢渣進行二次再利用，解決了電石廢渣占地面積大、會造成粉塵污染的問題，是一種環(huán)保高效的處理途徑；

3.本發(fā)明針對不銹鋼鈍化清洗廢水處理，將不銹鋼鈍化清洗廢水中重金屬污染物和氟污染物有效去除，并且得到的金屬氫氧化物沉淀物可以作為不銹鋼的冶煉原料，得到的氟化鈣沉淀可以作為燒結建筑陶粒的原料，達到了“以廢治廢”的目的，環(huán)境效益及經(jīng)濟效益顯著；

4.本發(fā)明利用電石廢渣不銹鋼鈍化清洗廢水的處理方法操作簡便、生產(chǎn)高效，并且節(jié)能環(huán)保。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

實施例1

一種利用電石廢渣處理不銹鋼鈍化清洗廢水的方法，包括以下步驟：

步驟S1，將不銹鋼鈍化清洗廢水匯入廢水調節(jié)池，再轉入到中和槽，通過計量泵在中和槽中加入液堿，使不銹鋼鈍化清洗廢水的pH值調節(jié)至8.5，得到堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水；

步驟S2，將步驟S1得到的堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水流入到澄清池中，通過計量泵加入堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水質量0.003‰的陽離子聚丙烯酰胺，使堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水中的Fe³⁺、Cr³⁺、Ni²⁺和Mn⁴⁺分別生成Fe(OH)₃、Cr(OH)₃、Ni(OH)₂和Mn(OH)₄沉淀而從水中分離出來，得到澄清廢液；Fe(OH)₃、Cr(OH)₃、Ni(OH)₂和Mn(OH)₄沉淀轉移至濃縮池中進行濃縮，然后將濃縮物在板框壓濾機進行擠壓后作資源回收處理；經(jīng)擠壓的濃縮物用作不銹鋼的冶煉原料；

步驟S3，將電石廢渣加水調配成15wt％的電石廢渣懸浮液；電石廢渣的成分包括Ca(OH)₂；Ca(OH)₂的質量占電石廢渣質量的90％；

步驟S4，將步驟S2得到的分離后的澄清廢液轉移至氟化反應池中，通過控制氣動閥的開度和開關加入濃度為10wt％的鹽酸溶液后，再加入步驟S3得到的電石廢渣懸浮液，然后通過計量泵加入分離后的澄清廢液質量的0.2％的聚合氯化鋁，得到混合液，鹽酸溶液將混合液pH調節(jié)為5.0，將混和液流入到斜板沉淀池中，使氟離子與鈣離子給合生成CaF₂沉淀而除去；CaF₂沉淀經(jīng)壓濾機濃縮后用作燒結建筑陶粒的原料；電石廢渣的添加量為鈣理論值的1.1；

步驟S5，將步驟S4中除去CaF₂沉淀的廢水液流入到最終中和槽中，在最終中和槽中加入NaOH中和液，得到處理廢液；使處理廢液的pH調節(jié)為7.2，然后經(jīng)砂濾器排出，即完成不銹鋼鈍化清洗廢水的處理。

實施例2

一種利用電石廢渣處理不銹鋼鈍化清洗廢水的方法，包括以下步驟：

步驟S1，將不銹鋼鈍化清洗廢水匯入廢水調節(jié)池，再轉入到中和槽，通過計量泵在中和槽中加入液堿，使不銹鋼鈍化清洗廢水的pH值調節(jié)至9.5，得到堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水；

步驟S2，將步驟S1得到的堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水流入到澄清池中，通過計量泵加入堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水質量0.005‰的陽離子聚丙烯酰胺，使堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水中的Fe³⁺、Cr³⁺、Ni²⁺和Mn⁴⁺分別生成Fe(OH)₃、Cr(OH)₃、Ni(OH)₂和Mn(OH)₄沉淀而從水中分離出來，得到澄清廢液；Fe(OH)₃、Cr(OH)₃、Ni(OH)₂和Mn(OH)₄沉淀轉移至濃縮池中進行濃縮，然后將濃縮物在板框壓濾機進行擠壓后作資源回收處理；經(jīng)擠壓成型的濃縮物用作不銹鋼的冶煉原料；

步驟S3，將電石廢渣加水調配成30wt％的電石廢渣懸浮液；電石廢渣的成分包括：Ca(OH)₂；Ca(OH)₂的質量占電石廢渣質量的93％；

步驟S4，將步驟S2得到的分離后的澄清廢液轉移至氟化反應池中，通過控制氣動閥的開度和開關加入濃度為15wt％的鹽酸溶液后，再加入步驟S3得到的電石廢渣懸浮液，然后通過計量泵加入分離后的澄清廢液質量的0.6％的聚合氯化鋁，得到混合液，鹽酸溶液將混合液pH調節(jié)為5.5，并將混和液流入到斜板沉淀池中，使氟離子與鈣離子給合生成CaF₂沉淀而除去；CaF₂沉淀經(jīng)壓濾機濃縮后用作燒結建筑陶粒的原料；電石廢渣的添加量為鈣理論值的1.2；

步驟S5，將步驟S4中除去CaF₂沉淀的廢水液流入到最終中和槽中，在最終中和槽中加入HCl中和液，得到處理廢液；使處理廢液的pH調節(jié)為6.8，然后經(jīng)砂濾器排出，即完成不銹鋼鈍化清洗廢水的處理。

實施例3

一種利用電石廢渣處理不銹鋼鈍化清洗廢水的方法，包括以下步驟：

步驟S1，將不銹鋼鈍化清洗廢水匯入廢水調節(jié)池，再轉入到中和槽，通過計量泵在中和槽中加入液堿，使不銹鋼鈍化清洗廢水的pH值調節(jié)至9，得到堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水；

步驟S2，將步驟S1得到的堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水流入到澄清池中，通過計量泵加入堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水質量0.004‰的陽離子聚丙烯酰胺，使堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水中的Fe³⁺、Cr³⁺、Ni²⁺和Mn⁴⁺分別生成Fe(OH)₃、Cr(OH)₃、Ni(OH)₂和Mn(OH)₄沉淀而從水中分離出來，得到澄清廢液；Fe(OH)₃、Cr(OH)₃、Ni(OH)₂和Mn(OH)₄沉淀轉移至濃縮池中進行濃縮，然后將濃縮物在板框壓濾機進行擠壓后作資源回收處理；經(jīng)擠壓的濃縮物用作不銹鋼的冶煉原料；

步驟S3，將電石廢渣加水調配成22wt％的電石廢渣懸浮液；電石廢渣的成分包括Ca(OH)₂；Ca(OH)₂的質量占電石廢渣質量的94％；

步驟S4，將步驟S2得到的分離后的澄清廢液轉移至氟化反應池中，通過控制氣動閥的開度和開關加入濃度為13wt％的鹽酸溶液后，再加入步驟S3得到的電石廢渣懸浮液，然后通過計量泵加入分離后的澄清廢液質量的0.4％的聚合氯化鋁，得到混合液，鹽酸溶液將混合液pH調節(jié)為6.0，并將混和液流入到斜板沉淀池中，使氟離子與鈣離子給合生成CaF₂沉淀而除去；CaF₂沉淀經(jīng)壓濾機濃縮后用作燒結建筑陶粒的原料；電石廢渣的添加量為鈣理論值的1.3；

步驟S5，將步驟S4中除去CaF₂沉淀的廢水液流入到最終中和槽中，在最終中和槽中加入NaOH溶液和HCl溶液中和液，得到處理廢液；使處理廢液的pH調節(jié)為7.0，然后經(jīng)砂濾器排出，即完成不銹鋼鈍化清洗廢水的處理。

實施例4

一種利用電石廢渣處理不銹鋼鈍化清洗廢水的方法，包括以下步驟：

步驟S1，將不銹鋼鈍化清洗廢水匯入廢水調節(jié)池，再轉入到中和槽，通過計量泵在中和槽中加入液堿，使不銹鋼鈍化清洗廢水的pH值調節(jié)至8.3，得到堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水；

步驟S2，將步驟S1得到的堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水流入到澄清池中，通過計量泵加入堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水質量0.0035‰的陽離子聚丙烯酰胺，使堿調整后的不銹鋼鈍化清洗廢水中的Fe³⁺、Cr³⁺、Ni²⁺和Mn⁴⁺分別生成Fe(OH)₃、Cr(OH)₃、Ni(OH)₂和Mn(OH)₄沉淀而從水中分離出來，得到澄清廢液；Fe(OH)₃、Cr(OH)₃、Ni(OH)₂和Mn(OH)₄沉淀轉移至濃縮池中進行濃縮，然后將濃縮物在板框壓濾機進行擠壓后作資源回收處理；經(jīng)擠壓的濃縮物用作不銹鋼的冶煉原料；

步驟S3，將電石廢渣加水調配成25wt％的電石廢渣懸浮液；電石廢渣的成分包括Ca(OH)₂；Ca(OH)₂的質量占電石廢渣質量的95％；

步驟S4，將步驟S2得到的分離后的澄清廢液轉移至氟化反應池中，通過控制氣動閥的開度和開關加入濃度為12wt％的鹽酸溶液后，再加入步驟S3得到的電石廢渣懸浮液，然后通過計量泵加入分離后的澄清廢液質量的0.35％的聚合氯化鋁，得到混合液，鹽酸溶液將混合液pH調節(jié)為5.7，并將混和液流入到斜板沉淀池中，使氟離子與鈣離子給合生成CaF₂沉淀而除去；CaF₂沉淀經(jīng)壓濾機濃縮后用作燒結建筑陶粒的原料；電石廢渣的添加量為鈣理論值的1.4；

步驟S5，將步驟S4中除去CaF₂沉淀的廢水液流入到最終中和槽中，在最終中和槽中加入NaOH溶液中和液，得到處理廢液；使處理廢液的pH調節(jié)為7.1，然后經(jīng)砂濾器排出，即完成不銹鋼鈍化清洗廢水的處理。

實驗例1

對采用實施例1～4處理方法，經(jīng)砂濾器排出的廢液標記為樣品1～樣品4，對樣品1～樣品4的水質進行檢測，檢測結果如表1所示。檢測標準按GB8978-1996。

表1經(jīng)處理的廢液水質檢測結果

結果：采用實施例1～4處理方法，經(jīng)砂濾器排出的廢液的總鎘、總鉻、六價鉻、總鎳、懸浮液、五日生化需氧量、化學需氧量、氟化物、總有機碳含量均符合GB8978-1996檢測標準，并且均處于相當?shù)秃俊?/p>

結論：本申請結合電石廢渣量大、鈣含量高等優(yōu)點，針對石灰石處理不銹鋼鈍化清洗廢水的過程中產(chǎn)生的反應速率緩慢、石灰石利用率低、副產(chǎn)物量大的問題，提供了一種解決廢水處理過程環(huán)境污染和產(chǎn)品效率問題的方法，有效解決了固體廢棄物的二次再利用。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。