本发明涉及废水的处理领域，具体涉及一种利用电石废渣处理不锈钢钝化清洗废水的方法。
背景技术：
不锈钢材具有优异的耐蚀性、耐热性、机械强度、耐磨性、成形性、相容性等力学性能和化学性能，而且其外观精美、质量轻，在石油、化工、机械、造船、核电、军工、建筑等行业中获得广泛应用。不锈钢在生产过程中，要经过退火、正火、淬火、焊接等加工过程，表面会形成一层薄而致密的氧化膜，其主要成分中含有大量的氧化铬、氧化镍，会对产品的外观和后续加工产生不利影响，故在后续加工前必须采用酸洗、钝化、抛光等表面处理方法将其除去。
不锈钢表面处理方法以酸洗为主，由于氧化铬难溶于单一的酸中，因此通常使用硝酸、硫酸和氢氟酸混合酸进行酸洗过程，在此过程中，产生了大量含有F-、Cr3+、Fe3+、Fe2+和Ni2+的酸洗废水。传统方法采用石灰作为中和剂，使废水中的重金属离子转变成不溶的金属氢氧化物沉淀。目前有发展了一种在传统中和法基础上进行改进的污泥分段、分质中和新工艺。新工艺分为两段，首先用液碱(NaOH)替代石灰作为中和剂，将废水中的重金属离子转变成不溶的氢氧化物，同时加入絮凝剂使其沉淀，从而可将第一段的得到的铁、铬、镍沉淀物通过化学方法进行分离回收，或者将沉淀物回入金属冶炼中进行二次利用。第二段则投加氢氧化钙石灰乳除氟，得到氟化钙和硫酸钙的沉淀，而进行另外的处理。然而在此过程中，由于氢氧化钙在水中的溶解度有限，而且石灰粒子较粗，因此中和反应速度较慢，且易造成石灰粒子中心部没有参加反应而加大石灰用量，结果造成大量外运污泥必须处理。
电石废渣是采用电石法制造聚氯乙烯、醋酸乙烯时，由电石和水反应生成乙烯过程中产生的高pH细粒沉淀废弃物。其含Ca(OH)2的质量分数高达90％左右，pH在12～14以上，属于Ⅱ类工业固体废物。每生产1吨聚氯乙烯要排出电石废渣2吨多。过去电石废渣的处理方式主要是采用填埋方法为主。但长期填埋不仅需要占用大量的土地资源，还容易造成二次污染。由于电石废渣颗粒细腻，细粒状废渣和一些有机固体废弃物在适宜的温度和湿度下被微生物分解，会释放出有害气体和粉尘，会随风飘逸扩散到很远的地方，产生灰霾天气，造成大气的粉尘污染。目前电石废渣的再次利用主要是用以代替石灰石制水泥、生产生石灰用等，但随着我国基本建设规模的控制和对高耗能、高污染行业的限制，市场水泥的产量已严重过剩，许多水泥企业都处于停顿和下马的状态，用电石废渣代替石灰石制水泥的的渠道已经无法进行，因此必须为电石废渣寻求有效的处理途径。
中国专利CN201010294039.0公开了一种不锈钢酸洗废水处理及回用的方法，混酸废水流入一级中和槽，投加石灰中和调节pH至4.0～5.0，经一级中和槽中和后的废水流入二级中和槽，投加液碱中和，调节pH值为8.2～8.7，投加絮凝剂进行混凝反应，经混凝反应后的废水流入沉淀池进行泥水分离，污泥按常规废物外运处理。但是该专利的废水处理过程中大量使用了石灰，虽然石灰的价格便宜，但其溶解度低，只能以乳状液投加，而且石灰粒子较粗，中和反应速度较慢，易造成石灰粒子中心部没有参加反应而加大石灰用量，同时氟离子与钙离子反应生成的CaF2会包裹在氢氧化钙粒子表面，也使之不能被充分利用，故在操作时需增加石灰乳得投加量，这样即使废水pH值达到12时，也只能使氟离子浓度下将到15mg/L左右，这样一则增加了成本，二则加大了污泥的沉积量。
因此，结合电石废渣量大、钙含量高等优点，针对石灰石处理不锈钢钝化清洗废水的过程中产生的反应速率缓慢、石灰石利用率低、副产物量大的问题，需要提供一种解决废水处理过程环境污染和产品效率问题的方法，以有效解决固体废弃物的二次再利用。
技术实现要素：
本发明针对上述问题，提供一种利用电石废渣处理不锈钢钝化清洗废水的方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种利用电石废渣不锈钢钝化清洗废水的方法，包括以下步骤：
步骤S1，将不锈钢钝化清洗废水汇入废水调节池，再转入到中和槽，通过计量泵在中和槽中加入液碱，使不锈钢钝化清洗废水的pH值调节至8.5～9.5，得到碱调整后的不锈钢钝化清洗废水；
步骤S2，将步骤S1得到的碱调整后的不锈钢钝化清洗废水流入到澄清池中，通过计量泵加入阳离子聚丙烯酰胺，使碱调整后的不锈钢钝化清洗废水中的Fe3+、Cr3+、Ni2+和Mn4+分别生成Fe(OH)3、Cr(OH)3、Ni(OH)2和Mn(OH)4沉淀而从水中分离出来，得到澄清废液；
步骤S3，将电石废渣加水调配成15wt％～30wt％的电石废渣悬浮液；
步骤S4，将步骤S2得到的分离后的澄清废液转移至氟化反应池中，通过控制气动阀的开度和开关加入浓度为10wt％～15wt％的盐酸溶液，再加入步骤S3得到的电石废渣悬浮液，然后通过计量泵加入聚合氯化铝，并将混和液流入到沉淀池中，使氟离子与钙离子给合生成CaF2沉淀而除去；
步骤S5，将步骤S4中除去CaF2沉淀的废水液流入到最终中和槽中，在最终中和槽中加入中和液，得到处理废液；使处理废液的pH调节为6.8～7.2，然后经砂滤器排出，即完成不锈钢钝化清洗废水的处理。
现将石灰与电石废渣的成分进行对照：
石灰与电石废渣的化学成分表
由以上对照可看出，两者的钙含量相当，电石废渣主要成分也为Ca(OH)2，呈强碱性，因此完全可利用这一化学性质来代替石灰用作不锈钢钝化清洗废水的处理。而且消石灰的制备通常采用煅烧石灰石的方法制得，其煅烧之前的破碎比较粗糙，粒子较大，不能完全参加反应。而电石渣是电石水解获取乙炔气后的沉淀产物，由于受化学分散的作用，其颗粒细小，比表面积面积大，因此反应效率高，用量少，而且电石废渣中还含有较高的铝离子，和一定量的铁离子，其氢氧化物具有一定絮凝作用，可加快悬浮物的沉淀。因此采用电石废渣代替石灰用于不锈钢钝化清洗废水的处理，具有成本低，使用方便等特点，不仅可以节约废水处理成本，而且使电石废渣得到了综合利用，达到“以废治废”的目的，环境效益及经济效益显著。
进一步地，步骤S2中，阳离子聚丙烯酰胺的添加量为碱调整后的不锈钢钝化清洗废水质量的0.003‰～0.005‰。
进一步地，步骤S2中，Fe(OH)3、Cr(OH)3、Ni(OH)2和Mn(OH)4沉淀转移至浓缩池中进行浓缩，然后将浓缩物在板框压滤机进行挤压后作资源回收处理。
更进一步地，经挤压的浓缩物用作不锈钢的冶炼原料。
进一步地，步骤S3中，电石废渣的成分包括：Ca(OH)2。
更进一步地，Ca(OH)2的质量占电石废渣质量的90％以上。
进一步地，步骤S4中，盐酸溶液将混合液pH调节为：5～6。
进一步，步骤S4中，电石废渣的加入量为钙理论值的1.1～1.4倍。其中，电石废渣为步骤S4中电石废渣悬浮液中的有效固体成分。
进一步地，步骤S4中，聚合氯化铝的添加量为分离后的澄清废液质量的0.2％～0.6％。
进一步地，步骤S4中，CaF2沉淀经压滤机浓缩后用作烧结建筑陶粒的原料。
进一步地，步骤S5中，中和液为：NaOH溶液、HCl溶液中的任一种或两种。
本发明的优点是：
1.本发明采用电石废渣代替石灰用于不锈钢钝化清洗废水的处理，具有成本低，使用方便的优点，起到“以废治废”的作用，环境效益及经济效益显著；其中，电石废渣主要成分为Ca(OH)2，呈强碱性，并且表观形态为超细粉，可用以代替石灰用作不锈钢钝化清洗废水的处理，并且电石废渣中还含有较高的铝离子和一定量的铁离子，其氢氧化物具有絮凝作用的特点，可起到絮凝沉淀作用；
2.本发明对电石废渣进行二次再利用，解决了电石废渣占地面积大、会造成粉尘污染的问题，是一种环保高效的处理途径；
3.本发明针对不锈钢钝化清洗废水处理，将不锈钢钝化清洗废水中重金属污染物和氟污染物有效去除，并且得到的金属氢氧化物沉淀物可以作为不锈钢的冶炼原料，得到的氟化钙沉淀可以作为烧结建筑陶粒的原料，达到了“以废治废”的目的，环境效益及经济效益显著；
4.本发明利用电石废渣不锈钢钝化清洗废水的处理方法操作简便、生产高效，并且节能环保。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种利用电石废渣处理不锈钢钝化清洗废水的方法，包括以下步骤：
步骤S1，将不锈钢钝化清洗废水汇入废水调节池，再转入到中和槽，通过计量泵在中和槽中加入液碱，使不锈钢钝化清洗废水的pH值调节至8.5，得到碱调整后的不锈钢钝化清洗废水；
步骤S2，将步骤S1得到的碱调整后的不锈钢钝化清洗废水流入到澄清池中，通过计量泵加入碱调整后的不锈钢钝化清洗废水质量0.003‰的阳离子聚丙烯酰胺，使碱调整后的不锈钢钝化清洗废水中的Fe3+、Cr3+、Ni2+和Mn4+分别生成Fe(OH)3、Cr(OH)3、Ni(OH)2和Mn(OH)4沉淀而从水中分离出来，得到澄清废液；Fe(OH)3、Cr(OH)3、Ni(OH)2和Mn(OH)4沉淀转移至浓缩池中进行浓缩，然后将浓缩物在板框压滤机进行挤压后作资源回收处理；经挤压的浓缩物用作不锈钢的冶炼原料；
步骤S3，将电石废渣加水调配成15wt％的电石废渣悬浮液；电石废渣的成分包括Ca(OH)2；Ca(OH)2的质量占电石废渣质量的90％；
步骤S4，将步骤S2得到的分离后的澄清废液转移至氟化反应池中，通过控制气动阀的开度和开关加入浓度为10wt％的盐酸溶液后，再加入步骤S3得到的电石废渣悬浮液，然后通过计量泵加入分离后的澄清废液质量的0.2％的聚合氯化铝，得到混合液，盐酸溶液将混合液pH调节为5.0，将混和液流入到斜板沉淀池中，使氟离子与钙离子给合生成CaF2沉淀而除去；CaF2沉淀经压滤机浓缩后用作烧结建筑陶粒的原料；电石废渣的添加量为钙理论值的1.1；
步骤S5，将步骤S4中除去CaF2沉淀的废水液流入到最终中和槽中，在最终中和槽中加入NaOH中和液，得到处理废液；使处理废液的pH调节为7.2，然后经砂滤器排出，即完成不锈钢钝化清洗废水的处理。
实施例2
一种利用电石废渣处理不锈钢钝化清洗废水的方法，包括以下步骤：
步骤S1，将不锈钢钝化清洗废水汇入废水调节池，再转入到中和槽，通过计量泵在中和槽中加入液碱，使不锈钢钝化清洗废水的pH值调节至9.5，得到碱调整后的不锈钢钝化清洗废水；
步骤S2，将步骤S1得到的碱调整后的不锈钢钝化清洗废水流入到澄清池中，通过计量泵加入碱调整后的不锈钢钝化清洗废水质量0.005‰的阳离子聚丙烯酰胺，使碱调整后的不锈钢钝化清洗废水中的Fe3+、Cr3+、Ni2+和Mn4+分别生成Fe(OH)3、Cr(OH)3、Ni(OH)2和Mn(OH)4沉淀而从水中分离出来，得到澄清废液；Fe(OH)3、Cr(OH)3、Ni(OH)2和Mn(OH)4沉淀转移至浓缩池中进行浓缩，然后将浓缩物在板框压滤机进行挤压后作资源回收处理；经挤压成型的浓缩物用作不锈钢的冶炼原料；
步骤S3，将电石废渣加水调配成30wt％的电石废渣悬浮液；电石废渣的成分包括：Ca(OH)2；Ca(OH)2的质量占电石废渣质量的93％；
步骤S4，将步骤S2得到的分离后的澄清废液转移至氟化反应池中，通过控制气动阀的开度和开关加入浓度为15wt％的盐酸溶液后，再加入步骤S3得到的电石废渣悬浮液，然后通过计量泵加入分离后的澄清废液质量的0.6％的聚合氯化铝，得到混合液，盐酸溶液将混合液pH调节为5.5，并将混和液流入到斜板沉淀池中，使氟离子与钙离子给合生成CaF2沉淀而除去；CaF2沉淀经压滤机浓缩后用作烧结建筑陶粒的原料；电石废渣的添加量为钙理论值的1.2；
步骤S5，将步骤S4中除去CaF2沉淀的废水液流入到最终中和槽中，在最终中和槽中加入HCl中和液，得到处理废液；使处理废液的pH调节为6.8，然后经砂滤器排出，即完成不锈钢钝化清洗废水的处理。
实施例3
一种利用电石废渣处理不锈钢钝化清洗废水的方法，包括以下步骤：
步骤S1，将不锈钢钝化清洗废水汇入废水调节池，再转入到中和槽，通过计量泵在中和槽中加入液碱，使不锈钢钝化清洗废水的pH值调节至9，得到碱调整后的不锈钢钝化清洗废水；
步骤S2，将步骤S1得到的碱调整后的不锈钢钝化清洗废水流入到澄清池中，通过计量泵加入碱调整后的不锈钢钝化清洗废水质量0.004‰的阳离子聚丙烯酰胺，使碱调整后的不锈钢钝化清洗废水中的Fe3+、Cr3+、Ni2+和Mn4+分别生成Fe(OH)3、Cr(OH)3、Ni(OH)2和Mn(OH)4沉淀而从水中分离出来，得到澄清废液；Fe(OH)3、Cr(OH)3、Ni(OH)2和Mn(OH)4沉淀转移至浓缩池中进行浓缩，然后将浓缩物在板框压滤机进行挤压后作资源回收处理；经挤压的浓缩物用作不锈钢的冶炼原料；
步骤S3，将电石废渣加水调配成22wt％的电石废渣悬浮液；电石废渣的成分包括Ca(OH)2；Ca(OH)2的质量占电石废渣质量的94％；
步骤S4，将步骤S2得到的分离后的澄清废液转移至氟化反应池中，通过控制气动阀的开度和开关加入浓度为13wt％的盐酸溶液后，再加入步骤S3得到的电石废渣悬浮液，然后通过计量泵加入分离后的澄清废液质量的0.4％的聚合氯化铝，得到混合液，盐酸溶液将混合液pH调节为6.0，并将混和液流入到斜板沉淀池中，使氟离子与钙离子给合生成CaF2沉淀而除去；CaF2沉淀经压滤机浓缩后用作烧结建筑陶粒的原料；电石废渣的添加量为钙理论值的1.3；
步骤S5，将步骤S4中除去CaF2沉淀的废水液流入到最终中和槽中，在最终中和槽中加入NaOH溶液和HCl溶液中和液，得到处理废液；使处理废液的pH调节为7.0，然后经砂滤器排出，即完成不锈钢钝化清洗废水的处理。
实施例4
一种利用电石废渣处理不锈钢钝化清洗废水的方法，包括以下步骤：
步骤S1，将不锈钢钝化清洗废水汇入废水调节池，再转入到中和槽，通过计量泵在中和槽中加入液碱，使不锈钢钝化清洗废水的pH值调节至8.3，得到碱调整后的不锈钢钝化清洗废水；
步骤S2，将步骤S1得到的碱调整后的不锈钢钝化清洗废水流入到澄清池中，通过计量泵加入碱调整后的不锈钢钝化清洗废水质量0.0035‰的阳离子聚丙烯酰胺，使碱调整后的不锈钢钝化清洗废水中的Fe3+、Cr3+、Ni2+和Mn4+分别生成Fe(OH)3、Cr(OH)3、Ni(OH)2和Mn(OH)4沉淀而从水中分离出来，得到澄清废液；Fe(OH)3、Cr(OH)3、Ni(OH)2和Mn(OH)4沉淀转移至浓缩池中进行浓缩，然后将浓缩物在板框压滤机进行挤压后作资源回收处理；经挤压的浓缩物用作不锈钢的冶炼原料；
步骤S3，将电石废渣加水调配成25wt％的电石废渣悬浮液；电石废渣的成分包括Ca(OH)2；Ca(OH)2的质量占电石废渣质量的95％；
步骤S4，将步骤S2得到的分离后的澄清废液转移至氟化反应池中，通过控制气动阀的开度和开关加入浓度为12wt％的盐酸溶液后，再加入步骤S3得到的电石废渣悬浮液，然后通过计量泵加入分离后的澄清废液质量的0.35％的聚合氯化铝，得到混合液，盐酸溶液将混合液pH调节为5.7，并将混和液流入到斜板沉淀池中，使氟离子与钙离子给合生成CaF2沉淀而除去；CaF2沉淀经压滤机浓缩后用作烧结建筑陶粒的原料；电石废渣的添加量为钙理论值的1.4；
步骤S5，将步骤S4中除去CaF2沉淀的废水液流入到最终中和槽中，在最终中和槽中加入NaOH溶液中和液，得到处理废液；使处理废液的pH调节为7.1，然后经砂滤器排出，即完成不锈钢钝化清洗废水的处理。
实验例1
对采用实施例1～4处理方法，经砂滤器排出的废液标记为样品1～样品4，对样品1～样品4的水质进行检测，检测结果如表1所示。检测标准按GB8978-1996。
表1经处理的废液水质检测结果
结果：采用实施例1～4处理方法，经砂滤器排出的废液的总镉、总铬、六价铬、总镍、悬浮液、五日生化需氧量、化学需氧量、氟化物、总有机碳含量均符合GB8978-1996检测标准，并且均处于相当低含量。
结论：本申请结合电石废渣量大、钙含量高等优点，针对石灰石处理不锈钢钝化清洗废水的过程中产生的反应速率缓慢、石灰石利用率低、副产物量大的问题，提供了一种解决废水处理过程环境污染和产品效率问题的方法，有效解决了固体废弃物的二次再利用。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。