高濃度廢乳化液處置技術(shù)

吳衛(wèi)林，洪 駿，余 端，項(xiàng) 艷，胡長(zhǎng)江

（安徽浩悅環(huán)境科技有限責(zé)任公司，安徽合肥231145）

在鋼材制造及金屬精加工業(yè)需要用一定量的乳化液作為冷卻劑或潤(rùn)滑劑，這些乳化液失效后無法再用，只能報(bào)廢。報(bào)廢乳化液中含有大量的有害物質(zhì)，屬危險(xiǎn)廢物（HW09）[1]。不同企業(yè)產(chǎn)生的廢乳化液危險(xiǎn)成份不同，且種類繁多，處置難度較大。若無法及時(shí)處置，不僅給企業(yè)增加危險(xiǎn)廢物管理成本，更會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。

不同企業(yè)廢乳化液中的危險(xiǎn)成份雖然不同，但是主要含有懸浮物和油，要實(shí)現(xiàn)廢乳化液的高效處置，破乳除油是關(guān)鍵所在。由于廢乳化液的成分不同導(dǎo)致破乳條件不一。目前破乳方法主要有物理法（如加熱法、電場(chǎng)法、機(jī)械法），化學(xué)法（破乳劑法、絮凝沉淀破乳法）[2-3]，其中化學(xué)法破乳由于速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。本文通過研究得出合適的破乳劑以及最優(yōu)破乳條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)某廢乳化液的高效破乳，最終實(shí)現(xiàn)有效處置。

1 研究材料與方法

1.1 廢乳化液的水質(zhì)與來源

以安徽某工業(yè)企業(yè)使用后的廢乳化液作為研究對(duì)象，具體理化性質(zhì)數(shù)據(jù)見表1。

表1 安徽某企業(yè)的乳化液廢液成分表

1.2 主要儀器

WGZ-1A 濁度儀（上海昕瑞儀表有限公司）；DRB200 型COD 分析儀（美國(guó)哈希公司）；TU-雙光束紫外-可見分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）。

2 破乳工藝參數(shù)的確定

2.1 破乳劑的選擇

常用廢乳化液的破乳劑有聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚合硫酸鐵和硫酸亞鐵。本實(shí)驗(yàn)比較了這4 種破乳劑的處置效果，篩選出最佳破乳劑。

2.1.1 聚合氯化鋁對(duì)廢乳化液的處置效果研究

各取4 份300 mL 廢乳化液于500 mL 燒杯中，然后分別加入不同量（質(zhì)量百分比，下同）的聚合氯化鋁作為破乳劑，調(diào)節(jié)pH 值為9，測(cè)試破乳后的乳化液廢液理化參數(shù)，結(jié)果見表2。

表2 聚合氯化鋁破乳后廢乳化液的理化參數(shù)

2.1.2 硫酸鋁對(duì)廢乳化液的處置效果研究

各取4 份300 mL 廢乳化液于500 mL 燒杯中，然后分別加入不同量的硫酸鋁作為破乳劑，調(diào)節(jié)pH 值為9，測(cè)試破乳后的乳化液廢液理化參數(shù)，結(jié)果見表3。

表3 硫酸鋁破乳后廢乳化液的理化參數(shù)

2.1.3 聚合硫酸鐵對(duì)廢乳化液的處置效果研究

各取4 份300 mL 廢乳化液于500 mL 燒杯中，然后分別加入不同量的聚合硫酸鐵作為破乳劑，調(diào)節(jié)pH 值為9，測(cè)試破乳后的乳化液廢液理化參數(shù)，結(jié)果見表4。

表4 聚合硫酸鐵破乳后廢乳化液的理化參數(shù)

2.1.4 硫酸亞鐵對(duì)廢乳化液的處置效果研究

各取4 份300 mL 廢乳化液于500 mL 燒杯中，然后分別加入不同量的硫酸亞鐵作為破乳劑，調(diào)節(jié)pH 值為9，測(cè)試破乳后的乳化液廢液理化參數(shù)，結(jié)果見表5。

表5 硫酸亞鐵破乳后廢乳化液的理化參數(shù)

分析上述數(shù)據(jù)，可以得出鋁系破乳劑處置效果優(yōu)于鐵系，主要是鋁系的絮凝劑水解形成的絮體顆粒較大，吸附污染物后，絮體更易失穩(wěn)沉淀，使得廢乳化液處理效果較鐵系絮凝劑更好[4]。孫紅杰等[5]認(rèn)為，當(dāng)pH＞7 時(shí)鋁系絮凝劑效果優(yōu)于鐵系絮凝劑。

分析表2 和表3 數(shù)據(jù)得出，聚合氯化鋁處理廢乳化液的效果優(yōu)于硫酸鋁，這是由于二者破乳絮凝機(jī)理并無差異，但二者陰離子對(duì)于破乳的影響并不相同，在此條件下硫酸根離子相比氯離子更不利于破乳絮凝。

綜合成本考慮，本文擬選擇聚合氯化鋁作為破乳絮凝劑。

2.2 絮凝劑加入量對(duì)于破乳效果的影響

各取300 mL 廢乳化液置于500 mL 燒杯中，分別加入10 mL、15 mL、20 mL 的10%聚合氯化鋁（PAC）溶液，用NaOH 溶液調(diào)節(jié)pH 至9，攪拌10 min，觀察現(xiàn)象，過濾，檢測(cè)濾液，結(jié)果見表6。

付東等[6]認(rèn)為在聚合氯化鋁投加量較低時(shí)，由于難以形成絮體或絮體很小，比重和水接近而難以沉淀，故濁度去除率較低。隨著投加量的增加，絮體體積增加的同時(shí)也變得越來越密實(shí)，其沉降速度明顯加快，故出水濁度明顯下降。但是當(dāng)投加量達(dá)到一定程度后，多余的破乳絮凝劑離子會(huì)吸附于脫穩(wěn)顆粒表面，產(chǎn)生“膠體保護(hù)”作用，引起顆粒的重新穩(wěn)定，從而導(dǎo)致了出水濁度的去除率降低。因此加入適量的破乳絮凝劑才可以取得最佳的處置效果。從表6 可以得出，加入5‰的PAC 破乳絮凝效果最佳。

表6 加入不同量的絮凝劑破乳后廢乳化液的理化參數(shù)

2.3 不同pH 值對(duì)于聚合氯化鋁破乳絮凝的影響

各取300 mL 廢乳化液置于500 mL 燒杯中，用硫酸或氫氧化鈉調(diào)溶液pH 為3.5、5、7、9、10 時(shí)，加入15 mL 10%聚合氯化鋁（PAC）溶液，攪拌10 min，觀察現(xiàn)象，過濾，檢測(cè)濾液，結(jié)果見表7。

表7 不同pH 值下PAC 破乳后廢乳化液的理化參數(shù)

從表7 可以看出，廢乳化液破乳效果隨著pH 值增加，逐漸變好，但隨著pH 值增加到9 后，絮凝破乳效果下降。這主要是由于pH 值低時(shí)，鋁鹽的混凝作用主要是以吸附-電性中和為主；隨著pH 值的升高，絮凝作用以吸附架橋和網(wǎng)捕、卷掃作用為主；pH 值進(jìn)一步升高，發(fā)展成為電中性的聚合度極高難溶的氫氧化鋁，破乳絮凝效果下降[7]。

2.4 不同溫度對(duì)于聚合氯化鋁絮凝破乳的影響

各取300 mL 廢乳化液置于500 mL 燒杯中，分別加入15 mL 的10%聚合氯化鋁（PAC）溶液，用NaOH 調(diào)溶液pH 至9，攪拌10 min，分別保溫于20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，觀察現(xiàn)象，過濾，檢測(cè)濾液，結(jié)果見表8。

雖然溫度升高，反應(yīng)加快，凝聚分子擴(kuò)散速度增加，絮體生長(zhǎng)加快，同時(shí)水中分散相顆粒運(yùn)動(dòng)加劇，處理效果顯著提高。分析表8 的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，破乳絮凝的效果提升，但效果不明顯。綜合考慮成本，可以在常溫下破乳。

表8 不同溫度下PAC 破乳后廢乳化液的理化參數(shù)

3 結(jié)論

（1）安徽某企業(yè)產(chǎn)生的乳化液廢液最佳的破乳劑選擇聚合氯化鋁，最佳投入量為5‰，反應(yīng)pH 為9，溫度為常溫，反應(yīng)時(shí)間10 min。

（2）破乳后，廢乳化液的COD 去除效率為87.5%，SS 去除效率為99.3%，濁度的去除效率為99.8%，反應(yīng)迅速。