機械加工高濃度乳化液破乳及凈化技術

方凌平

摘 要：隨著技術的提高，乳化液的穩(wěn)定性越來越高，越來越難破乳。本文概括、分析了當前主流的乳化液破乳和后續(xù)凈化技術，分析各個技術的優(yōu)缺點，希望為后續(xù)工程應用提供參考。

關鍵詞：機械加工;含油廢水;乳化液;破乳;凈化處理

在機械加工工業(yè)，尤其是汽車配件加工企業(yè)的切削、研磨等加工過程中，乳化液被普遍使用。在使用過程時，乳化液發(fā)生不同程度的酸敗，性能降低，因此要定期更換新的乳化液。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，這種含油污水的排放量與日俱增。廢乳化液含有大量的乳化油，乳化油濃度高達10000-100000mg/L.污水COD濃度高達20000-400000mg/L，并且廢水中含有表面活性劑、防腐劑、清洗劑、強酸堿、鹽分、重金屬等雜質，對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞，必須加以治理。

目前，我國對機械加工中排放的高濃度、乳化嚴重的含油廢水仍沒有得到很好地處理。主要是由于隨著技術的提高，乳化液的穩(wěn)定性越來越高，越來越難破乳。乳化液廢水處理破乳方法有藥劑破乳法、混凝氣浮法、膜處理法等。經過破乳后的污水還是成分復雜，高鹽分、高COD，B/C比在0.1-0.2之間，可生化性差。要想徹底去除降解污染物，后續(xù)還需采取的凈化技術有芬頓法、蒸發(fā)濃縮法、生化法等。

1、乳化液破乳技術

1.1藥劑破乳法

藥劑破乳法是指向廢水中投加破乳劑，降低油水界面能，改變界面膜特性，使界面膜變薄，從而利于油滴的集聚，達到破乳的目的。藥劑破乳又分為鹽析法、酸化法、凝聚法、混合法等。

（1）鹽析法：鹽析法是通過投加鹽類電解質，破壞油珠的水化膜，壓縮油粒與水界面處的雙電層的厚度，使油粒脫穩(wěn)。單純鹽析法投藥量大，聚析速度慢，停留時間長，對有表面活性劑的乳狀液處理效果不好。但由于操作簡單、費用低，使用較多，常作為初級處理。常用的電解質有氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉、硫酸鈣、硫酸鎂等。

（2）酸化法：酸化法是向廢水中投加硫酸、鹽酸、醋酸或環(huán)烷酸等，破壞乳化液油珠的界膜，使脂肪酸皂變?yōu)橹舅岱蛛x出來。采用酸化法對于穩(wěn)定性較高的乳化液作用有限，需要和芬頓試劑等配合使用。

（3）凝聚法：凝聚法是指向廢水中投加絮凝劑，利用絮凝物質的架橋作用，使微粒油珠結合成為聚合體。常用的絮凝劑有明礬、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、硫酸亞鐵、聚合硅酸鋁鐵等。還有針對性較好的高分子聚合物，利用其分子量較高，化學結構獨特，破乳時同時發(fā)揮離子間吸附橋架和電中和作用，將廢水中的乳化油凝聚而分離。李正要[1]等對某鋼鐵公司COD濃度達到34000mg/L，含油量為6200 mg/L的乳化液廢水應用聚合氯化鋁與有機破乳劑SYS進行聯合破乳，取得了良好的處理效果，破乳后COD去除率達97.8%，石油類的去除率可達99.6%。

1.2混凝氣浮法

由于乳化液廢水成分復雜，氣浮法往往需要化學凝聚法相結合，實現高效破乳?；瘜W凝聚處理使乳化液廢水中的油滴聚集，形成絮狀物。這些物質可與氣浮機產生的微氣泡碰撞粘附，形成更大粒徑的帶氣絮體?；炷?氣浮結合工藝的去除效果較單純的混凝沉淀法效果更顯著。K.BensasoK[2]等采用常規(guī)破乳-氣浮結合工藝處理乳化液廢水，對COD和濁度的去除較普通常規(guī)破乳法分別高29%和71%。

1.3膜處理法

對于乳化液的油水分離主要使用超濾膜，其分離原理一般認為是篩分過程。當液體混合物在一定壓力下流經膜表面時，小分子溶質透過膜，而大分子油類物質則被截留，使原液中大分子濃度逐漸提高，從而實現油水的分離、凈化的目的。超濾膜對含油廢水的處理效果和膜使用壽命與乳化液的性質相關。

2、乳化液后續(xù)凈化處理技術

2.1芬頓法

Fenton法處理乳化液屬于高級氧化處理方法。Fenton試劑對乳化液的處理包括對有機物的氧化和混凝兩種。對有機物的氧化作用是指H2O2與Fe2+作用，生成具有極強氧化能力的羥基自由基·OH而進行的游離基反應，而反應生成的Fe（OH）3膠體具有絮凝、吸附功能，也可以去除水中部分有機物。高蓓蕾等[3]采用fenton氧化處理乳化液廢水，COD可去除90%以上。但是由于處理費用較高，一直不能夠被推廣。將芬頓與生化污水處理工藝相結合，利用芬頓改善乳化液的可生化性，再用生化處理系統(tǒng)進行大批量的處理，直接降低運行費用，達到較好的處理效果。

2.2蒸發(fā)濃縮法

乳化液破乳后的鹽分和污染物濃度都非常高，但是水量較小。將乳化液使用機械式蒸汽再壓縮技術（MVR）進行蒸發(fā)。在技術上簡單易操作，出水可以穩(wěn)定達標排放。缺點是設備投資較大，運行成本較高。

2.3生化法

乳化液廢水的可生化性不高，B/C比一般低于0.2，為難生物降解的有機廢水。好氧生物處理工藝直接處理乳化液廢水往往達不到最理想的處理效果，若要能對乳化液進行高效處理，首先考慮改善乳化液的可生化性。乳化液可以通過水解酸化將其中難生物降解的有機物轉變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物，提高乳化液廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理。通過實際工程測試，水解酸化可以大幅提高可生化性，應用水解酸化+好氧生物處理乳化液廢水，COD去除率穩(wěn)定95%以上，滿足排放標準。

3、結語

由于破乳劑的穩(wěn)定性越來越好，因此發(fā)展高分子絮凝劑進行針對性的處理是破乳技術主要的發(fā)展方向。而后續(xù)凈化技術主要的發(fā)展方向應該是處理成本較低的生化法。

參考文獻

[1]李正要，宋存義，汪莉。冷軋乳化液廢水處理方法及應用[J].環(huán)境工程，2008，26（3）：48-57.

[2]Bensadok K，Bellcacem M，Nezzal G.Treatment of cutting oil/water emulsion by coupling coagulation and dissolved air flotation [J].Desali-naiton，2007 206（1/2/3）：440-448.

[3]高蓓蕾.Fenton試劑在乳化液廢水處理中的應用[J].污染防治技術，2007，20（6）：19-21.