乳化液廢水處理

廢水危害：廢乳化液的主要化學(xué)成分包括水、基礎(chǔ)油,表面活性劑、防銹添加劑以及抗y化劑等各種助劑類，絕大多數(shù)對(duì)于皮膚、血液、神經(jīng)、內(nèi)臟甚至骨骼系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生不同程度的化學(xué)傷害。

乳化液中主要含有機(jī)油和表面活性劑，是用乳化油根據(jù)需要用水稀釋再加入乳化劑配制而成的。缺氧池出水進(jìn)入接觸氧化池，接觸氧化工藝采用固定式生物填料作為微生物的載體，曝氣系統(tǒng)為反應(yīng)器中的微生物供氧。由于乳化劑都是表面活性劑，當(dāng)它加入水中，使油與水的界面自由能大大降低，達(dá)到d值，這時(shí)油便分散在水中。同時(shí)表面活性劑還產(chǎn)生電離，使油珠液帶有電荷，而且還吸附了一層水分子固定著不動(dòng)，形成水化離子膜，而水中的反離子又吸附再其外表周圍，分為不動(dòng)的吸附層和可動(dòng)的擴(kuò)散層，形成雙電層。這樣使油珠外面包圍著一層有彈性的、堅(jiān)固的、帶有同性電荷的水化離子膜，阻止了油珠液滴互相碰撞時(shí)可能的結(jié)合，使油珠能夠得以長期地穩(wěn)定在水中，成為白色的乳化液。配制的乳化液PH值一般在8-9之間，有的甚至高達(dá)10-11。

乳化液廢水經(jīng)收集，進(jìn)入隔油池，目的在于分離去除水中的浮油；隔油池出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，主要調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量。調(diào)節(jié)池經(jīng)泵提升進(jìn)入破乳池，攪拌并加入破乳劑反應(yīng)，將乳化態(tài)的油類脫穩(wěn),出水至氣浮池，通過加藥與溶氣使懸浮物上浮，以除去水中懸浮物。

氣浮池出水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池。乳化液廢水處理設(shè)備以及含油污水處理設(shè)備的維護(hù)問題都不難，并且在使用的時(shí)候維護(hù)的難度也不大，也會(huì)很方便。厭氧反應(yīng)池是利用厭y菌的作用，去除廢水中的難降解有機(jī)物。厭氧池出水進(jìn)入缺氧池，達(dá)到去除有機(jī)物及總氮的目的。缺氧池出水進(jìn)入接觸氧化池，接觸氧化工藝采用固定式生物填料作為微生物的載體，曝氣系統(tǒng)為反應(yīng)器中的微生物供氧?？朔藨腋』钚晕勰嘁子诹魇У娜秉c(diǎn)，能保持很高的生物量。

接觸氧化池出水進(jìn)入AC反應(yīng)池。AC反應(yīng)池是利用活性炭（AC）將水中有機(jī)物吸附在活性炭表面，再通過絮凝沉淀達(dá)到進(jìn)一步去除有機(jī)物的效果。AC沉淀池出水進(jìn)入排水池。排水池主要是調(diào)節(jié)pH，以保證達(dá)到出水達(dá)標(biāo)要求。

破乳池、氣浮池、接觸氧化池、沉淀池產(chǎn)生的剩余污泥，進(jìn)入污泥濃縮池；污泥由污泥泵提升進(jìn)入污泥脫水機(jī)房進(jìn)行濃縮脫水，脫水后的泥餅定期外運(yùn)處理。

乳化液廢水的處理技術(shù)

目前處理乳化液廢水主要采用化學(xué)混凝法、共凝聚氣浮法、電凝聚法、g級(jí)氧化法、超濾法、生化組合工藝，其中g(shù)凝聚氣浮法、電凝聚法是在化學(xué)混凝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，g級(jí)氧化法、超濾法則分別使用水處理中的g級(jí)氧化技術(shù)與膜技術(shù)，生化組合工藝是在上述方法基礎(chǔ)上結(jié)合生化處理發(fā)展起來的，現(xiàn)對(duì)它們?cè)谌榛簭U水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀分別進(jìn)行介紹。由于自清洗效果差，導(dǎo)致過濾濾芯使用壽命短，乳化液更換頻率高，運(yùn)行使用成本高。

乳化液廢水的特性

1.1 乳化液的形成

乳化液中添加了大量表面活性劑，降低了體系的表面自由能，且表面活性劑分子在油-水界面定向吸附并形成界面膜，阻止了油滴間的相互碰撞變大，使油滴能長期穩(wěn)定地存在于水中。經(jīng)過對(duì)上述工藝的分析比較及乳化液處理的小型試驗(yàn)結(jié)果，本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，本項(xiàng)目選擇如下處理工藝。因此，處理乳化液廢水時(shí)必須破壞其穩(wěn)定性，設(shè)法消除或減弱表面活性劑穩(wěn)定乳化液的能力，以實(shí)現(xiàn)油水分離。

1.2 乳化液廢水特點(diǎn)

乳化液廢水作為一種難處理的工業(yè)廢水，化學(xué)穩(wěn)定性及污染負(fù)荷極高。因?yàn)檫@些工廠可以用廢酸,達(dá)到破乳目的,又可有效地利用eF帶,因?yàn)镕e(oH)2和Fe(oH)3是很好的混凝物質(zhì)。相關(guān)資料顯示，乳化液廢水中油質(zhì)量濃度高達(dá)15 000 ~20 000 mg/L，COD 達(dá) 18 000~35 000 mg/L，BOD 達(dá)5 000~10 000 mg/L。為改善乳化液的性能，還加入大量添加劑，如油性添加劑、極壓添加劑、防銹添加劑、防霉添加劑、抗泡沫添加劑等，使得乳化液成分極為復(fù)雜，處理難度加大。

2 乳化液廢水的處理技術(shù)

目前處理乳化液廢水主要采用化學(xué)混凝法、共凝聚氣浮法、電凝聚法、g級(jí)氧化法、超濾法、生化組合工藝，其中g(shù)凝聚氣浮法、電凝聚法是在化學(xué)混凝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，g級(jí)氧化法、超濾法則分別使用水處理中的g級(jí)氧化技術(shù)與膜技術(shù)，生化組合工藝是在上述方法基礎(chǔ)上結(jié)合生化處理發(fā)展起來的，現(xiàn)對(duì)它們?cè)谌榛簭U水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀分別進(jìn)行介紹。周連成等指出極板間距過大、電流密度過大、電解時(shí)間過長是導(dǎo)致電解法破乳失敗的原因，并提出極板間距8~15mm、電流密度0。

2.1 化學(xué)混凝法

化學(xué)混凝法是處理乳化液廢水的傳統(tǒng)方法，即向乳化液廢水中投加化學(xué)混凝劑，一方面發(fā)生水解反應(yīng)生成膠體吸附油珠，另一方面發(fā)生聚合作用形成不同程度的大分子聚合物，通過吸附絮凝、架橋作用脫除油滴，達(dá)到破乳目的，實(shí)現(xiàn)油水分離。

在早期化學(xué)混凝法處理乳化液廢水的研究中，常用到無機(jī)混凝劑，如硫酸鐵、硫酸鋁等，但由于傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑效果不理想，近年來出現(xiàn)了很多無機(jī)高分子混凝劑的應(yīng)用與研究。超濾膜分離法具有去除效率高，出水效果好的優(yōu)點(diǎn)，具體分為有機(jī)超濾膜分離法和無機(jī)超濾膜分離法。吳克明等采用水玻璃和硫酸制成聚硅硫酸鋁復(fù)合型混凝劑,對(duì)濁度為 10 910 NTU 、油為3 446 mg/L、COD 為21 006 mg/L 的高濃度乳化液廢水進(jìn)行處理，相應(yīng)去除率分別達(dá) 99.9%、99.7%、99.5%。張建鵬等使用復(fù)合聚鋁鐵混凝劑處理乳化液廢水，不僅取得良好的破乳效果， CODCr 和油的平均去除率分別達(dá)90%、99%以上，而且混凝出水具有較高的生化性。林永增等將以酸洗廢液為原料制備的聚合氯化鋁（PAC）應(yīng)用于二次冷軋乳化廢液的處理，COD 去除率可達(dá)到95%以上，達(dá)到以廢治廢的目的。

此外，有機(jī)混凝劑在乳化液廢水處理中也有一定應(yīng)用。但時(shí)間稍長污泥淤積情況再次發(fā)生，為了從根本上解決進(jìn)水管堵塞問題，在沉淀池進(jìn)水管底部，增加一壓縮空氣管道，空氣管末端設(shè)置空氣擴(kuò)散器，通過壓縮空氣定時(shí)對(duì)水槽進(jìn)行疏通。李正要等選用有機(jī)破乳劑SYS 和聚合氯化鋁聯(lián)合破乳對(duì)某鋼鐵公司油質(zhì)量濃度6 200 mg/L、 COD 為34 000 mg/L 的冷軋乳化液廢水進(jìn)行處理，二級(jí)破乳后油去除率達(dá)99.58%，COD 去除率為 97.79%，取得十分理想的效果。

2.2 共凝聚氣浮法

共凝聚氣浮法是在化學(xué)混凝的基礎(chǔ)上，與氣浮工藝相結(jié)合產(chǎn)生的一種方法。ShuLi將超聲波技術(shù)用于超濾法處理乳化液廢水，不僅大大提高污染物去除率，而且可提高膜通量、減少膜污染。由于化學(xué)混凝后生成的大粒徑油滴和絮粒狀物質(zhì)可與氣浮機(jī)產(chǎn)生的微氣泡碰撞黏附，形成更大粒徑的帶氣絮體，因此其去除效果較混凝沉淀法顯著，對(duì)pH、水溫、污染物質(zhì)負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，投藥量少、反應(yīng)時(shí)間短。

目前對(duì)共凝聚氣浮處理乳化液廢水的研究國外進(jìn)行得較詳細(xì)。乳化液應(yīng)注意日常的維護(hù)與管理，要定期對(duì)水質(zhì)、系統(tǒng)清潔度和系統(tǒng)液量進(jìn)行檢測(cè)。A. I. Zouboulis 等使用共凝聚氣浮法處理含有正辛烷的模擬乳化液廢水。研究結(jié)果表明，該方法的主要影響因素包括絮凝劑投加量、初始 pH、化學(xué)添加劑（如破乳劑）濃度、浮選捕集劑濃度及循環(huán)比。在實(shí)驗(yàn)j條件下處理初始油質(zhì)量濃度 500 mg/L 的模擬乳化液廢水，95%的乳化油得到分離。K. Bensadok 等發(fā)現(xiàn)在常規(guī)破乳法COD 去除率不高的情況下，聯(lián)合使用溶氣氣浮法后出水COD 較原工藝減少29%，濁度減少71%。

對(duì)共凝聚氣浮處理乳化液廢水的研究也取得較好成果。超濾膜的研制最早是從有機(jī)膜開始的，早在60年代初就研制出醋酸纖維素膜，這種膜耐PH值范圍為3~10，最g工作溫度~40OC，穩(wěn)定性較好，通量較大，清洗周期一般為5~10天，膜的壽命較長。曹福等采用聚合氯化鋁鐵（PAFC）對(duì)乳化液廢水進(jìn)行共凝聚氣浮處理，當(dāng)PAFC 為1 g/L 時(shí)，濁度去除率達(dá)98%以上。許芝等采用共凝聚氣浮破乳吸附法處理乳化液廢水，在投加PAC、 PAM 的基礎(chǔ)上，將具有一定吸附能力的污水處理廠剩余污泥投加到乳化液廢水中，發(fā)現(xiàn)污泥投加量為 15 g/L 時(shí)，對(duì)COD 具有處理效果佳，廢水COD 可由處理前的5 000~20 800 mg/L 降至處理后的75 mg/L，處理效果達(dá)到國家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 電凝聚法

電凝聚法以可溶性金屬作電極，在電場(chǎng)作用下金屬失去電子被氧化，生成氫氧化物膠體，利用吸附和凝聚作用及電解過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)油污的去除。(2)廢水成分復(fù)雜且變化大經(jīng)長期監(jiān)測(cè)乳化液來水成分極為復(fù)雜，COD波動(dòng)大，需要系統(tǒng)能夠很大靈活性。由于該方法能極大減少混凝藥劑的使用量且處理效果好，極具應(yīng)用前景。通常電極材料不同，電凝聚機(jī)理也有所不同。以金屬為陽極、惰性材料為陰極時(shí)，電解過程會(huì)產(chǎn)生金屬膠體，電極反應(yīng)的作用表現(xiàn)在還原脫色、電化學(xué)作用、混凝作用、吸附作用等，其研究材料以鐵屑和焦炭為主。陳依蘭等利用轉(zhuǎn)動(dòng)式電凝聚破乳技術(shù)處理金屬加工乳化液，對(duì)油、COD 的去除率為59.9%、28.5%以上，且可使原水B/C 從0.21 提高到0.32。

以金屬作陰、陽電極時(shí)，通常會(huì)加入NaCl，電極反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生金屬膠體、強(qiáng)氧化劑l氣和次氯酸鹽，可發(fā)揮混凝作用、吸附作用、氣浮作用及氧化與還原作用等。01×10-2A/cm2的條件下采用電混凝法處理乳化液，并與投加AlCl3或Al2（SO4）3的化學(xué)混凝法進(jìn)行對(duì)比。P. Ca觡izares 等以鋁為電極，在極板間距 9 mm，電流密度1.01×10-2 A/cm2 的條件下采用電混凝法處理乳化液，并與投加AlCl3 或Al2（SO4）3 的化學(xué)混凝法進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明2 種方法的效果與給藥量無關(guān)，而與水中鋁離子的濃度和pH 有關(guān)，在佳zpH 5~9 下，COD 去除率較高。吳克明等以鋁板為電極，為防止鈍化采用定時(shí)倒極并投加NaCl 處理乳化液廢水，利用反應(yīng)產(chǎn)生的l氣和次氯酸鹽氧化乳化液廢水中的有機(jī)物，利用電解過程產(chǎn)生的鋁絡(luò)合離子和氫氧化鋁對(duì)有機(jī)物和懸浮物進(jìn)行去除。結(jié)果表明該方法對(duì)濁度、油、COD 的去除率很高，分別達(dá)到99.1%、98.6%、99.3%。

有研究者對(duì)電凝聚法設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了討論。3、汽化技術(shù)處理機(jī)加工乳化液廢水在進(jìn)行機(jī)械加工乳化液廢水處理時(shí)需要考慮到很多的方面。對(duì)于外接電源供電形式，有研究表明交流電的混凝效果比直流電更好，且頻率控制在60 Hz 時(shí)具有更高的經(jīng)濟(jì)適宜性。周連成等指出極板間距過大、電流密度過大、電解時(shí)間過長是導(dǎo)致電解法破乳失敗的原因，并提出極板間距8 ~15 mm、電流密度 0.004~0.006 A/cm2、電解時(shí)間40~50 min 的j運(yùn)行條件。曹福等以鋁板為電極并投加NaCl 處理軋鋼乳化液廢水，試驗(yàn)中pH＝6、電流密度為0.004A/cm2、時(shí)間為40 min、NaCl 為1.25 g/L、極板間距為1 cm 時(shí)， COD 去除率高達(dá)99.5%，取得較好的處理效果。

2.4 g級(jí)氧化法

采用g級(jí)氧化法處理乳化液廢水是基于·OH的強(qiáng)氧化性，這方面研究以Fenton 氧化為主。排出的水經(jīng)檢驗(yàn)，視水質(zhì)情況決定排除方向：如果水質(zhì)較好，則進(jìn)入后續(xù)砂濾和2級(jí)活性炭過濾器后，達(dá)標(biāo)排放。A. C. S. C. Teixeira 等使用Fenton 和光助Fenton 法對(duì)含有不同濃度PDMAS （ 一種氨基有機(jī)硅高聚物）的乳化液廢水進(jìn)行處理，通過對(duì)COD、硝s鹽、鐵及亞鐵離子的分析，表明PDMAS 在氧化過程中被去除，這主要得益于乳化液中的表面活性劑被降解，使得PAMAS 能進(jìn)一步聚集以及·OH 的作用。M. A. Tony 等的研究結(jié)果也表明光助Fenton 法對(duì)乳化含油廢水有很好的處理效果，不僅能有效去除 COD、油，還可顯著改善乳化廢水水質(zhì)。為減少 Fenton 氧化中亞鐵的使用量，唐文偉等采用以 H2O2 替代部分或全部空氣的濕式過氧化q氧化工藝處理乳化液廢水，顯著降低了亞鐵投加量，150℃、進(jìn)水COD 50 540 mg/L 時(shí)，去除率達(dá)82.4%。李春程結(jié)合微電解和Fenton 法處理乳化液廢水，j運(yùn)行條件下COD 去除率可達(dá)97.16%。

乳化液廢水處理裝置

　　 傳統(tǒng)采用化學(xué)法進(jìn)行破乳，即加藥——?dú)飧　^濾工藝：由于在常溫常壓下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)難以即時(shí)和充分，加之乳化液采用的表面活性劑不盡相同，采用的藥劑也難以使油滴脫穩(wěn)，因此，采用化學(xué)法破乳，必然有一定的局限性和不可靠性。酸化,石灰(氫y化鈉)法,用機(jī)床加工金屬另件時(shí),常常要用乳化液。同時(shí)由于管理維修量較大，處理費(fèi)用較高，在乳化含油量變化時(shí)，也難以達(dá)標(biāo)。

一、電解法破乳的機(jī)理

　　該裝置采用鐵板作電極材料，反應(yīng)槽材料為聚b烯。電解反應(yīng)如下：

　　由于電解時(shí)生成羥自由基·OH氧化性極強(qiáng)，可有效破壞油滴的表面張力σ值，使油滴脫穩(wěn)；首先乳化液應(yīng)置放在室內(nèi)或有擋陽的地方，溫度應(yīng)保持在2℃～27℃，貯液箱上要加蓋，以防灰塵等雜質(zhì)落入，影響使用質(zhì)量。帶正電膠體的Fe(OH)2和Fe(OH)3也中和油滴表面所帶的負(fù)電荷，降低電勢(shì)，壓縮雙電層，在脈沖電流起到切割作用下，促使油滴脫穩(wěn)，使油水分離，小油滴集聚上??；同時(shí)由于電解時(shí)所產(chǎn)生的氫氣泡直徑為20μm，氧氣泡直徑為20-60μm遠(yuǎn)小于化學(xué)氣浮法的氣泡直徑80μm，因此破乳去除率較高．實(shí)踐證明，當(dāng)含乳油量＞3000mg/L，適當(dāng)降低板間電壓值，提高板間電流值，進(jìn)行破乳效果十分理想。

　　電解破乳時(shí)，應(yīng)調(diào)整PH=7,乳化油去除率＞95%，PH值高于或低于7時(shí)，去除率稍有降低?！　?duì)于有機(jī)廢水，在直流脈沖電壓電流的壓縮和切割下，進(jìn)行氧化還原，絮凝的電化學(xué)反應(yīng)，大大削減COD值，一般一次處理即可達(dá)標(biāo)。乳化液循環(huán)使用的妙招乳化液循環(huán)應(yīng)用系統(tǒng)可以使產(chǎn)線上大批量的乳化液可重復(fù)循環(huán)使用，無需更換，而且系統(tǒng)全自動(dòng)模塊化控制，大大的節(jié)省人工成本，為企業(yè)解決了極大的難題。若含b酚有機(jī)酸類，作為預(yù)處理，再生化處理，可取得事半功倍的效果。