机加工工厂、冷轧工厂乳化液废水处理

乳化液的应用及乳化液废水处理乳化液广泛应用于金属加工行业，而含有乳化液的废水一直是污染严重却又未能的到有效处理。

文中就乳化液废水处理工程实例简要介绍乳化液废水的处理技术。

1.概述国内机加工行业大量使用切削冷却润滑液（乳化液），其废弃液一直是严重污染环境而未能有效解决的难题。

以往国内废液的处理和研究，主要针对油基础类切削废液，重点解决COD和油的综合排放。

但是单一的处理存在但是单一的处理，既存在处理技术工艺方面的问题，又存在处理费用过高等方面的问题，使各种处理技术及设备均难以充分发挥应有的作用和效益。

随着水基类切削液使用的普及率不断提高，原有处理技术更难以适应新型废液处理的需求。

据有关部门统计，沈阳市每年机械加工行业使用的切削原液为２０００多ｔ，平均按１：１５稀释后工作液为３００００多ｔ，扣除自然消耗和特殊加工等消耗每年至少产出２００００多ｔ废液。

这些废切削液大多数未经处置就以各种渠道直接排放入自然界中。

而废液中含有油、化学添加剂等有害物质，ＣＯＤ指标较高，这些有害物将对水资源造成污染和破坏。

它不同于烟尘，粉尘和噪声等污染被人们所直接认识，但它对环境和人身健康的危害是很大的。

2.乳化废液的来源及危害2.1主要来源金属及其合金材料在加工成各种机械零部件过程中都需要使用各种润滑剂。

无屑成型过程使用的润滑剂叫金属成型润滑剂，有屑成型过程使用的润滑剂称为切削润滑剂。

金属加工润滑剂分为油基型和水基型２大类。

油基型润滑剂是以矿物油、动植物油或２者的混合物为主加入各种添加剂形成的。

水基型润滑剂包括可溶性油、半合成液和合成液３种。

可溶性油（又称乳化液）是由矿物油（或植物油）、水、乳化剂、添加剂组成的乳状液。

其废液处理比较困难，常造成许多问题。

本文提及的乳化液实际指的就是可溶性油（乳化液、半合成液和合成液）。

产废的主要行业是机加工行业，涉及的行业包括机电、机加、泵业、汽车加工、冶金、锻造、和铸造。

2.2主要有害成分及危害性金属加工过程中使用的乳状液形成的润滑剂（可溶性油）主要成分包括油、乳化剂和添加剂。

切削液以水为主体，但产生的废液中含有废皂液、乳化油水、烃水混合物、乳化液（膏）、切削剂、冷却剂、润滑剂、拔丝剂等有害物，而且在使用过程中由于细菌作用会发生腐败，所以它的毒性和污染性大大增加。

不同润滑剂乳状液情况差异很大，一般属于含有机物和油多、ＣＯＤ值和ＢＯＤ值均大的废水，而且废水中含有金属屑、砂粒等多种污垢，会严重污染水源。

因此，切削废液贮存与处置不当，将严重威胁市民的身体健康，影响城市形象和环境。

3.设计的乳化液处理水排放标准经检测，各生产单位排放乳化液水质及依据《建设项目环境影响报告表》，处理后水质指标要达到《辽宁省污水排放标准》（ＤＢ２１－６０－８９）中二级新、扩、改排放浓度标准，具体指标见表１。

表1 乳化液进水水质及处理后要求达标值（单位：mg/L）污染物名称处理前水质处理后达标值COD Cr9000～12000 ≤100BOD5—≤60SS ——动植物油≤12000 ≤104.破乳技术简介在多数情况下，人们希望制备的乳状液保持稳定，但有时却希望乳状液不稳定，能够破乳而使油水分离。

常用的破乳方法可分为物理机械法、物理化学法和电力作用法３类。

4.1物理机械方法（１）电沉降法：主要用于ＷＯ型乳状液，在电场作用下，使作为内相的水珠聚结。

（２）超声波法：超声波是常用的一种形成乳状液时的搅拌手段，但当其强度不大时又可以发生破乳。

（３）加热法：加热提高温度，增加分子的热运动有利于液珠的聚结，外相粘度降低，从而降低了乳状液的稳定性，容易破乳。

(４）强制过滤法：是让乳状液通过过滤板，利用滤板将乳液珠滴的界面膜剌破使其内相聚结而破乳的方法。

这种方法可用于含油洗涤废水的处理。

（５）静置上浮或沉降分离法：乳状液在静置过程中由于分散相和连续相相对密度不同，ＯＷ型乳状液中的分散相通常发生上浮，而ＷＯ型乳状液中的分散相珠滴有沉降的倾向。

直径１０ｕｍ的油滴在水中上浮的速度大约２ｃｍｈ，因此长时间静置可以达到使油在水中上浮分离的目的。

乳状液中油滴越大，使用静置的方法分离越容易。

（６）离心分离法：离心分离法比单纯利用重力作用的静置法使乳状液内、外相分离要快得多。

用离心方法可把较大的油滴分离，但要把细小的油滴全部分离则还不够经济。

（７）加压空气上浮法：是向装有ＯＷ型乳状液的容器中鼓入加压的空气泡，使分散油滴吸附在微小的空气泡上，利用气泡的上浮把油滴从乳状液中分离出来。

这种方法被广泛用于含油废水的处理。

（８）降低粘度法：一般提高乳状液外相粘度有利乳状液保持稳定，相反设法降低乳状液外相粘度则有利于破乳。

4.2物理化学方法（１）加无机酸法：当使用肥皂作乳化剂时，分散相液滴表面带有负电荷，在这类乳状液中加入无机酸，可使肥皂（脂肪酸盐）转化成电中性的不溶性脂肪酸使界面膜破坏而破乳。

（２）加无机盐法：高价离子无机盐如硫酸铁、硫酸亚铁、水合氯化铝都是常用的破乳剂。

通常ＯＷ型乳状液的分散液滴都带有负电荷，含有高价金属离子的无机盐有强烈的电性中和作用，使带电的液滴失去电荷，在碰撞中容易聚结。

含Ａl３＋、Ｆｅ３＋等高价离子的无机盐在水中发生水解形成凝胶，有很强的吸咐凝聚作用，分散的液滴被吸附到这些凝胶体表面，变得容易聚沉。

(３）高分子絮凝剂：与上述Ｆｅ３＋、Ａl３＋离子在水中水解形成的凝胶一样，聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺水溶性高分子絮凝剂在水中形成的凝胶对乳状液中带电液滴也可起到电性中和和凝聚作用而使液滴从乳状液中分离出来。

高分子絮凝剂不一定必须带有电荷，它们对分散相的液滴有吸附“架桥”作用，把多个液滴联在一起就会引起聚沉分离。

（４）加入表面活性剂使ＨＬＢ值改变：当乳化物与乳化剂的ＨＬＢ值相匹配时形成的乳状液能保持稳定，而在乳状液中加入远离乳化物所需ＨＬＢ值的乳化剂时将使乳状液变得不稳定。

如用ＨＬＢ值低的亲油性乳化剂配制的ＷＯ型乳状液中加入ＨＬＢ值高的亲水性乳化剂，或相反在用ＨＬＢ值高的亲水性乳化剂配制的ＯＷ型乳状液中加入ＨＬＢ值低的亲油性乳化剂都有促进乳状液破坏的作用。

（５）破坏乳化剂的界面活性作用。

采用有方法有：①使表面活性剂溶解；②使表面活性剂分解；③形成不活化的复合物；④使乳化液脱离相接面。

5.乳化液处理工艺选择及流程5.1常用工艺目前国内常用的乳化液处理工艺有：（1）物化+生化见流程框图1，该法适用于乳化液浓度低，水量大的场所。

优点是运行费用低，出水水质好。

缺点是一次性投资较高，运行管理复杂，对人员要求较高。

絮凝剂图1 物化+生化处理流程框图（2）物化+吸附见流程框图2，该法适用于大多数乳化液。

优点是适用性强，操作简便；缺点是活性炭在吸附饱和后需更换，导致运行成本增加。

图2 物化+吸附处理流程框图（3）物化+膜过滤装置见流程框图3，该法是目前国内新兴的一种工艺，适用于大部分乳化液，优点是出水水质好，管理方便；缺点是一次性投资大，浓缩液与反洗水难处理，膜孔易堵塞。

5.2工艺选择经过对上述工艺的分析比较及乳化液处理的小型试验结果（见表２），本着经济实用的原则，本项目选择如下处理工艺，其流程见图４。

该工艺既能保证出水效果，同时与其他工艺相比，一次投资最少，日常维护管理也最为简便。

表2 乳化液处理小型试验表处理器种类 COD(mg/L) 去除率（%）油水分离器进水 9000 20出水 7200 气浮机 进水 7200 75.5出水 400 砂滤罐 进水 400 2.2出水 200进水 200图3 物化+膜过滤装置处理流程框图不合格水图4 工艺流程方框图乳化液不定期由排污企业集中收集后放入调节池，达到一定数量后进行处理。

处理前做乳化液的破乳实验，确定加药品种和加药量，之后进行处理。

首先，废乳化液经提升进入油水分离器，如果所收集乳化液含有浮油，则在此处理。

油水分离器出水经投加破乳剂后进入气浮装置，在此被破乳后的废水经絮凝后，随气浮系统产生的微小气泡上升成为浮渣，气浮出水一部分进入溶气泵水源，回流至气浮系统，另一部分经气浮出水管排出排出的水经检验，视水质情况决定排除方向：如果水质较好，则进入后续砂滤和２级活性炭过滤器后，达标排放；如果水质不好，则回流至中间水池（与调节池合建，分格），待调节池乳化液处理完后，将其做为废水再次进行上述过程的处理。

浮渣经刮渣、排渣装置进入密封储罐后，利用空压机产生的压缩空气将浮渣打入板框压滤机进行脱水。

板框压滤机有液压自紧装置，减轻了劳作强度，提高了工作效率。

同时降低了浮渣含水率，减少了外运污泥量，降低了运行费用。

6.工艺设计6.1预处理部分（１）格栅井１座，规格为１．５ｍ×１．０ｍ×１．５ｍ，钢筋砼结构格栅井内装设人工清渣格栅，栅条间隙为５ｍｍ，可以有效去除原水中可能存在的大块杂质和飘浮物。

栅渣定期清淘外运。

格栅规格为Ｈ×Ｂ＝０．８ｃｍ×０．６ｃｍ，材质为不锈钢。

（２）调节池：规格４ｍ×３ｍ×２ｍ，有效容积２０ｍ３，钢筋砼结构。

有效调节时间１０ｈ。

池内设潜水污水泵向油水分离器输水，泵参数为：流量２ｍ３ｈ，扬程８ｍ，功率０．５ｋＷ，数量２台（一用一备）。

（３）油水分离器：处理量２ｍ３ｈ，扬程８ｍ，高度２２００ｍｍ，直径５９０ｍｍ，功率０．５ｋＷ。

，数量１台。

6.2破乳处理部分由于乳化剂的类型不同，需要选择不同的破乳剂进行破乳。

（１）药品配置：溶药桶容积１１０Ｌ，材质为ＰＥ，数量４台（３个气搅拌，１个机械搅拌）。

（２）计量泵：流量为２３Ｌｈ，共４台。

6.3气浮装置气浮装置１台，处理量为２ｍ３ｈ，溶气方式。

6.4活性炭过滤装置过滤装置１个，处理量２ｍ３ｈ，材质为ＰＥ玻璃钢。

6.5砂滤装置砂滤装置１个，处理量２ｍ３ｈ，材质为ＰＥ玻璃钢。

6.6浮渣储池浮渣储池１座，规格为２ｍ×１．５ｍ×１．５ｍ，有效容积４．２ｍ３，钢筋砼结构，有效调节时间为一个月。

6.7板框压滤机板框压滤机１台，过滤面积２０ｍ２，液压压紧。

整套处理装置的主要设备（略）。

7.运行效果及经济效益分析含乳化液废水经上述工艺处理后，出水可达标排放。

处理系统从调试完毕至今运行稳定。

按日处理１６ｔ废水计算，则直接运行费用如下：总装机容量为３．３７ｋＷ，汽浮机和提升泵２４ｈ工作，空压机和板框压滤机５ｈ工作，则日耗电量６９．１５ｋＷｈ，按０．６０元ｋＷ?ｈ计，则吨水电费为１．３８元。