废乳化液处理.docx
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废乳化液处理
废乳化液
机械制造工业中，金属切削加工使用大量乳化液作为润滑冷却之用，乳化液经过一段时间使用后,就会变成废水排出。
乳化液中主要含有机油和表面活性剂，是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。
在机床切削使用的乳化液中为了提高乳化液的防锈性,还加入了亚硝酸钠等。
由于乳化剂都是表面活性剂，当它加入水中，使油与水的界面自由能大大降低，达到最低值，这时油便分散在水中。
同时表面活性剂还产生电离，使油珠液滴带有电荷，而且还吸附了一层水分子固定着不动,形成水化离子膜，而水中的反离子又吸附再其外表周围，分为不动的吸附层和可动的扩散层,形成双电层.这样使油珠外面包围着一层有弹性的、坚固的、带有同性电荷的水化离子膜，阻止了油珠液滴互相碰撞时可能的结合，使油珠能够得以长期地稳定在水中,成为白色的乳化液。
配制的乳化液pH值一般再8~9之间，有的甚至高达10~11.
乳化液废水水质如表1-1所示：
表1-1乳化液废水水质
名称
PH
SS（mg/L）
油（mg/L）
CODcr（mg/L）
某集团
905车间
8.17
22
11191
26251
914车间
8.21
16
4540.9
31336
54车间
8.50
33
8278.3
16562
乳化油的成分见表1-2:
表1-2乳化油的成分
序号
成分
常用物质名称
1
基础油
5号、7号、10号机油、蓖麻油、菜子油、豆油等。
2
乳化剂
阴离子表面活性剂:
油酸、高碳酸、蓖麻油、松香等的皂类；磺化油、石油磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等磺酸盐与硫酸脂类；高级醇磷酸酯二钠盐等磷酸脂类。
非离子型表面活性剂:
聚氧乙脂肪醇醚、司本（失水山梨醇与脂肪酸的脂类,如月桂酸脂、油酸脂等）、吐温（聚氧乙烯化的司本）等。
两性表面活性剂:
6503、6501清洗剂等。
3
防锈剂
碱类:
碳酸钠、三乙醇胺、苯乙醇胺等。
水溶性缓蚀剂:
亚硝酸钠、苯甲酸钠、磷酸三钠、硼砂、水玻璃等。
油溶性缓蚀剂:
石油磺酸钡、环烷酸锌、羊毛脂等。
4
防霉杀菌剂
苯酚、四氯酚、已基汞硫代水杨酸钠等。
5
稳定剂
三乙醇胺、乙醇、异丙醇等。
6
助溶剂
少量水与乙醇的混合物。
7
极压添加剂
氯化石腊、氯化硬脂酸等.酸性磷酸脂、磷酸三甲酚脂等、硫化脂肪油、硫化油酸、烷基硫化物等、二聚酸乙二脂单脂等.
8
消泡剂
乙醇和其他低级醇、聚醚型表面活性剂.
9
软水剂
无水碳酸钠、氢氧化钠等.
2.乳化液废水的处理
2.1乳化液废水处理原理
根据乳化液的性质，进行乳化液废水的处理需经过二个步骤：
破乳剂油；
（2）水质净化去除表面活性剂等物质。
破乳方法种类较多，有盐析法、乳酸法、凝聚法、顶替法、高压电法、吸附法等等。
一般常用的采用盐析凝聚混合法，现介绍如下
在乳化液中加入电解质，电解质的离子在乳化液中发生强烈的水化作用即争水作用，使乳化液中的自由水分子减少了,对油珠产生脱水作用，从而破坏了乳化液油珠的水化层，中和了油珠的电性，破坏了它的双电层结构，因而油珠失去了稳定性，产生凝聚现象（电解质一般分为二、三价的钙、镁、铝等盐类），其反应式如下：
2C17H33COONa+2MgCl2－→（C17H33COO）2Mg+2NaCl
油酸皂镁皂
2C17H33（OSO3Na）COONa+2CaCl2－→（C17H32）2（OSO3）2Ca（COO）2+4NaCl
磺化蓖麻油
2R－SO3Na+CaCl2－→[R－SO3]2Ca+2NaCl（R为烷基）
石油酸钠石油磺酸钙
加入混凝剂，则加快起到油水分离的目的。
在实际使用中，应注意调整水的pH值,将pH值调整为8.5较好。
四种破乳方法比较见表2-1：
表2-1四种破乳方法比较
方法
药剂名称
投药量
处理后水质
沉渣
油质
优缺点
盐析法
氯化钙
氯化镁
硫酸钙
硫酸镁
氯化钠
二价药为1.5﹪~2.5﹪
一价药为3﹪~5﹪
清晰透明，含油量20~40mg/L耗氧量2000mg/L。
絮状沉渣很少
棕黄色,清亮
油质好，便于再生，投药量最高，水中含盐量最大。
凝聚法
聚合氯化铝明矾
0.4﹪~1﹪
清晰透明,含油量15~50mg/L,耗氧量2000mg/L。
絮状沉渣很少
粘胶状及絮状
投药量少，一般工厂适用；油质较差,粘厚、水分多,再生困难。
混合法
综合盐析法和凝聚法的任何一种药剂
投盐0.3﹪~0.8﹪
凝聚剂0.3﹪~0.5﹪
清晰透明,含油量20~40mg/L,耗氧量2000mg/L。
絮状沉渣很少
稀糊状
投药量中等，破乳能力强，适应性广，对难于破乳的乳化液尤为适宜。
酸化法
废硫酸废盐酸和石灰
约为废水6﹪
清澈透明,含油量20mg/L以下,耗氧量低于其他方法。
约为10﹪左右
棕红色,清亮.
水质好，含油量低，还可以废治废，但沉渣多。
我们经过多次实验筛选,配制出高效破乳絮凝剂,在工程实践中被广泛应用,见表2-2所示：
表2-2破乳试验结果表
试验方法
精工3号
美孚切削油
日石EC－50
嘉陵、建设用的乳化液
混凝剂法：
1号高效破乳剂
投量大，没破乳。
投量大，没破乳。
搅拌后马上出现矾花，破乳效果好。
搅拌后马上出现矾花,破乳效果好。
酸析法：
先加硫酸将样品pH值调到2，然后加碱调至7,投加1号高效破乳剂.
（1）pH值调到7后,无矾花产生；
（2）加破乳剂搅拌后,产生矾花；（3）破乳效果好。
（1）pH值调到7后,无矾花产生；
（2）加破乳剂搅拌后,产生矾花；（3）破乳效果好.
结论
酸析法破乳
酸析法破乳
混凝剂法
混凝剂法
2.2处理工艺流程选择及设备
图2-1原乳化液处理机处理工艺流程图
上述处理工艺流程中存在以下问题:
a.由于乳化液中油、SS、COD含量较高,一级气浮只能除去大部分油、SS、COD,残留的部分只能靠石英砂滤罐、两级活性炭吸附来保证出水达标,因此石英砂滤罐及两级活性炭滤罐负荷较重,造成经常反冲和活性炭很快饱和失去吸附作用需要更换的情况发生。
b.气浮设备进气未设自控装置，靠人工调整，很难达到良好的气浮效果，工人操作难度大。
c.三个滤罐需经常反冲洗，阀门多，操作繁杂，很难掌握，出水不能保证。
针对上述问题，我们设计了一种新型乳化液处理机，采用了新的处理工艺，解决了上述存在的问题，其处理工艺流程图如图2-2所示:
图2-2新型乳化液处理机处理工艺流程图
a.采用两极气浮处理,能将SS、油在气浮处理阶段内完成达标,去除绝大部分CODcr值（COD值在70～170mg/L范围内）,残留的少量CODcr值只需一级活性炭滤罐处理,就能达到国家排放标准。
因此,活性炭使用时间长（可达一年）,并不经常反冲（半个月一次）。
b.省去了一级石英砂滤罐,使处理工艺流程简便。
c.原水泵采用潜水泵,保证泵能随时启动。
d.气浮器1、气浮器2均采用自动控制,不需人工管理,能达到最佳气浮效果,电磁阀采用不锈钢材料,专利产品,使气浮效果更好。
该设备于1996年5月起分别用在重庆某（集团）股份有限公司发动机车间乳化液废水处理、905车间乳化液处理、914车间乳化液处理、54车间乳化液处理,效果良好,见表2-3.
表2-3乳化液废水处理效果（监测数据）
名称
PH值
SS（mg/L）
油（mg/L）
CODcr（mg/L）
原水
发动机车间
905车间
914车间
54车间
8.0
8.17
8.21
8.50
630
22
16
33
70
11191
4540.9
8278.3
830
26251
31336
16562
出水
发动机车间
905车间
914车间
54车间
8.3
7.73
7.54
8.10
13
12
8
21.9
3.1
2.4
1.4
0.67
18.4
9.6
25.6
79.7
国标
6～9
70
10
100
备注
采用的JR-2型系列一体化乳化液废水处理机、1号高效破乳絮凝剂
运行费用如表2-4所示:
表2-4乳化液废水运行费用表
废水量（m3/h）
电耗
药耗
合计（元）
运行费（元/m3）
耗量（KW）
金额（元）
耗量
金额（元）
2.00
2.00
0.80
4.80
5.60
2.80
JR-2型乳化液处理机:
由反应箱、二级气浮系统、二级活性炭过滤系统、加药系统、电控系统、楼梯六个部分组成。
反应箱:
A×B×L=1500×1000×800（mm）,V有效=0.96m3,t=28.8min,内设搅拌机,N=0.55KW；
加药系统:
Φ×H=580×930（mm）,V有效=0.43m3；配有两台加药泵CDL2-20及搅拌机,N=0.37KW
二级气浮系统:
Φ×H=1.00×1.25（m）,Q=2m3/h接触室上升流速Vc=10mm/S,气浮分离速度Vs=2.0mm/S,分离室停留时间10min,R=30﹪,水
压力0.25～0.3MPa，设出水调节装置；
溶气泵:
32FPD15Z,Q=3.6m3/h,P=3.5-4.5kgf/cm2,N=2.2KW；
活性炭过滤系统：
Φ×H=0.80×2.00（m）,配有过滤泵CDL2-20；
设备外形尺寸:
L×B×H=4400×2200×2100（㎜）,Q=2m3/h装机容量:
4.5KW。
3.结论
3.1采用JR型系列一体化乳化液废水处理机和1号高效破乳絮凝剂处理乳化液废水是可行的,并且由于处理效果好,设备自动化,运行成本低,确保出水水质达标等,具有极大的推广应用价值。
3.2破乳方法及破乳剂、絮凝剂对不同的乳化液废水是不同的,用户在处理该类废水时应先优选破乳剂及絮凝剂做小样实验,为正确选用处理设备、设施打下基础。
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