劉年蘭

（1.廣東綠由工業(yè)棄置廢物回收處理有限公司，廣東 廣州 511466；2.廣東綠由環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，廣東 廣州 511450）

1 引言

機(jī)械制造工業(yè)中，金屬切削加工使用大量乳化液作為潤滑劑和冷卻劑，乳化液經(jīng)過一段時(shí)間使用后，就會(huì)變成廢水排出。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。在機(jī)床切削使用的乳化液中為了提高乳化液的防銹性，還加入了亞硝酸鈉等成分。

基于本文所研究廢水的特殊性，若采用原工藝，則存在處理效率較低且成本過高的問題，因此需要研究適用的處理工藝，以使排放水的指標(biāo)能符合公司內(nèi)部的污水綜合處理系統(tǒng)。

2 廢乳化液處理的工藝確定

本文研究的廢乳化液呈乳白色，上面覆蓋一層油質(zhì)物，呈穩(wěn)定狀態(tài)，pH值均呈中性，COD值約為32 600 mg／L，屬于高濃度有機(jī)廢水，需經(jīng)過前端預(yù)處理方可進(jìn)入公司的SBR系統(tǒng)。原有的廢乳液預(yù)處理工藝流程見圖1，經(jīng)過研究表明，原預(yù)處理工藝不適用于本批廢液，因此亟待研發(fā)新的處理工藝。

圖1 原有的廢乳液預(yù)處理工藝流程

2.1 廢乳液預(yù)處理實(shí)驗(yàn)

通過乳液的破乳試驗(yàn)，待乳液分層后進(jìn)行進(jìn)一步的處理，油層進(jìn)行回收利用，絮凝層可用于焚燒，澄清液進(jìn)入SBR處理系統(tǒng)，經(jīng)過該系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。

2.1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)樣品為機(jī)械加工產(chǎn)生的廢乳液，為水包油（O／W）型。試驗(yàn)材料為LY8和LY9（此兩種藥劑均為實(shí)驗(yàn)室自配的復(fù)合藥劑）；片堿。實(shí)驗(yàn)器材為原子吸收分光光度計(jì)；多頭磁力攪拌器；精密電子天平；電熱恒溫干燥箱。

2.1.2 試驗(yàn)方法

取200mL廢乳液于燒杯中，放于多頭磁力攪拌器上加熱，用溫度計(jì)測定溫度，加熱至設(shè)定的溫度時(shí)停止加熱，分別加入LY8、LY9，攪拌同時(shí)用秒表記錄攪拌時(shí)間，攪拌停止后，水浴冷卻至室溫，觀察絮凝現(xiàn)象。然后再將溶液用濾紙過濾，取濾出液測定水質(zhì)指標(biāo)。

通過該試驗(yàn)表明，采用投加藥劑之前進(jìn)行加熱，加熱的溫度控制在45℃左右即可，選擇PAC和稀硫酸進(jìn)行破乳，加藥順序?yàn)長Y8、LY9，隨后再進(jìn)行中和反應(yīng)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.2.1 試驗(yàn)條件優(yōu)化

通過破乳劑比例試驗(yàn)、破乳劑用量試驗(yàn)、攪拌時(shí)間試驗(yàn)和破乳溫度試驗(yàn)等確定出破乳試驗(yàn)最佳條件為：LY8∶LY9＝3.3∶1，其用量分別為2.0g／m3和0.6g／m3，攪拌時(shí)間為10min，破乳溫度為45℃。

2.2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在各條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行破乳的正交試驗(yàn)，采用L9（34）正交表，取四因素三水平安排正交試驗(yàn)見表1，正交試驗(yàn)安排見表2，將污泥干重作為考察指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。其中K1為因素A、B、C、D的第一水平所在的試驗(yàn)中考察指標(biāo)：污泥干重之和；K2為因素A、B、C、D的第二水平所在的試驗(yàn)中考察指標(biāo)：污泥干重之和；K3為因素A、B、C、D的第三水平所在的試驗(yàn)中考察指標(biāo)：污泥干重之和。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的四因素三水平

正交試驗(yàn)結(jié)果的曲線見圖2。

從以上分析可以看出各因素對污泥干重的影響按大小次序是A＞D＞B＞C；獲得最佳最佳破乳結(jié)果的處理方案是A3B3C1D2，即破乳溫度45℃，攪拌時(shí)間10min，LY82kg／m3，LY90.6kg／m3。正交試驗(yàn)結(jié)果與優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果相一致。

圖2 各次試驗(yàn)的濾出水COD值

破乳后的廢乳液分為3層，其中最上層為油層，可經(jīng)提煉后回收利用；中間的浮渣通過打撈后，再進(jìn)行壓濾，最后可采用焚燒進(jìn)行處理，或者作為有機(jī)肥的原料；下層的清水由于各個(gè)指標(biāo)都符合SBR工藝，可以進(jìn)入綜合污水處理系統(tǒng)，進(jìn)行進(jìn)一步的無害化污水處理，并達(dá)標(biāo)排放。

表2 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 數(shù)據(jù)結(jié)果分析（濾出水COD）

3 工藝和設(shè)備的改造

3.1 改造

原工藝為兩級單線反應(yīng)，經(jīng)試驗(yàn)證明，混合液經(jīng)過一級氣浮即可達(dá)到兩級氣浮的效果，因此不需經(jīng)過兩級氣浮，節(jié)省了能耗，可將二級氣浮的設(shè)備用于一級氣浮的備用裝備，以提高工作效率，增加污水處理量。改造后的工藝流程見圖3。

圖3 改造后的工藝流程

3.2 改造后效果分析

所需藥劑量在10%的PAC5mL／200mL和6mL／200mL之間，即2.0kg／t的 LY8用量；LY9用量為0.6L／t；NaOH 用量為0.6kg／t；即：根據(jù)實(shí)驗(yàn)室自配藥劑的構(gòu)成以及現(xiàn)階段的藥劑市場價(jià)格，可以計(jì)算出處理1t廢乳化液的藥劑成本為4.99元。

4 結(jié)語

機(jī)械加工中產(chǎn)生的廢乳液屬于高濃度有機(jī)廢水，具有較強(qiáng)的表面活性，如直接排放到自然水域，勢必對環(huán)境造成極大的負(fù)面影響。本文通過研究各種藥劑的投加比例以及反應(yīng)的外界條件，從而確定破乳工藝，攻克了該種廢液前期處理的難點(diǎn)，為后續(xù)的進(jìn)一步處理奠定了基礎(chǔ)。該處理工藝可以應(yīng)用到廢乳液產(chǎn)生廠區(qū)內(nèi)部，其投資小，環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

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