閆思敏 白栓栓

摘 要：乳化液廢水中，油與水的界面自由能最低，油與水的親和力最強(qiáng)，液體內(nèi)部產(chǎn)生電離，油珠外表面形成電荷層，并吸附水分子層后形成水化離子膜，與其所帶電荷相反的離子再吸附于水分子外表面形成擴(kuò)散層，這樣的水化離子膜具有彈性并帶有同性電荷，即使油珠相互碰撞，也不能結(jié)合在一起，使水中油的成分穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：切削液乳化液；礦物油；乳化劑

1 乳化劑的主要來(lái)源

乳化液主要用于水壓機(jī)和車絲機(jī)工作過(guò)程中所使用的冷卻或潤(rùn)滑液，這其中以水壓機(jī)的打壓液為主，雖然車絲機(jī)的切削液用量不大（成分與水壓機(jī)的打壓液相近），但已被絲扣油污染，所以也需要廢液處理。在制造石油鋼管的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，對(duì)金屬切削設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p耗，因此在此工段使用乳化液，由于其潤(rùn)滑及冷卻作用，設(shè)備損耗率大大降低。乳化液可以循環(huán)使用，一定周期后，排放至廢水收集區(qū)域跟其它廢水經(jīng)過(guò)處理后再外排或回用。

2 乳化液的主要成分

乳化液是用礦物油、乳化劑及添加劑混合配制好的乳化油稀釋而成。為了使油水能夠混合，所以需要加入適量的乳化液。 乳化液中主要含有機(jī)油和表面活性劑，是由有機(jī)油加水稀釋后再加入乳化劑配置的，三者比例是根據(jù)需要來(lái)確定的。由于乳化液中的主要成分是乳化劑，而乳化劑主要由表面活性劑組成，其分子包含極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)。極性基團(tuán)可溶于水，非極性基團(tuán)可溶于油，所以乳化劑起到了水與油相互交融的作用。其原理為：乳化液廢水中，油與水的界面自由能最低，油與水的親和力最強(qiáng)，液體內(nèi)部產(chǎn)生電離，油珠外表面形成電荷層，并吸附水分子層后形成水化離子膜，與其所帶電荷相反的例子再吸附于水分子外表面形成擴(kuò)散層，這樣的水化離子膜具有彈性并帶有同性電荷，即使油珠相互碰撞，也不能結(jié)合在一起，使水中油的成分穩(wěn)定。當(dāng)在水中加入油后，乳化劑分子將水與油連接起來(lái)形成水離子化膜，使油水能均勻的分布，形成白色乳化液。乳化液中由于乳化油的濃度不同，形成的乳化液有不同的用途：低濃度乳化液常常用于削磨或粗加工，此類乳化液適用于清洗及冷卻；高濃度乳化液由于潤(rùn)滑效果好用于精加工。如需要更高的潤(rùn)滑性能，通常在乳化液中加入一些非金屬，如氯、磷等極壓添加劑，制成極壓乳化液。

本設(shè)計(jì)中使用的乳化液為Quaker Chemical公司提供的半合成型乳化液，其主要由礦物油（15%）、邊界潤(rùn)滑劑、防銹添加劑、消泡劑（10%）、乳化劑（35%）、水（40%）組成。乳化液中還會(huì)含有一定量的芳香劑、殺菌劑等，這些含量非常少。

3 設(shè)計(jì)的乳化液處理水排放標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào)項(xiàng)目名稱控制指標(biāo)注

（1）SS ≤200mg/l

（2）COD ≤150mg/l

（3）BOD ≤60mg/l

（4）石油類 ≤10mg/l

4 處理工藝簡(jiǎn)介

（1）去油方法

對(duì)于漂浮在水面上的油類，采用帶式除油器處理。其主要組成結(jié)構(gòu)：特種吸油帶、刮板和傳動(dòng)裝置。將除油器放置隔油池中，開(kāi)啟設(shè)備，傳動(dòng)裝置帶動(dòng)吸油帶轉(zhuǎn)動(dòng)，將浮油吸附后將油提出，經(jīng)刮板去油，吸油帶清凈后重新由傳動(dòng)裝置帶回隔油池繼續(xù)工作，掛去的油收集到桶中，根據(jù)生產(chǎn)工藝需要進(jìn)行再利用。除油器將油水快速分離，隔油池中處理后的水進(jìn)入調(diào)節(jié)池深化處理，使后續(xù)工藝簡(jiǎn)單化。

（2）破乳方法

乳化液有機(jī)污染主要來(lái)自于乳化油和乳化劑以及相應(yīng)的化學(xué)添加劑，其COD較高，而這些COD又形成乳化狀和水分子相互結(jié)合，因此乳化液水處理最主要的就是破乳將油水分離，破乳方法種類較多，有鹽析法、乳酸法、凝聚法、頂替法、高壓電法、吸附法等等。本次設(shè)計(jì)采用酸析法和鹽析法聯(lián)合處理。

乳化液中加入氯化鐵破乳，氯化鐵在水中電解產(chǎn)生電解質(zhì)離子，在這一過(guò)程中發(fā)生爭(zhēng)水作用，大大減少了廢液中的自由水分子，破壞了水油平衡，瓦解了雙電層結(jié)構(gòu)使油水分層，在電解質(zhì)的作用下產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象。加入混凝劑，則加快起到油水分離的目的。本設(shè)計(jì)采用氯化鐵作為破乳和絮凝劑，3價(jià)鐵鹽優(yōu)點(diǎn)在于破乳能力強(qiáng)，分離速度快。使用時(shí)將氯化鐵濃度調(diào)節(jié)為5%～30%，通過(guò)計(jì)量泵添加，具體添加量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試定。加入混凝劑，則加快起到油水分離的目的。

（3）沉淀氣浮分離

破乳后的乳化油廢水呈渾濁狀態(tài)，在氯化鐵鹽電荷的作用下有細(xì)小的絮凝體，再次添加PAM形成大的絮凝體，經(jīng)過(guò)斜管沉底及氣浮工藝，重力部分沉淀到設(shè)備底部的污泥槽，輕質(zhì)部分上浮到氣浮區(qū)域進(jìn)行分離，本次設(shè)計(jì)為壓力溶氣氣浮。

5 MBR處理技術(shù)

通過(guò)沉淀氣浮、雙氧水氧化分解、二次沉淀氣浮處理后，油類、金屬離子類、P等達(dá)到了國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，但COD還需要二次生化處理，本次使用的MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)介紹如下。

廢水進(jìn)入一體化廢水處理設(shè)備反應(yīng)箱，加入酸調(diào)節(jié)PH值到5～6，加氯化鐵破乳，加入PAM加速混凝后進(jìn)行泥水分離，達(dá)到除油和去除部分有機(jī)物的目的，出水進(jìn)入有機(jī)物分解變性池，同時(shí)加入雙氧水并進(jìn)行攪拌，待反應(yīng)完全后進(jìn)入生化調(diào)節(jié)池。本設(shè)計(jì)最終處理工藝采用膜生物處理技術(shù)（MBR），這一處理技術(shù)適用于中水回用處理，即本設(shè)計(jì)流程。膜生物處理裝置放置于MBR池中，預(yù)處理后的水經(jīng)過(guò)水解酸化活性污泥法處理，自流進(jìn)入MBR池，通過(guò)膜分離單元將清水抽走。膜生物反應(yīng)器易于一體化，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理方便。

6 結(jié)論

經(jīng)過(guò)本工藝處理，出水的水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，符合出水要求。處理系統(tǒng)從調(diào)試完畢至今運(yùn)行穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]李新冬，黃萬(wàn)撫.廢乳化液處理技術(shù)研究[J].中國(guó)資源綜合利用，2009（12）.