劉 杰，闞宗友，周利衛(wèi)

（西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶401326）

0 前言

鋁加工廢乳液來(lái)源于金屬加工中的軋制、切削等加工過(guò)程[1]。由于乳液具有低導(dǎo)熱、高潤(rùn)滑的特點(diǎn)，用其可以減少軋件與輥面的摩擦，從而提高軋制產(chǎn)品的質(zhì)量。由于軋機(jī)所使用的液壓油、潤(rùn)滑油的粘度低于軋制油，它們會(huì)不斷泄漏到乳液系統(tǒng)，影響系統(tǒng)的平衡，尤其是對(duì)疏水粘度和pH值的影響很大。潤(rùn)滑油中含的P、S 以及細(xì)菌會(huì)導(dǎo)致乳液pH 值下降， 嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致乳液酸敗。因此，日常必須加強(qiáng)撇油，將浮油撇除。鋁加工企業(yè)在實(shí)際運(yùn)行中，隨著乳液使用時(shí)間的增加，需要通過(guò)撇油和置換來(lái)保證乳液作為潤(rùn)滑劑的穩(wěn)定性，從而就產(chǎn)生了廢乳液。廢乳液處理一直是鋁加工行業(yè)的一個(gè)難點(diǎn)。

1 鋁加工廢乳液的特點(diǎn)

鋁加工廢乳液一般呈灰白色，靜置后上層有黑色的浮油[1]。乳化液是油分布在水中形成的宏觀均勻的兩相體系，起冷卻作用并承載了潤(rùn)滑功效。正常情況下，油不“溶于”水，但在乳化劑的作用下，使油能夠分散在水中（溶于水）。有時(shí)乳化液也叫可溶性油。乳化劑具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，其分子一端為親油基，另一端為親水基，分別與油水結(jié)合起來(lái)形成穩(wěn)定的油水平衡體系。

排放后的廢乳液的主要成分是乳化油、亞硝酸鈉、碳酸鈉以及、防腐劑等[2]。它的COD（化學(xué)需氧量）和含油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)標(biāo)，是一種含有多種污染物質(zhì)的有機(jī)廢水，給科學(xué)處理帶來(lái)了極大的難度。它的含油量高達(dá)1500～2000 mg/L，化學(xué)需氧量高達(dá)幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)毫克每升。由于表面活性劑的存在，油在水中呈乳液狀，易形成O/W（O和W是油和水的英文首字母）型乳化微粒，粒徑小于1 μm，表面常常覆蓋一層帶負(fù)電荷的雙電層，體系較穩(wěn)定，不易被破壞，破乳難度大。

2 化學(xué)破乳劑破乳原理

化學(xué)破乳劑是指能破壞乳液、使其分散相凝聚析出的一種物質(zhì)。它能使乳化狀的液體結(jié)構(gòu)破壞，達(dá)到乳化液中各相分離開(kāi)來(lái)的目的[3]。

化學(xué)破乳劑對(duì)帶有負(fù)電荷O/W型乳狀液的液膜具有中和電荷、吸附僑聯(lián)、絮凝聚結(jié)等功能。它含有大量極性的羥基、酰胺基團(tuán)，且具有較高電荷，分子量高達(dá)千萬(wàn)，能有效改善水包油的界面張力，降低界面張力，中和液膜表面的負(fù)電荷，促使油滴快速聚結(jié)、分離?；瘜W(xué)破乳劑破乳速度快，可完全去除油類(lèi)物質(zhì)，處理過(guò)程中形成的礬花大，沉降速度快，脫色率大于90%，COD去除率高。

3 廢乳液化學(xué)破乳的藥劑投加

由于乳液分子的穩(wěn)定性高，一般的藥劑無(wú)法將其分解開(kāi)來(lái)。影響廢乳液的分子穩(wěn)定有幾個(gè)方面的因素：（1）動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定（布朗運(yùn)動(dòng)）；（2）異性電荷互相排斥；（3）溶劑化的穩(wěn)定作用，膠核的極性基團(tuán)具有親水性，能顯著降低水的表面張力。用破乳劑處理廢乳液就是利用破乳劑來(lái)破壞廢乳液的穩(wěn)定性，將其分子鏈打斷，形成膠態(tài)聚集物，再通過(guò)加入PAC、PAM混凝、助凝把水和渣分離開(kāi)來(lái)，以達(dá)到破乳的目的。同時(shí)，影響化學(xué)破乳效果的主要因素有pH值和上層浮油的分離。表1示出了pH值對(duì)破乳藥劑投加量的影響。

表1 pH值對(duì)破乳藥劑投加量的影響

以上工藝試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)源于某公司廢水處理站廢乳液的中試處理，每天每次處理量均為12 t，連續(xù)三天處理。第一次試驗(yàn)廢乳液pH值調(diào)值為9，破乳劑消耗量較大，但PAC、HPAM藥劑消耗量低，油渣占比低。第二次試驗(yàn)廢乳液pH 值調(diào)為7，破乳劑、PAC、HPAM 三種藥劑投加量少，且油渣量占比極低，清水排放時(shí)間長(zhǎng)；第三次試驗(yàn)廢乳液pH值調(diào)為7.5，破乳劑、PAC、HPAM三種藥劑投加量少，且油渣量占比很低，清水排放時(shí)間長(zhǎng)，效果好。從以上分析可以看出，廢乳液處理中pH 值的確定直接影響破乳劑、PAC、PAM 藥劑的投加量。其中，廢乳液pH值調(diào)至7～7.5時(shí)，廢乳液破乳的藥劑消耗低，處理效果較佳。

4 鋁加工廢乳液處理工藝的探索

4.1 化學(xué)破乳處理工藝

鋁加工廢乳液化學(xué)破乳處理工藝的關(guān)鍵就是要將上層黑油和下層白色的廢乳液分開(kāi)處理。撇除廢乳液中的浮油不僅有利于降低破乳所需藥劑的消耗，還利于處理后殘?jiān)暮罄m(xù)干化，從而達(dá)到降低危廢處理費(fèi)用的目的[4]。下層白色廢乳液的處理方法一般有酸化破乳法、電解破乳法和化學(xué)藥劑破乳法等[5，6]。某公司根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，摸索出一種適合自身生產(chǎn)的廢乳液化學(xué)破乳處理工藝，具體工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 某公司化學(xué)破乳的工藝流程圖

廢乳液先在乳液池靜置，形成上層黑油和下層白色的廢乳液。下層廢乳液需投加破乳劑等藥劑進(jìn)行破乳處理。上層黑油的處置方式有酸化處理和直接作為危廢處置兩種方式。酸化處理的方式是通過(guò)酸化罐加入濃硫酸用蒸汽、壓縮空氣加熱攪拌，酸化后的油可回收利用。酸化處理的方式可以減少直接危廢處置量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，某公司酸化處理廢乳液的成本約為直接危廢處置的30%。

4.2 廢乳液化學(xué)破乳處理的要點(diǎn)

（1）配制4.5%的HPAM 溶液、13%的PAC 溶液、30%的NaOH 溶液，該藥劑濃度的配制較適當(dāng)，便于固化操作。

（2）經(jīng)過(guò)多次的燒杯試驗(yàn)和工藝試驗(yàn)得出結(jié)論：將酸化處理后的殘?jiān)c廢乳液一起混合處理，混合的比例約為2∶8（其中酸化殘?jiān)?0%，廢乳液占80%），這樣的混合處理方式可以對(duì)酸化處理產(chǎn)生的廢酸和廢渣進(jìn)行有效處理。

（3）通過(guò)壓縮空氣（或攪拌機(jī)）攪拌，再將廢乳液的表面浮油通過(guò)破乳箱的溢流口回流至乳液池內(nèi)。實(shí)驗(yàn)證明：表面浮油通過(guò)溢流回池對(duì)破乳后殘?jiān)暮罄m(xù)干化起到了關(guān)鍵作用，提高了干化效率，干化殘?jiān)暮式档图s60%。

（4）將廢乳液的pH 值調(diào)節(jié)至7.0～7.5 之間，投入破乳劑后觀察水體是否呈現(xiàn)乳白色，若是，說(shuō)明破乳不徹底，要投加少量破乳劑，直至完全破乳，然后再進(jìn)行攪拌并觀察有無(wú)小顆粒固體產(chǎn)生，若有，則需投入適量的PAC、HPAM直至出現(xiàn)大顆粒，才能達(dá)到理想的效果。

4.3 成效分析

通過(guò)對(duì)破乳工藝的持續(xù)改進(jìn)，公司的降本工作取得了良好效果。2020年危廢油泥轉(zhuǎn)運(yùn)約2000 t，用殘?jiān)扔?jì)算，同比2019年降低1.6%，按上年度殘?jiān)扔?jì)算減少危廢油泥產(chǎn)生約380 t，降低成本約80萬(wàn)元。

5 結(jié)束語(yǔ)

國(guó)內(nèi)鋁加工企業(yè)處理廢乳液的工藝不盡相同，但使用破乳劑處理廢乳液優(yōu)勢(shì)還是較為明顯?；瘜W(xué)破乳的工藝較簡(jiǎn)單、場(chǎng)地要求不大、處理設(shè)備較為普遍、設(shè)備操作容易、處理成本不高。在化學(xué)破乳的過(guò)程中，只要掌握上層浮油和廢乳液的分層處理，配備固定濃度的藥劑，調(diào)整好廢乳液的pH值，掌握好處理過(guò)程中的要點(diǎn)，就能將廢乳液處理問(wèn)題迎刃而解。

化學(xué)破乳工藝對(duì)廢乳液的處理既是保護(hù)環(huán)境的要求，又是降低處理費(fèi)用的重要途徑。隨著破乳技術(shù)的不斷發(fā)展，破乳工藝也在不斷的改進(jìn)、完善。廢乳液化學(xué)破乳新工藝的應(yīng)用，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是降本工作還是環(huán)保工作，都取得了很大的進(jìn)步。