摘要：為了能在高有機(jī)乳化廢水處理設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程準(zhǔn)確的對(duì)氯化鈣進(jìn)行添加，保證氯化鈣添加量的準(zhǔn)確性，杜絕藥劑添加浪費(fèi)的情況，同時(shí)確保能達(dá)到最佳的破乳效果，降低后續(xù)處理設(shè)施的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，達(dá)到設(shè)計(jì)的處理標(biāo)準(zhǔn)。通過實(shí)驗(yàn)論證得出氯化鈣對(duì)高濃度乳化廢水具有較好的破乳效果，在考慮破乳狀態(tài)和實(shí)際運(yùn)行成本的情況下，pH值為3且氯化鈣添加量為4‰時(shí)為最佳的化學(xué)破乳狀態(tài)，試驗(yàn)原水COD為125300mg/L，化學(xué)破乳反應(yīng)后的處理水COD為4550mg/L，COD去除效率能達(dá)到96%，滿足實(shí)際項(xiàng)目要求，配合后續(xù)的深度處理系統(tǒng)能有效的對(duì)高濃度乳化廢水進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理。

關(guān)鍵詞：乳化廢水;破乳狀態(tài);破乳效果;最佳

隨著時(shí)代的進(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展，保護(hù)環(huán)境人人有責(zé)并不僅僅只是一句口號(hào)，人與自然的可持續(xù)發(fā)展觀越來越深入人心。而作為環(huán)境資源保護(hù)工作者的一員，在實(shí)際項(xiàng)目建設(shè)中經(jīng)常能發(fā)現(xiàn)各種操作運(yùn)行問題，比如操作人員在實(shí)際運(yùn)行過程中存在加藥量過大造成運(yùn)行成本增加的情況，或者運(yùn)行條件未達(dá)到最佳狀態(tài)而造成出水水質(zhì)污染物濃度較大，無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)等等問題，大大加大了整個(gè)環(huán)保處理系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。而怎樣做到花費(fèi)最小的成本而達(dá)到最大的運(yùn)行處理效果是我們環(huán)保技術(shù)人員必須要去考慮及研究的。

本文主要通過實(shí)驗(yàn)研究乳化廢水處理過程中在不同的破乳環(huán)境下所產(chǎn)生的不同的破乳效果，通過實(shí)驗(yàn)及論證來得出最佳的破乳效果，為后續(xù)的環(huán)保技術(shù)工作積累經(jīng)驗(yàn)。

1乳化廢水的介紹

乳化是一種液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中的作用[1]。乳化是一種液-液相關(guān)聯(lián)的界面現(xiàn)象，當(dāng)兩種原本互不相溶的液體，比如油與水，原本油和水由于密度的不同會(huì)進(jìn)行分層，密度較小的油在上層，而密度較大的水在下層，這樣可以很好的進(jìn)行油水分離。但是在加入化學(xué)物質(zhì)，如部分有機(jī)添加劑、表面活性劑等的情況下通過高速的攪拌，在離心力的作用下，油分子被分散在水中，從而形成油和水的均勻的分布狀態(tài)。

乳化液中主要含有機(jī)油和表面活性劑[2]，是利用不同油類物質(zhì)的特性加入特定的乳化劑與水進(jìn)行稀釋配置而成。由于乳化劑都是表面活性劑，當(dāng)它加入水中，使油與水的界面自由能大大降低，達(dá)到最低值，這時(shí)油便分散在水中[3]。所以乳化液可以簡單地認(rèn)為是液-液相平衡的一種狀態(tài)，從而使得油和水所組成的膠體物質(zhì)性狀具有穩(wěn)定性、均勻性的特點(diǎn)，保證了乳化油能均勻的分散在水中，即油為分散相，而水為連續(xù)相的特性。

2實(shí)驗(yàn)水樣的選擇

本技術(shù)研究主要以工程項(xiàng)目中所見的技術(shù)難點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)利用本次研究成果能為同類工程項(xiàng)目的建設(shè)作為參考。所以本實(shí)驗(yàn)所使用的水樣為山東泰山玻璃纖維有限公司水性新材料及提純車間所產(chǎn)生的工藝廢水，廢水種類較多，呈現(xiàn)濃稠狀乳白色，通過對(duì)實(shí)際產(chǎn)線的模擬排水情況分析，將多種類乳化廢水同比例混合，同時(shí)添加綜合清洗廢水，從而配置成模擬生產(chǎn)廢水，即本試驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)廢水原水，通過檢測(cè)原水COD為125300mg/L，pH值為9.8，COD濃度較高，破乳難道較大。

3實(shí)驗(yàn)工藝的選擇

在實(shí)際工程運(yùn)用中，能達(dá)到較好的破乳效果的破乳工藝很多，主要分為以下三大類工藝：

（1）機(jī)械破乳

通常是采用離心分離，利用油、水的密度不同，經(jīng)離心加熱而使油相的粘度降低而加快破乳[4]，此方法在水處理領(lǐng)域?qū)嶋H乳化廢水的處理上應(yīng)用較少。

（2）物理法

物理破乳法通常采用沉降法、生化法、多介質(zhì)過濾法等。沉降法主要用于破乳難度較小或者已經(jīng)進(jìn)行初步破乳的廢水工藝，一般與化學(xué)法結(jié)合使用處理效率較高，超聲波破乳作用的強(qiáng)度不應(yīng)太大，否則可能導(dǎo)致分散，過濾法處理乳化廢水主要是使乳化廢水通過多種類的特性過濾材料或過濾裝置，利用過濾材料的特性實(shí)現(xiàn)油水分離。物理法在乳化含油污水處理上的實(shí)際應(yīng)用也較少。

（3）化學(xué)破乳法

化學(xué)破乳法主要是改變?nèi)榛旱念愋秃徒缑嫘再|(zhì)，使它變的不穩(wěn)定而發(fā)生破乳[4]。在實(shí)際處理過程中通常是投加特殊的破乳藥劑來實(shí)現(xiàn)所需的破乳過程，工程上應(yīng)用較為廣泛?；瘜W(xué)破乳法大體上有以下幾種：酸堿破乳、無機(jī)混凝劑破乳、有機(jī)絮凝劑破乳、無機(jī)與有機(jī)藥劑的配合使用等。

在實(shí)際工程運(yùn)用中，機(jī)械破乳和物理法設(shè)備投資及破乳成本較大，通常在某些特定條件下且產(chǎn)品附加值較高的情況下才被采用。而常見的工廠制造業(yè)由于考慮到實(shí)際的投資成本，通常采用化學(xué)破乳法進(jìn)行破乳。主要工藝一般采用化學(xué)破乳+混凝沉淀（氣浮）+深度處理系統(tǒng)的整體處理工藝，而破乳通常作為整個(gè)項(xiàng)目的預(yù)處理工藝，以將乳化狀態(tài)破除，降低廢水有機(jī)物濃度的同時(shí)方便后續(xù)深度處理設(shè)備的處理。

本試驗(yàn)采用酸堿破乳和無機(jī)破乳劑結(jié)合相結(jié)合的破乳工藝，選取的無機(jī)破乳劑為氯化鈣，研究不同pH值在不同氯化鈣添加量情況下的破乳效果，以COD的去除效率進(jìn)行參考，同時(shí)結(jié)合實(shí)際運(yùn)行成本，研究出最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

4氯化鈣的破乳原理

對(duì)于氯化鈣破乳的基本原理如下：

（1）氯化鈣被添加至乳化廢水后會(huì)被離解成為正、負(fù)離子，發(fā)生強(qiáng)烈的水化作用即爭水作用，使乳化廢水中存在的自由水分子減少，逐漸對(duì)油珠產(chǎn)生脫水作用，從而破壞了乳化廢水中油珠的水化層[5]。

（2）含有特性表面活性劑的乳化廢水穩(wěn)定性較好，通過向乳化液廢水中添加氯化鈣后，Ca2+壓縮雙電層，降低電位，從而減小了均勻分布在水中的乳化油膠粒之間的相互排斥力，在范德華力作用下有可能碰撞并大成為分散油[5]，從而達(dá)到了破乳的目的。

（3）Ca2+可與乳化廢水中特定的表面活性劑反應(yīng)，從而生成不溶于水的金屬皂沉淀，使乳化液的狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，從而將原有穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)破壞，達(dá)到破乳的目的[5]。

5實(shí)驗(yàn)過程（pH值為變量）

通過添加硫酸和液堿調(diào)節(jié)不同的pH值，本實(shí)驗(yàn)組共10組，pH值分別為pH=1、2、3……9、10，標(biāo)記組號(hào)為1、2、3……9、10。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組廢水量為100mL，添加相同量的氯化鈣溶液，氯化鈣溶液的配置濃度為20%，添加量為5mL。由于本處設(shè)定的變量為pH值，所以為了確保試驗(yàn)組都能看到有效的破乳效果，所以加大了氯化鈣的添加量，以方便測(cè)出有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

各實(shí)驗(yàn)組破乳時(shí)間設(shè)定為20min，完成后調(diào)節(jié)pH值至9后加入適量的PAM進(jìn)行絮凝反應(yīng)，上清液通過濾紙過濾后檢測(cè)COD濃度，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。（COD濃度單位：mg/L）

通過以上數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)組1至5號(hào)破乳效果較好，能達(dá)到破乳要求，而6至10號(hào)破乳效果一般，破乳不完全，后續(xù)增加試驗(yàn)組別，在實(shí)驗(yàn)組6至10的現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加了氯化鈣的添加量5mL，組別6和7基本清澈，其余組別仍破乳不完全，所以本處判斷在pH值6-10的范圍內(nèi)，廢水無法有效達(dá)到較好的破乳效果。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)組1-5，由于實(shí)驗(yàn)組1和2與實(shí)驗(yàn)組3數(shù)據(jù)差別不大，而實(shí)際運(yùn)行中需要添加大量的硫酸調(diào)節(jié)pH值和堿回調(diào)pH值，所以在數(shù)據(jù)差別較小的情況下，本處不建議采用實(shí)驗(yàn)組1和2的pH調(diào)節(jié)進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行。綜合考慮選實(shí)驗(yàn)組3、4、5的pH值條件進(jìn)行后續(xù)的加藥量測(cè)試。

6實(shí)驗(yàn)過程（加藥量為變量）

通過添加硫酸和液堿調(diào)節(jié)不同的pH值，本實(shí)驗(yàn)組共3組，pH值分別為pH=3、4、5，重新標(biāo)記組號(hào)為1、2、3。每組試驗(yàn)分別有6個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)杯，每個(gè)實(shí)驗(yàn)杯廢水量為100mL，添加不同量的氯化鈣溶液，氯化鈣溶液的配置濃度為20%，添加量分別為0.5mL、1mL、1.5mL、2mL、2.5mL、3mL，標(biāo)記杯號(hào)為1、2……5、6。

各實(shí)驗(yàn)組破乳時(shí)間設(shè)定為20min，完成后調(diào)節(jié)pH值至9后加入適量的PAM進(jìn)行絮凝反應(yīng)，上清液通過濾紙過濾后檢測(cè)COD濃度，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。（COD濃度單位：mg/L）

通過以上數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)組1的破乳效果明顯好于實(shí)驗(yàn)組2和3，而在實(shí)驗(yàn)組1中，從杯號(hào)1至6數(shù)據(jù)遞減，說明在pH保持不變的情況下，在本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，氯化鈣添加量越多，出水COD越低，破乳效果越好。

對(duì)比整個(gè)實(shí)驗(yàn)組1可以看出，杯號(hào)1至4數(shù)據(jù)下降明顯，杯號(hào)4-5基本無太大數(shù)據(jù)下降，考慮到藥劑添加量的增加導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用的增大，所以建議采用杯號(hào)4作為最佳實(shí)驗(yàn)組別。

7實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過本次實(shí)驗(yàn)論證可知，第二次變量實(shí)驗(yàn)中組別1杯號(hào)4的試驗(yàn)條件在此次高有機(jī)乳化廢水的破乳實(shí)驗(yàn)中綜合表現(xiàn)最佳，實(shí)驗(yàn)條件為100mL高有機(jī)乳化廢水在pH值為3，氯化鈣（濃度20%）加藥量為2mL。

綜上可知，在酸性條件下氯化鈣的破乳效果較好，在考慮綜合藥品添加成本的情況下，pH值為3，氯化鈣添加量為4‰的運(yùn)行條件為最佳處理?xiàng)l件，能達(dá)到最佳的處理效率，COD去除效率能達(dá)到96%。

通過本次實(shí)驗(yàn)研究，能夠?qū)罄m(xù)的工程項(xiàng)目技術(shù)工作提供參考，我們必須明白環(huán)境治理是什么？為了達(dá)到環(huán)境治理的效果需要不計(jì)成本的投資？還是浪費(fèi)現(xiàn)有資源而治理原有污染的一項(xiàng)保護(hù)工作？事實(shí)上環(huán)境治理的同時(shí)我們也要充分考慮投資成本及現(xiàn)有資源的利用，讓資源得到最大化的利用及可持續(xù)發(fā)展，這也是我們作為環(huán)保技術(shù)工作者需要去考慮和研究的方向。

環(huán)境保護(hù)工作是一項(xiàng)重要的工作，關(guān)乎我們每個(gè)人的切身利益，我們必須采取措施，多方向的進(jìn)行論證研究，同時(shí)需要全員參與，為了我們生活的環(huán)境變得更好而努力。環(huán)保工作是一項(xiàng)影響未來的工作，我們只有在工作中發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題同時(shí)展望此項(xiàng)問題研究的意義，才能在未來的環(huán)保技術(shù)工作中創(chuàng)造可能。

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作者簡介：黃健博 1990.3男 漢 江蘇海門 大專 職稱：暫無（本論文用于中級(jí)職稱評(píng)選）和研究方向：環(huán)境工程

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