乳化液廢水處理及設(shè)備的研制

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簡介： 乳化液廢水是工廠生產(chǎn)中產(chǎn)生的常見廢水 ,其特點(diǎn)是品種繁多,COD cr 和含油量濃度高,處理難度大.我們通過工程實(shí)際研究出高效破乳絮凝劑及JR型系列全自動(dòng)乳化液處理機(jī),對廢水進(jìn)行了有效的治理,達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵字：乳化液廢水 高效破乳絮凝劑　 JR型系列全自動(dòng)乳化液處理機(jī)

　　1.概述 

　　 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冷卻之用，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。

　　 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。同時(shí)表面活性劑還產(chǎn)生電離，使油珠液滴帶有電荷，而且還吸附了一層水分子固定著不動(dòng) , 形成水化離子膜，而水中的反離子又吸附再其外表周圍，分為不動(dòng)的吸附層和可動(dòng)的擴(kuò)散層 , 形成雙電層 . 這樣使油珠外面包圍著一層有彈性的、堅(jiān)固的、帶有同性電荷的水化離子膜，阻止了油珠液滴互相碰撞時(shí)可能的結(jié)合，使油珠能夠得以長期地穩(wěn)定在水中 , 成為白色的乳化液。

　　 配制的乳化液 pH 值一般再 8~9 之間，有的甚至高達(dá) 10~11.

　　 乳化液廢水水質(zhì)如表 1-1 所示：

　　 表 1-1乳化液廢水水質(zhì)

　　乳化油的成分見表 1-2:

　　 表 1-2乳化油的成分

　　序號(hào)

　　成 分

　　常 用 物 質(zhì) 名 稱

　　1

　　基礎(chǔ)油

　　5號(hào)、7號(hào)、10號(hào)機(jī)油、蓖麻油、菜子油、豆油等。

　　2

　　乳化劑

　　陰離子表面活性劑 :油酸、高碳酸、蓖麻油、松香等的皂類；磺化油、石油磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等磺酸鹽與硫酸脂類；高級(jí)醇磷酸酯二鈉鹽等磷酸脂類。非離子型表面活性劑:聚氧乙脂肪醇醚、司本(失水山梨醇與脂肪酸的脂類,如月桂酸脂、油酸脂等)、吐溫(聚氧乙烯化的司本)等。兩性表面活性劑:6503、6501清洗劑等。

　　3

　　防銹劑

　　堿類 :碳酸鈉、三乙醇胺、苯乙醇胺等。水溶性緩蝕劑:亞硝酸鈉、苯甲酸鈉、磷酸三鈉、硼砂、水玻璃等。油溶性緩蝕劑:石油磺酸鋇、環(huán)烷酸鋅、羊毛脂等。

　　4

　　防霉殺菌劑

　　苯酚、四氯酚、已基汞硫代水楊酸鈉等。

　　5

　　穩(wěn)定劑

　　三乙醇胺、乙醇、異丙醇等。

　　6

　　助溶劑

　　少量水與乙醇的混合物。

　　7

　　極壓添加劑

　　氯化石臘、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、二聚酸乙二脂單脂等.

　　8

　　消泡劑

　　乙醇和其他低級(jí)醇、聚醚型表面活性劑 .

　　9

　　軟水劑

　　無水碳酸鈉、氫氧化鈉等 .

　　2.乳化液廢水的處理

　　 2.1 乳化液廢水處理原理

　　 根據(jù)乳化液的性質(zhì)，進(jìn)行乳化液廢水的處理需經(jīng)過二個(gè)步驟：

　　 破乳劑油； (2) 水質(zhì)凈化去除表面活性劑等物質(zhì)。

　　 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。一般常用的采用鹽析凝聚混合法，現(xiàn)介紹如下

　　 在乳化液中加入電解質(zhì)，電解質(zhì)的離子在乳化液中發(fā)生強(qiáng)烈的水化作用即爭水作用，使乳化液中的自由水分子減少了 , 對油珠產(chǎn)生脫水作用，從而破壞了乳化液油珠的水化層，中和了油珠的電性，破壞了它的雙電層結(jié)構(gòu)，因而油珠失去了穩(wěn)定性，產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象 ( 電解質(zhì)一般分為二、三價(jià)的鈣、鎂、鋁等鹽類 ) ，其反應(yīng)式如下：

　　 2C 17 H 33 COONa + 2MgCl 2 －→ (C 17 H 33 COO) 2 Mg+2NaCl

　　 油酸皂 鎂皂

　　 2C 17 H 33 (OSO 3 Na) COONa+2CaCl 2 －→ (C 17 H 32 ) 2 (OSO 3 ) 2Ca (COO) 2 +4NaCl

　　 磺化蓖麻油

　　 2R － SO 3 Na + CaCl 2 －→ [R － SO 3 ] 2Ca+2NaCl (R 為烷基 )

　　 石油酸鈉 石油磺酸鈣

　　 加入混凝劑，則加快起到油水分離的目的。

　　 在實(shí)際使用中，應(yīng)注意調(diào)整水的 pH 值 , 將 pH 值調(diào)整為 8.5 較好。

　　 四種破乳方法比較見表 2-1 ：

　　 表 2-1 四種破乳方法比較

方 法

藥劑名稱

投 藥 量

處理后水質(zhì)

沉 渣

油 質(zhì)

優(yōu) 缺 點(diǎn)

鹽析法

氯化鈣

氯化鎂

硫酸鈣

硫酸鎂

氯化鈉

二價(jià)藥為 1.5 ﹪ ~2.5 ﹪

一價(jià)藥為 3 ﹪ ~5 ﹪

清晰透明，含油量 20~40mg/L 耗氧量 2000mg/L 。

絮狀沉渣很少

棕黃色 , 清亮

油質(zhì)好，便于再生，投藥量最高，水中含鹽量最大。

凝聚法

聚合氯化鋁明礬

0.4 ﹪ ~1 ﹪

清晰透明 , 含油量 15~50mg/L, 耗氧量 2000mg/L 。

絮狀沉渣很少

粘膠狀及絮狀

投藥量少，一般工廠適用；油質(zhì)較差 , 粘厚、水分多 , 再生困難。

混合法

綜合鹽析法和凝聚法的任何一種藥劑

投鹽 0.3 ﹪ ~ 0.8 ﹪

凝聚劑 0.3 ﹪ ~0.5 ﹪

清晰透明 , 含油量 20~40mg/L, 耗氧量 2000mg/L 。

絮狀沉渣很少

稀糊狀

投藥量中等，破乳能力強(qiáng)，適應(yīng)性廣，對難于破乳的乳化液尤為適宜。

酸化法

廢硫酸廢鹽酸和石灰

約為廢水 6 ﹪

清澈透明 , 含油量 20mg/L 以下 , 耗氧量低于其他方法。

約為 10 ﹪左右

棕紅色 , 清亮 .

水質(zhì)好，含油量低，還可以廢治廢，但沉渣多。

　　我們經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)篩選 , 配制出高效破乳絮凝劑 , 在工程實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用 , 見表 2-2 所示：

　　 表 2-2 破乳試驗(yàn)結(jié)果表

　　2.2 處理工藝流程選擇及設(shè)備

　　 2.2.1國內(nèi)常用的乳化液處理機(jī)的工藝流程如圖2-1所示:

　　 圖 2-1 原乳化液處理機(jī)處理工藝流程圖

　　 上述處理工藝流程中存在以下問題 :

　　 a. 由于乳化液中油、SS、COD含量較高,一級(jí)氣浮只能除去大部分油、SS、COD,殘留的部分只能靠石英砂濾罐、兩級(jí)活性炭吸附來保證出水達(dá)標(biāo),因此石英砂濾罐及兩級(jí)活性炭濾罐負(fù)荷較重,造成經(jīng)常反沖和活性炭很快飽和失去吸附作用需要更換的情況發(fā)生。

　　 b.氣浮設(shè)備進(jìn)氣未設(shè)自控裝置，靠人工調(diào)整，很難達(dá)到良好的氣浮效果，工人操作難度大。

　　 c.三個(gè)濾罐需經(jīng)常反沖洗，閥門多，操作繁雜，很難掌握，出水不能保證。

　　 針對上述問題，我們設(shè)計(jì)了一種新型乳化液處理機(jī)，采用了新的處理工藝，解決了上述存在的問題，其處理工藝流程圖如圖 2-2所示:

　　 圖 2-2 新型乳化液處理機(jī)處理工藝流程圖

　　2.2.2新型乳化液廢水處理設(shè)備特點(diǎn):

　　 a.采用兩極氣浮處理,能將SS、油在氣浮處理階段內(nèi)完成達(dá)標(biāo),去除絕大部分CODcr值(COD值在70～170mg/L范圍內(nèi)),殘留的少量CODcr值只需一級(jí)活性炭濾罐處理,就能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,活性炭使用時(shí)間長(可達(dá)一年),并不經(jīng)常反沖(半個(gè)月一次)。

　　 b.省去了一級(jí)石英砂濾罐,使處理工藝流程簡便。

　　 c.原水泵采用潛水泵,保證泵能隨時(shí)啟動(dòng)。

　　 d.氣浮器1、氣浮器2均采用自動(dòng)控制,不需人工管理,能達(dá)到最佳氣浮效果,電磁閥采用不銹鋼材料,專利產(chǎn)品,使氣浮效果更好。

　　 該設(shè)備于 1996年5月起分別用在重慶某(集團(tuán))股份有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)車間乳化液廢水處理、905車間乳化液處理、914車間乳化液處理、54車間乳化液處理,效果良好,見表2-3.

　　 表 2-3 乳化液廢水處理效果 (監(jiān)測數(shù)據(jù))

　　名 稱

　　PH值

　　SS(mg/L)

　　油 (mg/L)

　　COD cr (mg/L)

　　原水

　　發(fā)動(dòng)機(jī)車間

　　 905車間

　　 914車間

　　 54車間

　　8.0

　　 8.17

　　 8.21

　　 8.50

　　630

　　 22

　　 16

　　 33

　　70

　　 11191

　　 4540.9

　　 8278.3

　　830

　　 26251

　　 31336

　　 16562

　　出水

　　發(fā)動(dòng)機(jī)車間

　　 905車間

　　 914車間

　　 54車間

　　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

　　國 標(biāo)

　　6～9

　　70

　　10

　　100

　　備 注

　　采用的 JR-2型系列一體化乳化液廢水處理機(jī)、1號(hào)高效破乳絮凝劑

　　運(yùn)行費(fèi)用如表 2-4所示:

　　 表 2-4 乳化液廢水運(yùn)行費(fèi)用表

　　2.2.3JR-2型乳化液處理機(jī)技術(shù)參數(shù)

　　 JR-2型乳化液處理機(jī):由反應(yīng)箱、二級(jí)氣浮系統(tǒng)、二級(jí)活性炭過濾系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、樓梯六個(gè)部分組成。

　　 反應(yīng)箱 :A×B×L=1500×1000×800(mm),V 有效 =0.96m 3 ,t=28.8min, 內(nèi)設(shè)攪拌機(jī),N=0.55KW；

　　 加藥系統(tǒng) :Φ×H=580×930(mm),V 有效 =0.43m 3 ；配有兩臺(tái)加藥泵CDL2-20及攪拌機(jī),N=0.37KW

　　 二級(jí)氣浮系統(tǒng) :Φ×H=1.00×1.25(m),Q=2m 3 /h接觸室上升流速V c =10mm/S,氣浮分離速度V s =2.0mm/S,分離室停留時(shí)間10min,R=30﹪,水

　　 壓力0.25～0.3MPa ，設(shè)出水調(diào)節(jié)裝置；

　　 溶氣泵 :32FPD15Z,Q=3.6m 3 /h,P=3.5-4.5kgf/cm 2 ,N=2.2KW；

　　 活性炭過濾系統(tǒng)：Φ× H=0.80×2.00(m),配有過濾泵CDL2-20；

　　 設(shè)備外形尺寸 :L×B×H=4400×2200×2100(㎜),Q=2m 3 /h裝機(jī)容量:4.5KW。

　　 3.結(jié)論

　　 3.1采用JR型系列一體化乳化液廢水處理機(jī)和1號(hào)高效破乳絮凝劑處理乳化液廢水是可行的,并且由于處理效果好,設(shè)備自動(dòng)化,運(yùn)行成本低,確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)等,具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

　　 3.2破乳方法及破乳劑、絮凝劑對不同的乳化液廢水是不同的,用戶在處理該類廢水時(shí)應(yīng)先優(yōu)選破乳劑及絮凝劑做小樣實(shí)驗(yàn),為正確選用處理設(shè)備、設(shè)施打下基礎(chǔ)。