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乳化液废水破乳试验研究

北极星水处理网  来源:《工业安全与环保》  作者:李国会等  2018/2/13 8:31:08  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:废水治理 乳化液 乳化液废水

北极星水处理网讯:0 引言

铝厂热轧乳化液由矿物油与一种或多种乳化剂和众多添加剂混合而成。热轧乳化液具有的基本功能是减小摩擦,防止轧辊与工件粘结,同时控制工作辊的温度和辊型,提高产品的板形质量。铝厂热轧生产过程中使用的乳化液会发生不同程度的酸败,使性能降低,因此要定期更换新的乳化液。废乳化液主要含有铝离子、杂油、细菌、固体杂质。如果对乳化液废水的排放处理不当会造成严重的环境污染,破乳除油是处理乳化液废水的关键步骤,本试验采用加热和加酸的方法进行乳化液的破乳,取得了较好的效果。

本试验属于河北省某铝业公司乳化液废水治理改造工程小试试验。原乳化液废水采用超滤膜进行处理,膜过滤后废水进入生化处理单元,浓缩废油委托危废公司回收,由于浓缩废油的油质量分数在20%左右,回收价值不高,而且膜过滤成本高,铝业公司为了降低成本拟取消膜过滤,采用加热加酸*基金项目:美国铝业基金会资助项目(编号219764)阶段性成果。方法进行破乳。本试验对废乳化液进行水浴恒温加热研究破乳的效果和加硫酸调整pH值研究酸化破乳的效果,还研究了加热加酸组合工艺的破乳效果。

1 试验材料与方法

1.1废水的来源与水质:试验废水来自河北省某铝厂热轧车间,该车间排放的含油3%的废乳化液和设备清洗废水共同排入储罐。在储罐中混合后的废乳化液呈混浊的乳白色,有恶臭味,COD平均值为48 350 mg/L,油平均质量浓度为28 362.5 mg/L,pH值5—6。

1.2分析仪器与方法:主要仪器:0IL460型红外分光测油仪,AE01型自动萃取器,HACH DRB200数字式消解器,HACHDR2800便携式分光光度计,PHSJ一4A型试验室PH计,HHS一1I一4电热恒温水浴锅,梅特勒AL204电子天平,78HW一1恒温磁力搅拌器。分析项目与方法:①油含量:AE01型自动萃取器,0IL460型红外分光测油仪;②pH值:PHSJ一4A型试验室pH计;③COD:HACH DRB200数字式消解器,HACH DR2800便携式分光光度计。

2 试验结果与讨论

2.1加热破乳:移取废乳化液150 mL置于250 mL锥形瓶中,直接水浴加热60。C、70℃、80℃,分别加热0.5,2,4,6,8 h,然后静置I h冷却后取锥形瓶底部溶液10mL,稀释50倍测定数据,观察破乳效果,试验结果如图1、图2所示。

乳化液废水破乳试验研究
乳化液废水破乳试验研究

从图1和图2可以看出,温度对破乳效果不明显,加热到80℃,油的最大去除率为22%,COD最大去除率为18%。加热实验过程中时可以看到乳化液表面有一层很薄的黑色浮油,随着加热温度的升高和加热时间的增加,黑色浮油量呈上升趋势。但是即使加热到80℃,下部的溶液仍然是混浊的乳白色,并没有出现明显的分层现象。所以含油量和COD的去除主要与黑色浮油产生量有关,单纯加热并没有达到理想的破乳效果。另外由于废乳化液静置后会出现分层现象,所以试验中破乳效果有一部分原因是静置造成的。另外加热时间长短对破乳效果也不明显,所以从能耗角度考虑,加热时间不宜过长,加热4 h即可。

2.2加酸破乳:移取废乳化液150 mL置于250 mL锥形瓶中,在室温20℃下,加硫酸调整pH值分别为1、2、3,然后静置2,6,10,16,24 h观察破乳效果,试验所测油和COD值是移取锥形瓶底部溶液10 mL,稀释50倍后测定的值。试验结果如图3、图4所示。

乳化液废水破乳试验研究
乳化液废水破乳试验研究

从图3和图4可以看出,加酸破乳比加热破乳效果更明显,油的去除率最高可以达到73%,COD的去除率可以达到64%。试验过程中加入硫酸调整pH值,加入酸后震荡1 min,水面明显出现一层油,但是比单纯加热产生的浮油颜色浅,呈黄色,这说明加酸后破坏了乳化液,形成了有机酸而使油水分离。而且pH值越低,产生的浮油量越多,浮油出现的速度也越快。随着静置时间的增加,pH值越低锥形瓶内乳化液分层越明显。静置10 h以上,pH值为1、2的锥形瓶底部出现一层透明的清液,中间大部分是混浊的乳白色,上部一层黄色浮油,pH=3的锥形瓶底部没有明显的透明清液。建议酸化破乳pH值控制在1—2。

2.3组合方法破乳:由于pH值比温度更能影响乳化液的破乳,所以确定温度来试验不同pH值的破乳效果。移取废乳化液150 mL置于250 mL锥形瓶中,加硫酸调整pH值为1、2、3,水浴加热80℃,加热时间4 h,然后静置2,6,10,16,24 h观察破乳效果,试验所测油和COD值是移取锥形瓶底部溶液10 mL,稀释50倍后测定的值。试验结果如图5、图6所示。

乳化液废水破乳试验研究
乳化液废水破乳试验研究

从加热试验效果和加热能耗两个方面考虑,本次试验选择加热至80℃和加热4 h来进行破乳效果的观察。从图5和图6的数据曲线对比图3和图4数据曲线可以看出,相同pH值条件下,加热可以加速初期破乳,加热后静置2,6,10 h后破乳效果明显优于同pH值下不加热破乳效果。但是静置时间超过16 h以上后,相同pH值条件下,破乳效果同不加热相比增加不多。

3 结论

(1)温度升高虽然可以提高破乳效果,但是温度对破乳效果的影响并不明显,本实验结果表明即使加热到80℃破乳效率也不高,所以不建议采用单纯的加热破乳方法。(2)pH值比温度更能影响乳化液的破乳,pH值越低破乳效果越好,建议pH值在1—2之间,但是要考虑到设备的防腐问题。(3)静置时间对于pH=1—2的乳化液破乳比较明显,静置16 h基本达到极限,时间再长效果也不会明显增加。(4)力ff热和酸化组合效果比单独加热或加酸更好,从试验结果得出铝厂废乳化液的最佳破乳条件为:pH=1,加热80 qC,加热4 h,静置16 h,此时油去除率可以达到79%,COD去除率可以达到70%。

原标题:乳化液废水破乳试验研究

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