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乳化液被广泛应用于机械加工、汽车发动机加工、轧锟及钢板的冷却和润滑〔1〕。乳化液在循环使用过程中受金属粉尘及周围环境介质的影响,老化变质,必须定期进行更换。更换后的乳化液废水化学性质极为稳定,给处理带来很大难度。笔者对乳化液废水处理技术进行了综述,以期为乳化液废水处理提供一定参考。
1 乳化液废水的特性
1.1 乳化液的形成
乳化液中添加了大量表面活性剂,降低了体系的表面自由能,且表面活性剂分子在油-水界面定向吸附并形成界面膜,阻止了油滴间的相互碰撞变大,使油滴能长期稳定地存在于水中〔2, 3, 4〕。因此,处理乳化液废水时必须破坏其稳定性,设法消除或减弱表面活性剂稳定乳化液的能力,以实现油水分离。
1.2 乳化液废水特点
乳化液废水作为一种难处理的工业废水,化学稳定性及污染负荷极高。相关资料显示,乳化液废水中油质量浓度高达15 000 ~20 000 mg/L,COD 达 18 000~35 000 mg/L,BOD 达5 000~10 000 mg/L。为改善乳化液的性能,还加入大量添加剂,如油性添加剂、极压添加剂、防锈添加剂、防霉添加剂、抗泡沫添加剂等〔5〕,使得乳化液成分极为复杂,处理难度加大。
2 乳化液废水的处理技术
目前处理乳化液废水主要采用化学混凝法、共凝聚气浮法、电凝聚法、高级氧化法、超滤法、生化组合工艺,其中共凝聚气浮法、电凝聚法是在化学混凝基础上发展起来的,高级氧化法、超滤法则分别使用水处理中的高级氧化技术与膜技术,生化组合工艺是在上述方法基础上结合生化处理发展起来的,现对它们在乳化液废水处理中的应用现状分别进行介绍。
2.1 化学混凝法
化学混凝法是处理乳化液废水的传统方法,即向乳化液废水中投加化学混凝剂,一方面发生水解反应生成胶体吸附油珠,另一方面发生聚合作用形成不同程度的大分子聚合物,通过吸附絮凝、架桥作用脱除油滴,达到破乳目的,实现油水分离〔3, 6〕。
在早期化学混凝法处理乳化液废水的研究中,常用到无机混凝剂,如硫酸铁、硫酸铝等,但由于传统无机混凝剂效果不理想,近年来出现了很多无机高分子混凝剂的应用与研究。吴克明等〔7〕采用水玻璃和硫酸制成聚硅硫酸铝复合型混凝剂,对浊度为 10 910 NTU 、油为3 446 mg/L、COD 为21 006 mg/L 的高浓度乳化液废水进行处理,相应去除率分别达 99.9%、99.7%、99.5%。张建鹏等〔8〕使用复合聚铝铁混凝剂处理乳化液废水,不仅取得良好的破乳效果, CODCr 和油的平均去除率分别达90%、99%以上,而且混凝出水具有较高的生化性。林永增等〔9〕将以酸洗废液为原料制备的聚合氯化铝(PAC)应用于二次冷轧乳化废液的处理,COD 去除率可达到95%以上,达到以废治废的目的。
此外,有机混凝剂在乳化液废水处理中也有一定应用。李正要等〔10〕选用有机破乳剂SYS 和聚合氯化铝联合破乳对某钢铁公司油质量浓度6 200 mg/L、 COD 为34 000 mg/L 的冷轧乳化液废水进行处理,二级破乳后油去除率达99.58%,COD 去除率为 97.79%,取得十分理想的效果。
2.2 共凝聚气浮法
共凝聚气浮法是在化学混凝的基础上,与气浮工艺相结合产生的一种方法。由于化学混凝后生成的大粒径油滴和絮粒状物质可与气浮机产生的微气泡碰撞黏附,形成更大粒径的带气絮体,因此其去除效果较混凝沉淀法更显著,对pH、水温、污染物质负荷适应性更强,投药量更少、反应时间更短〔11, 12〕。
目前对共凝聚气浮处理乳化液废水的研究国外进行得较详细。A. I. Zouboulis 等〔13〕使用共凝聚气浮法处理含有正辛烷的模拟乳化液废水。研究结果表明,该方法的主要影响因素包括絮凝剂投加量、初始 pH、化学添加剂(如破乳剂)浓度、浮选捕集剂浓度及循环比。在实验最佳条件下处理初始油质量浓度 500 mg/L 的模拟乳化液废水,95%的乳化油得到分离。K. Bensadok 等〔14〕发现在常规破乳法COD 去除率不高的情况下,联合使用溶气气浮法后出水COD 较原工艺减少29%,浊度减少71%。
国内对共凝聚气浮处理乳化液废水的研究也取得较好成果。曹福等〔15〕采用聚合氯化铝铁(PAFC)对乳化液废水进行共凝聚气浮处理,当PAFC 为1 g/L 时,浊度去除率达98%以上。许芝等〔12〕采用共凝聚气浮破乳吸附法处理乳化液废水,在投加PAC、 PAM 的基础上,将具有一定吸附能力的污水处理厂剩余污泥投加到乳化液废水中,发现污泥投加量为 15 g/L 时,对COD 具有最佳处理效果,废水COD 可由处理前的5 000~20 800 mg/L 降至处理后的75 mg/L,处理效果达到国家污水综合排放一级标准。
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