机械加工乳化液废水治理综述

机械加工乳化液废水治理综述机械加工乳化液废水治理综述在机械加工工业，尤其是轴承和汽车配件加工企业的切削、研磨等加工过程中，不可避免会产生大量的乳化液。舒纯等认为，机械和铸造行业产生的乳化液含有液压油、模具润滑剂、切削液、冷却液和清洗药剂。这种废水即使经过油水分离，仍然含有高浓度的动植物油和矿物油脂，因此常常看起来呈乳白色浑浊态。乳化液废水非常稳定，不易破坏，采用常规方法难以达到理想的效果，而且处理费用高，如果直接排入环境，会对环境造成严重的污染。乳化油表层油膜阻碍氧气溶入水中，从而致使水中缺氧、生物死亡、发出恶臭，严重污染环境。乳化液中的化学物质对废水排放的影响乳化液呈现的乳白色可以用丁达尔效应(光散射效应)来解释，可见光遇到废水中的悬浮油滴或微粒会发生散射，散射光的颜色和特性会根据粒子大小发生变化。乳化液若呈云状或者乳白色，表示水中的微粒子直径大致在1微米或以上。曲永杰等的综合研究表明，乳化液中含有石油、磺酸钠、油酸皂等皂类表面活性剂，具有减小液体表面张力的能力。表面活性剂的非极性端吸附在油粒内，而极性端则伸向水内，极性端在水中电离，导致油界面被包围了一层负电荷，由此产生双电层现象，阻碍油粒相互黏聚。另外，乳化液中亲水性固体颗粒也能使乳化油稳定地分散在水中，固体颗粒一部分面积被油润湿而大部分面积则被水润湿，阻碍着油粒的黏聚。巩清叶通过对废切削液的处理与排放的分析研究认为，乳化液如果未经处理直接排放，肯定会超过现有的污水排放标准，因为乳化液中所含的各种化学物质将会对各项废水排放指标产生影响。比如用于切削的清洁剂和表面活性剂会含有各种稳定的化学微粒，这些化学微粒的浓度自然会在BOD、COD、油脂和矿物油指标上表现出来。乳化液中二烷基硫代磷酸锌(ZDDP)作为一种抗磨剂，磷酸和硫化脂肪酸作为极压添加剂，在废水指标检测时则表现为锌离子、磷酸盐和硫离子浓度的增加。苯乙烯酯、耦合芳烃基化合物和耦合烷基苯酚类物质作为机械加工时的降凝剂，会导致废水中的苯乙烯、芳香族化合物和苯酚浓度增加。废水中的总悬浮固体浓度(TSS)会受到机械切削加工时带入的橡胶、杂质、金属碎屑影响。这些被带入废水中的微粒，还为水中的油类和化学物质提供了附着的载体。因此，乳化液作为机械加工过程不可缺少的一部分，其所含的化学物质不可避免会给废水排放带来影响，导致未处理的加工废水严重超标。机械加工乳化液处理技术普通的重力分离工艺，比如重力型隔油池，可以去除废水表面的油脂，但是对于乳化液中所含的稳定的化学类物质，效果相对较差。因此在重力隔油之后，目前常采用以下几种处理技术做进一步处理，包括：混凝气浮、超滤法、汽化技术。混凝气浮混凝通常包括两个步骤：第一步是凝聚，指胶体和超胶体颗粒脱稳、迁移、聚集为颗粒体的过程;在该过程中，混凝剂破坏微粒表面的双电层结构，或中和双电层中的离子，使颗粒易于聚集。第二步是絮凝，指微粒体通过吸附、卷带和桥连而成长为更大的絮凝体的过程。曲永杰等对乳化液含油废水的气浮处理技术做了总结，认为气浮技术主要包括两种类型：一种是在一定压力下使部分废水中溶解的空气达到饱和(溶气浮选法，DAF);另一种是通过旋转叶轮导入空气并分散气泡(导气浮选法，IAF)。由于溶气作用，DAF和IAF能促使混凝过程产生的絮凝体上浮，但机理有所不同。在DAF法中，压力突然下降时会形成许多依附在油滴上的微气泡，从而使油滴上浮至液面。在IAF法中，旋转剪切力迫使液体通过分散孔，造成负压将空气吸入液体中而获得所需的微气泡。絮凝体随后被撇渣机分离。它通常占废水体积的5%～10%，用压滤机压滤，体积可以减少至10%，然后进入污泥处置工艺。值得注意的是，压滤液必须返回到污水处理工艺中去，因为压滤液含有高浓度的有机污染物，若未经处理直接排放，会导致尾水超标。根据程雪莉对建材机械加工过程中切削乳化废水处理研究，认为：通常在投加混凝药剂前，需要对废水进行pH调节。因为这些药剂有一个最佳的pH适用范围，而且提高pH也有利于废水中的重金属溶出。混凝剂的效果还受到废水中的润滑剂、分散剂种类的影响。因此必须根据企业生产工艺的改变，对混凝剂的用量和投加条件进行相应的调整。超滤法超滤法采用物理方法去除废水中的微粒，去除率可以达到90%以上。超滤膜一般可分为聚合膜、陶瓷膜或者金属膜。膜可以是合成材料或非对称均匀材料。膜的材料和工艺会对膜的平均隙径、分布和透过性等产生影响。在巩清叶发表的《废切削液的处理与排放》一文中提到，超滤膜的过滤精度指标采用截流分子量MWCO。超滤膜的孔径是当量的平均值。膜组超滤过程中起分离作用的是膜表面上多孔致密层，一般以致密层上微孔径大小和孔径的分布来衡量膜的分离透过性能。膜壁上微孔的形状和大小并非完全一致，常使用截留率和截留分子量两个参数共同来衡量，截留率是指溶液中被截留的特定溶质的量所占溶