建材机械加工过程中切削乳化废水处理

建材机械加工过程中切削乳化废水处理建材机械加工过程中切削乳化废水处理在建材、机械等行业设备加工过程中,使用水包油型(O/W)的乳化液作润滑剂、冷却液、积压抗磨剂、防锈剂,以便减小摩擦力、降低热效应、延长刀具寿命、提高加工质量和生产效率。由于该类乳化废水中含有大量不饱和油脂、皂类、乳化剂和添加剂等有机物,在长期使用中被空气氧化,以及切削过程中摩擦受热和金属的催化作用,使乳化液中的油脂氧化,而且乳化液中缺少阳光,细菌大量繁殖形成缺氧环境,致使逐渐腐败变质失去作用,并产生难闻的臭味,因此乳化液必须定期更换,故在这些行业中会排放出大量的废水。这类废水的主要成分为机械油或矿物油、皂类、乳化剂、消泡剂、润滑防腐剂、可溶性有机物、金属切削和固体悬浮物,也含有一定浓度的表面活性剂、稳定剂、乳化油。切削乳化废水非常稳定,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。本文采用硅酸铝铁絮凝剂(PAFSi),对西安某建材机械加工企业切割车间产生的切削乳化废水进行破乳絮凝处理,取得了良好的效果。实验试剂及仪器试剂:浓H2SO4,Fe2(SO4)3,Al2(SO4)3·18H2O,Na2SiO3·9H2O,均为分析纯仪器:SWC-Ⅱ型数字贝克曼温度计,南京桑力电子设备厂;pHS-29A型数字酸度计,杭州东星仪器厂;76-1型玻璃恒温水浴锅,山东鄄城华鲁电热仪器有限公司;ESJ60-4型电子天平,沈阳龙腾电子称量仪器有限公司;1000W万用电炉,哈尔滨永丰电器厂。絮凝剂的制备按n(Si)∶n(Al)∶n(Fe)摩尔比为3∶2∶1制备该絮凝剂,制备过程:①制备聚硅酸PSi:取一定量的水玻璃,溶解于蒸馏水中,在搅拌下,用30%H2SO4调节pH为3在室温下反应2h,使硅酸有一定的聚合度,待用;②定量移取Al2(SO4)3溶液(0.5mol/L),调节pH为3,温度60℃下,快速搅拌的同时用酸式滴定管将适量的Fe2(SO4)3溶液(0.5mol/L)滴入Al2(SO4)3溶液中,反应一定的时间;③将一定量熟化后的PSi引入铝铁盐混合溶液,后在慢速搅拌温度70℃下反应2h,取出熟化24h后,即得液体硅酸铝铁絮凝剂(PAFSi)。实验水样机械切削乳化废水COD为9×104~1×105mg/L范围,属于高浓度有机废水,pH在12以上,显强碱性。含有油酸类、防锈剂、极压剂、太古油、矿物油、机械油、多种表面活性剂及添加剂等物质,其中的两种废水成分更特殊。稳定性都相当高,外观有暗灰色,粘稠,气味恶臭刺鼻。实验方法试验采用单因素法,对该种乳化废水进行处理试验,优化工艺操作参数。具体操作步骤:取100ml机械切削乳化废水于200ml烧杯中,用1∶1HNO3调整pH,在不同温度下,加入不同量的自制液体硅酸铝铁絮凝剂(PAFSi),搅拌使其破乳絮凝,后静置分层,取清液,测其COD,COD测定方法采用国标K2Cr2O7回流法(CODCr)进行测定,以下均记为COD。对稳定性强、COD值很高、含有油剂表面活性剂的切削乳化废水,若使用一般单一的无机或有机絮凝剂处理,很难将其破乳絮凝分离处理,而且存在处理效率慢、药剂用量大、工艺繁琐、出水水质仍然相当差等问题。PAFSi絮凝剂具有优良的破乳、絮凝效果。究其原因是该絮凝剂具有较高的电荷和较大的分子量,容易发挥电中和及吸附架桥作用;其中的Al3+、Fe3+等高价离子低分子电解质有高度的水解-聚合,接近沉淀态而不沉淀的多羟基聚合物;氧桥、羟桥形成的分子链更长、更稳定,长链能同时包裹、吸附许多胶体粒子,在架桥絮凝的同时发生了卷扫网捕作用。采用PAFSi絮凝剂处理切削乳化废水,在100ml切削乳化废水中投加絮凝剂量为10.0ml~12.0ml,pH控制在5.8~6.5之间,温度50~55℃,搅拌方式先快后慢,即先2min内100r/min,后期15min内600r/min~70r/min,COD去除率达98.5%。且处理后的水质清,絮体大,沉降速度快等,效果好。