废乳化液处理新工艺_陆善忠(1)

废乳化液处理新工艺陆善忠钱坤明提要介绍了废乳化液的处理方法,论述了超滤技术及其应用,重点讨论了废乳化液超滤工艺及自动控制的设计。关键词废乳化液超滤技术超滤工艺设计0前言随着我国工业不断发展,使用乳化液的产业越来越多,废液排放量也越来越大,而且废乳化液的成分越来越复杂。机械加工工业、汽车发动机加工流水线、冷轧钢板厂的轧辊及钢板的冷却和润滑,均使用乳化液。一套1420冷轧机组,每小时乳化液循环量达1500m3。按每年排放2～4次计算,乳化液废液量也相当之大。目前,许多国家对乳化液润滑冷却进行了深入的研究。稳定性极佳的微乳化合成酯乳化液在冷轧钢板厂中得到广泛的应用。但是由于它具有极其稳定的性能,因此给乳化液废水的处理增加了难度。现根据宝钢一冷轧废乳化液处理工程,以及宝钢厂委托上海原子核研究所做的工程试验资料,对乳化液废水采用超滤处理工艺作简要介绍。1废乳化液处理根据生产工艺需要,定期或不定期排出废弃乳化液,更换新的乳化液。轧钢厂及机械加工厂排出的废液中油含量为6.9×104～2.4×104mg/L,COD为1.3×104～4.7×103mg/L,大大超过排放标准,因此废乳化液必须进行处理。当今,国内外对乳化废液处理主要有三种方法:(1)化学法。即在废乳化液中,加酸破乳,加碱调节pH值,或加化学破乳剂破乳,然后再使油渣与水分离。对于一些多种乳化机油及稳定乳化液,用化学法较难处理,且该方法产生的浮油渣脱水较困难,造成二次污染。上海某汽车发动机厂的乳化液废水处理,就是采用化学法。这种方法的缺点是加酸难于控制,刮渣机经常受腐蚀,设备也较易损坏。用板框脱水设备脱水困难,泥饼需用人工铲刮,气浮出水经常带渣,出水水质不稳定。对于处理稳定性极佳的微乳化合成脂乳化液,采用化学法进行油水分离更加困难。(2)微生物法。此法的局限性较大。由于废乳化液的BOD值很低,而COD值相对来说又极高,相差十至几十倍,属于难生物降解的废水,因此不宜直接采用微生物法处理。(3)物理法。其主要工艺包括沉淀、加热油水分离、过滤、最后采用高分子膜超滤法进行油水分离。该工艺的优点是运行费用较省,设备管理方便,处理效果稳定,废油可回收利用,不产生二次污染,可全自动化控制,其缺点为一次性投资较高。下面对物理法超滤工艺进行重点介绍。2超滤技术及其应用超滤的基本原理是借助于高分子膜的过滤性能,把废液中不同分子量的物质在压力作用下进行分离。自从1973年出现第一台组装式超滤设备后,超滤技术经20多年的发展在很多领域得到了应用。例如用于制药工业中的提纯,汽车工业中的电泳漆废水处理,机械加工工业及冶金轧钢厂的废乳化液的处理等。在应用超滤技术时,应充分注意影响超滤工艺运行的几个因素。2.1废乳化液中杂质的影响分离液中的杂质,例如轧钢废乳化液中的氧化铁屑易使超滤膜堵塞。因此,应充分重视废液进入超滤器前的预处理。2.2流速的影响超滤管内(或超滤膜片之间)分离液的流速,对于某种膜来说,应控制在一定范围之内。如果流速太低,超滤管内会产生沉淀;流速过高,会影响超滤给水排水Vol.26No.7200039DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2000.07.013膜的使用寿命,而且会增加动力消耗。据日本报道,被试验证实的反映膜的渗透率与某些操作条件的关系式如下:1f=1ΔP(Rm+Rf)+1Avln(C1/C)式中f———渗透率,即超滤的处理能力,L/(m2·h);ΔP———膜内外的压差,kg/cm2;Rm———膜的阻抗,根据膜的材料及其孔径大小而决定的膜材料的阻抗;Rf———由膜内粘附物引起的附加阻抗;v———流速,m/s;C———处理原液的浓度;A、C1———均为试验常数。但由于各种要处理的废液成分不同,为判断某种膜的最佳技术参数,往往应通过试验测得,并以此参数作为生产操作的依据。图1是对某种膜的试验中测得的处理液的流速与渗透率之间的关系。从图1中可以看出,在一定的平均压力和一定的温度范围内,流速到达一定值后,其分离膜的渗透率不再有明显的增加。宝钢超滤器中的处理液流速约为1.5m/s左右,控制在经济流速范围之内。图1处理液流速与渗透率的关系2.3操作压力的影响在乳化液废水处理工艺中,其操作压力对分离膜的渗透率有较大影响,操作压力的高低,直接影响到运行的动能消耗和处理成本。图2是某种膜的渗透率与操作平均压力的关系曲线。从图2中可以看出,某种膜在处理某种乳化液废水时,有一个最佳的操作压力,过高的压力对提高渗透率作用不大,相反还会造成膜的破坏,增加动图2操作平均压力与渗透率的关系力消耗。宝钢的运行压力为0.4MPa左右。2.4温度的影响处理液的温度对膜的渗透率也有较大影响。例如由于轧钢废乳化液的粘度随着废水温度的升高而降低,所以使膜的渗透通量提高。选择合理的运行温度,可以降低处理系统的一次