廢乳化液處理.doc

_廢乳化液機(jī)械制造工業(yè)中，金屬切削加工使用大量乳化液作為潤滑冷卻之用，乳化液經(jīng)過一段時間使用后 , 就會變成廢水排出。 乳化液中主要含有機(jī)油和表面活性劑，是用乳化油根據(jù)需要用水稀釋再加入乳化劑配制而成的。在機(jī)床切削使用的乳化液中為了提高乳化液的防銹性 , 還加入了亞硝酸鈉等。 由于乳化劑都是表面活性劑，當(dāng)它加入水中，使油與水的界面自由能大大降低，達(dá)到最低值，這時油便分散在水中。同時表面活性劑還產(chǎn)生電離，使油珠液滴帶有電荷，而且還吸附了一層水分子固定著不動 , 形成水化離子膜，而水中的反離子又吸附再其外表周圍，分為不動的吸附層和可動的擴(kuò)散層 , 形成雙電層 . 這樣使油珠外面包圍著一層有彈性的、堅(jiān)固的、帶有同性電荷的水化離子膜，阻止了油珠液滴互相碰撞時可能的結(jié)合，使油珠能夠得以長期地穩(wěn)定在水中 , 成為白色的乳化液。 配制的乳化液 pH 值一般再 89 之間，有的甚至高達(dá) 1011. 乳化液廢水水質(zhì)如表 1-1 所示： 表 1-1乳化液廢水水質(zhì)名 稱 PH SS(mg/L) 油 (mg/L) COD cr (mg/L) 某集團(tuán) 905 車間 8.17 22 11191 26251 914 車間 8.21 16 4540.9 31336 54 車間 8.50 33 8278.3 16562 乳化油的成分見表 1-2: 表 1-2乳化油的成分序號 成 分 常 用 物 質(zhì) 名 稱 1 基礎(chǔ)油 5號、7號、10號機(jī)油、蓖麻油、菜子油、豆油等。 2 乳化劑 陰離子表面活性劑 :油酸、高碳酸、蓖麻油、松香等的皂類；磺化油、石油磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等磺酸鹽與硫酸脂類；高級醇磷酸酯二鈉鹽等磷酸脂類。非離子型表面活性劑:聚氧乙脂肪醇醚、司本(失水山梨醇與脂肪酸的脂類,如月桂酸脂、油酸脂等)、吐溫(聚氧乙烯化的司本)等。兩性表面活性劑:6503、6501清洗劑等。 3 防銹劑 堿類 :碳酸鈉、三乙醇胺、苯乙醇胺等。水溶性緩蝕劑:亞硝酸鈉、苯甲酸鈉、磷酸三鈉、硼砂、水玻璃等。油溶性緩蝕劑:石油磺酸鋇、環(huán)烷酸鋅、羊毛脂等。 4 防霉殺菌劑 苯酚、四氯酚、已基汞硫代水楊酸鈉等。 5 穩(wěn)定劑 三乙醇胺、乙醇、異丙醇等。 6 助溶劑 少量水與乙醇的混合物。 7 極壓添加劑 氯化石臘、氯化硬脂酸等 .酸性磷酸脂、磷酸三甲酚脂等、硫化脂肪油、硫化油酸、烷基硫化物等、二聚酸乙二脂單脂等. 8 消泡劑 乙醇和其他低級醇、聚醚型表面活性劑 . 9 軟水劑 無水碳酸鈉、氫氧化鈉等 . 2.乳化液廢水的處理 2.1 乳化液廢水處理原理 根據(jù)乳化液的性質(zhì)，進(jìn)行乳化液廢水的處理需經(jīng)過二個步驟： 破乳劑油； (2) 水質(zhì)凈化去除表面活性劑等物質(zhì)。 破乳方法種類較多，有鹽析法、乳酸法、凝聚法、頂替法、高壓電法、吸附法等等。一般常用的采用鹽析凝聚混合法，現(xiàn)介紹如下 在乳化液中加入電解質(zhì)，電解質(zhì)的離子在乳化液中發(fā)生強(qiáng)烈的水化作用即爭水作用，使乳化液中的自由水分子減少了 , 對油珠產(chǎn)生脫水作用，從而破壞了乳化液油珠的水化層，中和了油珠的電性，破壞了它的雙電層結(jié)構(gòu)，因而油珠失去了穩(wěn)定性，產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象 ( 電解質(zhì)一般分為二、三價(jià)的鈣、鎂、鋁等鹽類 ) ，其反應(yīng)式如下： 2C 17 H 33 COONa + 2MgCl 2 (C 17 H 33 COO) 2 Mg+2NaCl 油酸皂 鎂皂 2C 17 H 33 (OSO 3 Na) COONa+2CaCl 2 (C 17 H 32 ) 2 (OSO 3 ) 2Ca (COO) 2 +4NaCl 磺化蓖麻油 2R SO 3 Na + CaCl 2 R SO 3 2Ca+2NaCl (R 為烷基 ) 石油酸鈉 石油磺酸鈣 加入混凝劑，則加快起到油水分離的目的。 在實(shí)際使用中，應(yīng)注意調(diào)整水的 pH 值 , 將 pH 值調(diào)整為 8.5 較好。 四種破乳方法比較見表 2-1 ： 表 2-1 四種破乳方法比較方 法 藥劑名稱 投 藥 量 處理后水質(zhì) 沉 渣 油 質(zhì) 優(yōu) 缺 點(diǎn) 鹽析法 氯化鈣 氯化鎂 硫酸鈣 硫酸鎂 氯化鈉 二價(jià)藥為 1.5 2.5 一價(jià)藥為 3 5 清晰透明，含油量 2040mg/L 耗氧量 2000mg/L 。 絮狀沉渣很少 棕黃色 , 清亮 油質(zhì)好，便于再生，投藥量最高，水中含鹽量最大。 凝聚法 聚合氯化鋁明礬 0.4 1 清晰透明 , 含油量 1550mg/L, 耗氧量 2000mg/L 。 絮狀沉渣很少 粘膠狀及絮狀 投藥量少，一般工廠適用；油質(zhì)較差 , 粘厚、水分多 , 再生困難。 混合法 綜合鹽析法和凝聚法的任何一種藥劑 投鹽 0.3 0.8 凝聚劑 0.3 0.5 清晰透明 , 含油量 2040mg/L, 耗氧量 2000mg/L 。 絮狀沉渣很少 稀糊狀 投藥量中等，破乳能力強(qiáng)，適應(yīng)性廣，對難于破乳的乳化液尤為適宜。 酸化法 廢硫酸廢鹽酸和石灰 約為廢水 6 清澈透明 , 含油量 20mg/L 以下 , 耗氧量低于其他方法。 約為 10 左右 棕紅色 , 清亮 . 水質(zhì)好，含油量低，還可以廢治廢，但沉渣多。 我們經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)篩選 , 配制出高效破乳絮凝劑 , 在工程實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用 , 見表 2-2 所示： 表 2-2 破乳試驗(yàn)結(jié)果表試驗(yàn)方法 精工 3 號 美孚切削油 日石 EC 50 嘉陵、建設(shè)用的乳化液 混凝劑法： 1 號高效破乳劑 投量大，沒破乳。 投量大，沒破乳。 攪拌后馬上出現(xiàn)礬花，破乳效果好。 攪拌后馬上出現(xiàn)礬花 , 破乳效果好。 酸析法：先加硫酸將樣品 pH 值調(diào)到 2 ，然后加堿調(diào)至 7, 投加 1 號高效破乳劑 . (1) pH 值調(diào)到 7后,無礬花產(chǎn)生；(2)加破乳劑攪拌后,產(chǎn)生礬花；(3)破乳效果好。 (1) pH 值調(diào)到 7后,無礬花產(chǎn)生；(2)加破乳劑攪拌后,產(chǎn)生礬花；(3)破乳效果好. 結(jié) 論 酸析法破乳 酸析法破乳 混凝劑法 混凝劑法 2.2 處理工藝流程選擇及設(shè)備 2.2.1國內(nèi)常用的乳化液處理機(jī)的工藝流程如圖2-1所示: 精品資料 圖 2-1 原乳化液處理機(jī)處理工藝流程圖 上述處理工藝流程中存在以下問題 : a. 由于乳化液中油、SS、COD含量較高,一級氣浮只能除去大部分油、SS、COD,殘留的部分只能靠石英砂濾罐、兩級活性炭吸附來保證出水達(dá)標(biāo),因此石英砂濾罐及兩級活性炭濾罐負(fù)荷較重,造成經(jīng)常反沖和活性炭很快飽和失去吸附作用需要更換的情況發(fā)生。 b.氣浮設(shè)備進(jìn)氣未設(shè)自控裝置，靠人工調(diào)整，很難達(dá)到良好的氣浮效果，工人操作難度大。 c.三個濾罐需經(jīng)常反沖洗，閥門多，操作繁雜，很難掌握，出水不能保證。 針對上述問題，我們設(shè)計(jì)了一種新型乳化液處理機(jī)，采用了新的處理工藝，解決了上述存在的問題，其處理工藝流程圖如圖 2-2所示: 圖 2-2 新型乳化液處理機(jī)處理工藝流程圖 2.2.2新型乳化液廢水處理設(shè)備特點(diǎn): a.采用兩極氣浮處理,能將SS、油在氣浮處理階段內(nèi)完成達(dá)標(biāo),去除絕大部分CODcr值(COD值在70170mg/L范圍內(nèi)),殘留的少量CODcr值只需一級活性炭濾罐處理,就能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,活性炭使用時間長(可達(dá)一年),并不經(jīng)常反沖(半個月一次)。 b.省去了一級石英砂濾罐,使處理工藝流程簡便。 c.原水泵采用潛水泵,保證泵能隨時啟動。 d.氣浮器1、氣浮器2均采用自動控制,不需人工管理,能達(dá)到最佳氣浮效果,電磁閥采用不銹鋼材料,專利產(chǎn)品,使氣浮效果更好。 該設(shè)備于 1996年5月起分別用在重慶某(集團(tuán))股份有限公司發(fā)動機(jī)車間乳化液廢水處理、905車間乳化液處理、914車間乳化液處理、54車間乳化液處理,效果良好,見表2-3. 表 2-3 乳化液廢水處理效果 (監(jiān)測數(shù)據(jù))名 稱 PH值 SS(mg/L) 油 (mg/L) COD cr (mg/L) 原水 發(fā)動機(jī)車間 905車間 914車間 54車間 8.0 8.17 8.21 8.50 630 22 16 33 70 11191 4540.9 8278.3 830 26251 31336 16562 出水 發(fā)動機(jī)車間 905車間 914車間 54車間 8.3 7.73 7.54 8.10 13 12 8 21.9 3.1 2.4 1.4 0.67 18.4 9.6 25.6 79.7 國 標(biāo) 69 70 10 100 備 注 采用的 JR-2型系列一體化乳化液廢水處理機(jī)、1號高效破乳絮凝劑 運(yùn)行費(fèi)用如表 2-4所示: 表 2-4 乳化液廢水運(yùn)行費(fèi)用表 廢水量 (m 3 /h) 電 耗 藥 耗 合 計(jì) (元) 運(yùn) 行 費(fèi)(元/m 3 ) 耗量 (KW) 金額 (元) 耗量 金額 (元) 2.00 2.00 0.80 4.80 5.60 2.80 2.2.3JR-2型乳化液處理機(jī)技術(shù)參數(shù) JR-2型乳化液處理機(jī):由反應(yīng)箱、二級氣浮系統(tǒng)、二級活性炭過濾系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、樓梯六個部分組成。 反應(yīng)箱 :ABLmm),V 有效 =0.96m 3 ,t=28.8min, 內(nèi)設(shè)攪拌機(jī),N=0.55KW； 加藥系統(tǒng) :H=580930(mm),V 有效 =0.43m 3 ；配有兩臺加藥泵CDL2-20及攪拌機(jī),N=0.37KW 二級氣浮系統(tǒng) :H=1.001.25(m),Q=2m 3 /h接觸室上升流速V c =10mm/S,氣浮分離速度V s =2.0mm/S,分離室停留時間10min,R=30,水 壓力0.250.3MPa ，設(shè)出水調(diào)節(jié)裝置； 溶氣泵 :32FPD15Z,Q=3.6m 3 /h,P=3.5-4.5kgf/cm 2 ,N=2.2KW； 活性炭過濾系統(tǒng)： H=0.802.00(m),配有過濾泵CDL2-20； 設(shè)備外形尺寸 :LBH=440022002100(),Q=2m 3 /h