摘要：國內外處理(li)機械加工(gong)廢水(shui)主要用(yong)化(hua)學破乳(ru)、藥劑電(dian)解、活性炭吸附(fu)或超濾（或反滲透）等處理(li)技術。化(hua)學破乳(ru)法(fa)是目(mu)前(qian)國內外普遍用(yong)來提高水(shui)質(zhi)處理(li)效率的(de)一種既經濟(ji)又簡便的(de)水(shui)質(zhi)處理(li)方法(fa)。常用(yong)的(de)破乳(ru)方法(fa)有鹽析法(fa)、凝聚法(fa)、酸化(hua)法(fa)、復合(he)法(fa)。

在(zai)機械(xie)加(jia)(jia)工(gong)工(gong)業(ye)，尤(you)其是軸承和汽(qi)車配件加(jia)(jia)工(gong)企(qi)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)切(qie)削、研磨(mo)等加(jia)(jia)工(gong)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，乳(ru)化(hua)液被普遍使(shi)用(yong)。在(zai)使(shi)用(yong)過(guo)(guo)程(cheng)時(shi)，乳(ru)化(hua)液發(fa)生(sheng)不同程(cheng)度的(de)(de)(de)(de)(de)酸敗，性能降(jiang)低，因此要(yao)定期更換新的(de)(de)(de)(de)(de)乳(ru)化(hua)液。隨著工(gong)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)迅速發(fa)展，這種含油(you)污水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)排放量與日俱增。廢乳(ru)化(hua)液除(chu)具有(you)一般含油(you)廢水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)危害外(wai)，由于表(biao)面活性劑的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，機械(xie)油(you)高(gao)度分散在(zai)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)，動植物(wu)、水(shui)(shui)生(sheng)生(sheng)物(wu)更易吸收，而且(qie)表(biao)面活性劑本身對生(sheng)物(wu)也有(you)害，還可使(shi)一些不溶于水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)毒物(wu)質被溶解。為提高(gao)乳(ru)化(hua)液的(de)(de)(de)(de)(de)防銹性，添加(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)亞硝酸鈉很容易轉化(hua)成致癌的(de)(de)(de)(de)(de)亞硝基胺(an)，對生(sheng)態系統造成嚴重(zhong)破壞，必須加(jia)(jia)以(yi)治理。

目前，我國(guo)對(dui)機械加工中(zhong)排放的(de)高(gao)(gao)濃度、乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)嚴重的(de)含油廢水(shui)仍(reng)沒有(you)(you)得到很好地處(chu)理(li)(li)。主(zhu)要是由于隨著技(ji)術(shu)的(de)提高(gao)(gao)，乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)液的(de)穩定(ding)性(xing)越來(lai)越高(gao)(gao)，越來(lai)越難破(po)(po)(po)乳(ru)(ru)(ru)(ru)。國(guo)內外(wai)處(chu)理(li)(li)這類(lei)廢水(shui)主(zhu)要用(yong)(yong)(yong)化(hua)(hua)學(xue)破(po)(po)(po)乳(ru)(ru)(ru)(ru)、藥(yao)(yao)劑(ji)電(dian)解(jie)、活(huo)性(xing)炭吸附(fu)或超濾（或反滲透(tou)）等處(chu)理(li)(li)技(ji)術(shu)。化(hua)(hua)學(xue)破(po)(po)(po)乳(ru)(ru)(ru)(ru)法(fa)(fa)(fa)是目前國(guo)內外(wai)普(pu)遍用(yong)(yong)(yong)來(lai)提高(gao)(gao)水(shui)質處(chu)理(li)(li)效率的(de)一種既經濟(ji)又簡(jian)便(bian)的(de)水(shui)質處(chu)理(li)(li)方法(fa)(fa)(fa)，由于它對(dui)原(yuan)水(shui)水(shui)質要求(qiu)低(di)，處(chu)理(li)(li)工藝(yi)和設備簡(jian)單，操作方便(bian)，能耗低(di)，對(dui)大、中(zhong)、小型企業(ye)(ye)廢乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)液處(chu)理(li)(li)皆(jie)適用(yong)(yong)(yong)等特點而被普(pu)遍應用(yong)(yong)(yong)[2]。常用(yong)(yong)(yong)的(de)破(po)(po)(po)乳(ru)(ru)(ru)(ru)方法(fa)(fa)(fa)有(you)(you)鹽析法(fa)(fa)(fa)、凝(ning)聚法(fa)(fa)(fa)、酸(suan)化(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)、復合法(fa)(fa)(fa)。本文以氣(qi)門生產(chan)車間的(de)廢乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)液為研(yan)究對(dui)象，選用(yong)(yong)(yong)化(hua)(hua)學(xue)破(po)(po)(po)乳(ru)(ru)(ru)(ru)法(fa)(fa)(fa)，通過實(shi)驗(yan)室實(shi)驗(yan)，選擇合適的(de)混凝(ning)劑(ji)并確(que)定(ding)了最(zui)(zui)佳投藥(yao)(yao)量，最(zui)(zui)佳pH值范圍和破(po)(po)(po)乳(ru)(ru)(ru)(ru)時間，對(dui)于指導企業(ye)(ye)的(de)廢水(shui)處(chu)理(li)(li)具有(you)(you)實(shi)際意義(yi)。

1試驗材料和方法

試劑：FeSO4·7H2O（CP），FeCl3·6H2O，AlCl3，Al2（SO4）3·18H2O，PAC（工業產品）；NaCl，Na2SO4，石油醚(mi)（30～60），H2SO4，K2Cr2O7（基準試劑），（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O，Ag2SO4。

主要(yao)儀(yi)器(qi)：電熱(re)恒(heng)溫鼓風干燥箱，501型(xing)恒(heng)溫水浴器(qi)，分液漏斗，干燥器(qi)，791型(xing)磁(ci)力加熱(re)攪拌(ban)器(qi)，pHS—25型(xing)酸度計。

水樣：取自濟南某汽(qi)車配件廠氣門車間，為(wei)切削液(ye)和乳化油(you)的混合液(ye)。使用陰離子型表面活(huo)性劑石油(you)磺酸(suan)鋇和石油(you)磺酸(suan)鈉。水樣的CODCr為(wei)57326.7mg/L，油(you)含量為(wei)23704.4mg/L，pH為(wei)10.08。

2初步實驗

分別采(cai)用酸化、電(dian)解質(CaCl2)、混凝(ning)劑(AlCl3、Al2（SO4）3、FeCl3、FeSO4和(he)PAC)以及(ji)電(dian)解質與混凝(ning)劑復合處理廢乳(ru)化液(ye)。試驗(yan)表(biao)明，復合破(po)乳(ru)法即先采(cai)用電(dian)解質氯化鈣破(po)乳(ru)，再投加混凝(ning)劑凝(ning)聚、絮凝(ning)處理效(xiao)果好，并進一(yi)步選用CaCl2+FeCl3和(he)CaCl2+Al2(SO4)3作對比試驗(yan)，研究最(zui)佳(jia)投藥量、最(zui)佳(jia)pH值范(fan)圍、破(po)乳(ru)時(shi)間。

電解質(zhi)氯化鈣破乳機理主要(yao)有以(yi)下幾點：

（1）CaCl2投入乳化液(ye)廢水中(zhong)離解成(cheng)為正、負離子，發生強烈的(de)水化作(zuo)(zuo)用即爭水作(zuo)(zuo)用，使乳化液(ye)中(zhong)的(de)自由水分子減少，對油珠產生脫水作(zuo)(zuo)用，從而破壞了乳化液(ye)油珠的(de)水化層。

（2）向(xiang)陰(yin)離子表面活(huo)性劑所穩定(ding)的(de)乳化(hua)液廢水中(zhong)投加(jia)CaCl2后，Ca2+壓縮雙電(dian)(dian)層(ceng)，降低ζ電(dian)(dian)位，減小乳化(hua)油膠粒之間的(de)相互排斥力，在范德華力作用下有可(ke)能碰撞并大成為(wei)分散(san)油。

（3）Ca2+可與表面活性劑生成不溶于水的金屬皂沉淀：
　
2RSO3Na+Ca2+→（RSO3）2Ca↓+2Na+[3]
　
（RSO3）2Ba+Ca2+→（RSO3）2Ca↓+Ba2+

金屬皂(zao)的(de)形成(cheng)使乳(ru)化(hua)液由(you)O/W型轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為W/O型，在轉(zhuan)(zhuan)型中脫穩，從而達到破乳(ru)目(mu)的(de)。

3對比實驗

3.1最佳投藥量的確定

先投(tou)加(jia)CaCl2攪拌半分鐘，再(zai)投(tou)加(jia)Al2(SO4)3(或(huo)FeCl3)。在室溫條(tiao)件(jian)下(xia)，快(kuai)攪1min，慢攪3min，靜置1h，取下(xia)清液(ye)（由于破乳后絮體中油的含量很大(da)，而油的密度比水小(xiao)，因(yin)此(ci)絮體上(shang)浮而不是下(xia)沉）過濾后測(ce)CODcr和油的含量。分別(bie)用不同量復(fu)合CaCl2和Al2(SO4)3(或(huo)FeCl3)處理水樣，試驗結果見(jian)圖1、圖2。（CODcr的測(ce)定采(cai)用重鉻酸鉀法，油的測(ce)定采(cai)用重量法，pH值的測(ce)定采(cai)用玻璃電極(ji)法。）

由圖1、圖2可以看出：CaCl2和Al2(SO4)3的最佳投加量分別為：5kg/m3和5kg/m3，CODcr和油的去除率分別為：83.24%和99.23%。CaCl2和FeCl3的最佳投加量為：4kg/m3和4kg/m3。CODcr和油的去除率分別可以達到：85.02%和99.45%。CaCl2和FeCl3復合破乳的投藥量比
CaCl2和Al2(SO4)3復合破(po)乳時的要少(shao)，而且處理效果(guo)好。

3.2pH值的影響

用稀硫(liu)酸改變原(yuan)水的(de)pH值后，加入CaCl2(5kg/m3),攪(jiao)拌半分(fen)鐘(zhong)，再加入Al2(SO4)3（5kg/m3）,(加入CaCl2(4kg/m3),攪(jiao)拌半分(fen)鐘(zhong)，再加入FeCl3（4kg/m3）)快攪(jiao)1min，慢(man)攪(jiao)3min，靜置1h，取(qu)下清(qing)液過(guo)濾后測CODcr和(he)油的(de)含量。結果(guo)見圖3、圖4、圖5、圖6。

由圖(tu)3、圖(tu)4、圖(tu)5、圖(tu)6可看出(chu)：選(xuan)用CaCl2和Al2(SO4)3進(jin)行復合(he)破(po)乳時(shi)(shi),最佳pH值(zhi)(zhi)范(fan)圍(wei)為(wei)6~8.2，投加CaCl2后(hou)即在(zai)(zai)(zai)投加混(hun)凝劑時(shi)(shi)的(de)(de)pH值(zhi)(zhi)為(wei)6~7.8。在(zai)(zai)(zai)水(shui)溶液中(zhong)存在(zai)(zai)(zai)Al2(SO4)3水(shui)解(jie)產(chan)生(sheng)的(de)(de)一(yi)系列單核(he)羥基絡(luo)合(he)物(wu)(wu)、多核(he)羥基絡(luo)合(he)物(wu)(wu)和高聚(ju)合(he)度(du)的(de)(de)Al(OH)3沉淀(dian)物(wu)(wu)，以(yi)(yi)及未(wei)水(shui)解(jie)的(de)(de)Al3+[4]。在(zai)(zai)(zai)一(yi)定(ding)的(de)(de)pH范(fan)圍(wei)內，各(ge)種不同(tong)形態的(de)(de)化合(he)物(wu)(wu)以(yi)(yi)不同(tong)比例(li)存在(zai)(zai)(zai)，因(yin)此對水(shui)中(zhong)膠粒的(de)(de)作用也(ye)不止一(yi)種，同(tong)時(shi)(shi)存在(zai)(zai)(zai)電(dian)性中(zhong)和、壓縮雙電(dian)層、吸附(fu)架橋、沉淀(dian)網捕等幾種作用[5]。在(zai)(zai)(zai)某(mou)一(yi)pH值(zhi)(zhi)下(xia)以(yi)(yi)其中(zhong)的(de)(de)一(yi)種為(wei)主，其他為(wei)輔。在(zai)(zai)(zai)pH值(zhi)(zhi)6~7.8范(fan)圍(wei)內，以(yi)(yi)金屬核(he)數目無(wu)限多、聚(ju)合(he)度(du)無(wu)限大的(de)(de)中(zhong)性氫(qing)氧化物(wu)(wu)沉淀(dian)為(wei)主。廢水(shui)中(zhong)的(de)(de)膠粒可作為(wei)沉淀(dian)物(wu)(wu)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)中(zhong)心，從而(er)形成(cheng)(cheng)微小(xiao)絮體，也(ye)可在(zai)(zai)(zai)沉淀(dian)物(wu)(wu)形成(cheng)(cheng)時(shi)(shi)被網捕和粘接(jie)。水(shui)中(zhong)的(de)(de)某(mou)些溶解(jie)性有(you)機物(wu)(wu)也(ye)可被絮體吸附(fu)而(er)被去(qu)除(chu)。當pH值(zhi)(zhi)過小(xiao)或過高時(shi)(shi)，水(shui)中(zhong)的(de)(de)H+或OH-增多，影響Al2(SO4)3水(shui)解(jie)，導致去(qu)除(chu)率下(xia)降。

同樣由(you)圖(tu)(tu)(tu)3、圖(tu)(tu)(tu)4、圖(tu)(tu)(tu)5、圖(tu)(tu)(tu)6可看出：選用CaCl2、FeCl3進行復合破乳時最佳(jia)pH范圍(wei)(wei)為(wei)5.9～8.4，投加(jia)CaCl2后(hou)即(ji)在(zai)投加(jia)混(hun)凝劑時的(de)pH值(zhi)為(wei)6～8。原因與Al2(SO4)3大(da)致相同。但FeCl3的(de)pH值(zhi)范圍(wei)(wei)較Al2(SO4)3的(de)稍寬，而且最佳(jia)pH值(zhi)要稍低(di)一(yi)些。在(zai)pH值(zhi)低(di)時，出水的(de)色度低(di)。

3.3　破乳(ru)時間的影響

通過試驗發現，在投加CaCl2后靜置一段時間(分別靜置了12小時、24小時，其它條件相同)，再投加混凝劑，CODcr和油的去除率比加完CaCl2立即投加混凝劑都有所提高，靜置24小時的效果最好。因此，可通過延長破乳時間，減少投藥量。
加(jia)(jia)酸使pH=6.87后(hou)(hou)(hou)，分別進(jin)行如下操作：（1）加(jia)(jia)入(ru)CaCl22.5kg/m3,靜置24小時后(hou)(hou)(hou)，再加(jia)(jia)入(ru)Al2(SO4)3。（2）加(jia)(jia)入(ru)CaCl22kg/m3,靜置24小時后(hou)(hou)(hou)，再加(jia)(jia)入(ru)FeCl3。混凝劑投加(jia)(jia)量與(yu)CODcr和(he)油的剩余量關(guan)系見圖7、圖8。

當(dang)FeCl3和Al2(SO4)3的(de)(de)投加量分別(bie)達到4kg/m3和5kg/m3時(shi)，雖然CODcr和油的(de)(de)去(qu)除率高，但產生(sheng)的(de)(de)絮渣相當(dang)多，而且上浮很慢，在(zai)工程中不宜采用(yong)。由圖7、圖8可以看出：CaCl2和FeCl3的(de)(de)投加量分別(bie)為2kg/m3和3kg/m3時(shi)，CODcr和油的(de)(de)剩余量分別(bie)為6899.2mg/L、36mg/L。

在相同的pH值(zhi)下投(tou)加(jia)CaCl2后(hou)不靜(jing)置，接(jie)著投(tou)加(jia)FeCl3，要達到這個去除效果，CaCl2和(he)(he)FeCl3的投(tou)加(jia)量接(jie)近4kg/m3和(he)(he)4kg/m3（由圖3、圖4可看出）。CaCl2和(he)(he)Al2(SO4)3的投(tou)加(jia)量分(fen)別為2.5kg/m3和(he)(he)4kg/m3時，CODcr和(he)(he)油的剩余量分(fen)別為6311.2mg/L、53.8mg/L。在相同的pH值(zhi)下

投加(jia)CaCl2后不(bu)靜(jing)置(zhi)，接著投加(jia)FeCl3，要達到這個去(qu)除效果，CaCl2和FeCl3的投加(jia)量(liang)接近5kg/m3和5kg/m3（由圖(tu)3、圖(tu)4可看(kan)出）。因此，在投加(jia)CaCl2后靜(jing)置(zhi)24小時可以(yi)破乳(ru)更充分，提高CODcr和油的去(qu)除率，減少投藥量(liang)，降低成(cheng)本(ben)。

4絮渣的處理

采用CaCl2+FeCl3處理水樣時，油渣分離較好，但不能完全分離。取收集的廢渣50mL，加入1+1的硫酸1mL，可以使油渣很好地分離，此時絮渣沉淀，油浮在上面，可以回收。而且絮渣脫出的水呈酸性，還含有鈣離子、鐵離子，可以回用到廢乳化液中調節pH值、破乳混凝，減少藥劑用量。酸化后的泥渣可送鍋爐房焚燒處理。
采用CaCl2+Al2(SO4)3處理(li)水(shui)樣時，油(you)渣不易分離，很難回收(shou)油(you)，因此廢(fei)乳化液中的油(you)轉移到(dao)絮(xu)渣中，造成二次污染。

5　結論

（1）采(cai)用CaCl2+FeCl3處(chu)理(li)水(shui)樣比CaCl2+Al2(SO4)3處(chu)理(li)時(shi)的最佳pH值范圍稍(shao)寬。工廠內酸(suan)洗(xi)金屬件的廢(fei)水(shui),含有強酸(suan)(H2SO4、HNO3),可(ke)以(yi)用來調節(jie)pH值，還含有亞鐵離子(zi)，可(ke)以(yi)有助于破乳混凝。為防止腐蝕，可(ke)調節(jie)pH值在(zai)7左右。

（2）采用CaCl2+FeCl3處理水樣較(jiao)CaCl2+Al2(SO4)3處理時(shi)的(de)最佳投(tou)藥量(liang)(liang)少(shao)。投(tou)加(jia)CaCl2后靜(jing)置24小時(shi)，再投(tou)加(jia)混凝劑，可以大(da)大(da)減少(shao)投(tou)藥量(liang)(liang)。在pH=6.87，CaCl2和(he)(he)FeCl3的(de)投(tou)加(jia)量(liang)(liang)分別為(wei)2kg/m3和(he)(he)3kg/m3時(shi)，CODcr和(he)(he)油(you)的(de)去(qu)(qu)除率分別為(wei)87.97%和(he)(he)99.85%。CaCl2和(he)(he)Al2(SO4)3的(de)投(tou)加(jia)量(liang)(liang)為(wei)2.5kg/m3和(he)(he)4kg/m3，CODcr和(he)(he)油(you)的(de)去(qu)(qu)除率分別為(wei)88.98%和(he)(he)99.77%。

（3）用CaCl2+FeCl3處理水樣時產生的絮渣可以加酸后回收油，絮渣脫出的水呈酸性還含有Ca2+、Fe3+，可投加到廢乳化液中，減少藥劑用量。
綜上所述，采用CaCl2+FeCl3處理水樣較CaCl2+Al2(SO4)3處理時的效果要(yao)(yao)好，只(zhi)是FeCl3的價格比(bi)Al2(SO4)3要(yao)(yao)高(gao)，出水色度要(yao)(yao)高(gao)，而且FeCl3腐蝕性大。

參考文獻

[1]陸斌，陸曉千．一種含油乳化液廢水處理技術的工程應用．環境工程，2001,6(3)：12~13
[2]王健平，焦君．新型混凝劑FS—FA處理乳化液廢水的試驗研究．環境科技，2000，12（3）：54~60
[3]劉紅，幸福堂，朱曉帆．冷軋乳化液的處理方法．武漢科技大學學報，2000，23（3）：247~250
[4]A.Pinotto,N.Zaritzky.Effectofaluminumsulfateandcationicpolyelectrolytesonthedestabilizationofemulsifiedwastes.WasteManagement21(2001)535~542
[5]魏(wei)星．鋁鹽鐵鹽的混凝機(ji)理(li)及特性探(tan)討．煤(mei)礦環境保護(hu)，1996，3：60~63

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