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1、For personal use only in study and research; not for commercial use机械行业废水处理的原理及方法处理机械加工主要用化学破乳、药剂电解、吸附或超滤（或反渗透）等处理技术。化 学破乳法是目前国内外普遍用来提高水质处理效率的一种既经济又简便的水质处理方法。 常用的破乳方法有盐析法、凝聚法、酸化法、复合法。在机械加工，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，乳化液被 普遍使用。在使用过程时，乳化液发生不同程度的酸败，性能降低，因此要定期更换新的 乳化液。随着的迅速发展，这种含油污水的排放量与日俱增。废乳化液除具有一般含油的
2、 危害外，由于表面活性剂的作用，机械油高度分散在水中，动植物、水生生物更易吸收， 而且表面活性剂本身对生物也有害，还可使一些不溶于水的有毒物质被溶解。为提高乳化 液的防锈性，添加的亚硝酸钠很容易转化成致癌的亚硝基胺，对生态系统造成严重破坏， 必须加以治理。目前，我国对机械加工中排放的高浓度、乳化严重的含油仍没有得到很好地处理。主 要是由于随着技术的提高，乳化液的稳定性越来越高，越来越难破乳。国内外处理这类主 要用化学破乳、药剂电解、吸附或超滤（或反渗透）等处理技术。化学破乳法是目前国内 外普遍用来提高水质处理效率的一种既经济又简便的水质处理方法，由于它对原水水质要 求低，处理工艺和设备简单，操
3、作方便，能耗低，对大、中、小型企业废乳化液处理皆适 用等特点而被普遍应用2。常用的破乳方法有盐析法、凝聚法、酸化法、复合法。本文以 气门生产车间的废乳化液为研究对象，选用化学破乳法，通过实验室实验，选择合适的混 凝剂并确定了最佳投药量，最佳pH值范围和破乳时间，对于指导企业的处理具有实际意 义。1 试验材料和方法试剂：FeSO47H2O (CP), FeCI3H2O , AICI3 , AI2 ( S04 ) 318H2O , PAC (产品)；NaCI , Na2SO4，石油醚(30 60 ), H2SO4 , K2Cr2O7 (基准试剂)， (NH4 ) 2Fe ( SO4 ) 26H2O
4、 , Ag2SO4。主要仪器：电热恒温鼓风干燥箱， 501 型恒温水浴器，分液漏斗，干燥器， 791 型磁力 加热搅拌器， pHS25 型酸度计。水样：取自济南某汽车配件厂气门车间，为切削液和乳化油的混合液。使用阴离子型表面活性剂石油磺酸钡和石油磺酸钠。水样的CODCr为57326.7mg/L,油含量为 23704.4mg/L , pH 为 10.08。2 初步实验分别采用酸化、电解质(CaCI2)、混凝剂(AICI3、AI2(SO4)3、FeCI3、FeSO4和 PAC)以及电解质与混凝剂复合处理废乳化液。试验表明，复合破乳法即先采用电解质氯化 钙破乳，再投加混凝剂凝聚、絮凝处理效果好，并进
5、一步选用CaCI2+FeCI3和 CaCI2+AI2(SO4)3作对比试验，研究最佳投药量、最佳pH值范围、破乳时间。电解质氯化钙破乳机理主要有以下几点：(1) CaCI2投入乳化液中离解成为正、负离子，发生强烈的水化作用即争水作用，使 乳化液中的自由水分子减少，对油珠产生脱水作用，从而破坏了乳化液油珠的水化层。(2) 向阴离子表面活性剂所稳定的乳化液中投加CaCI2后，Ca2+压缩双电层，降低Z电位，减小乳化油胶粒之间的相互排斥力，在范德华力作用下有可能碰撞并大成为分散 油。(3) Ca2+可与表面活性剂生成不溶于水的金属皂沉淀：2RSO3Na+Ca2+ ( RSO3)2CaJ+2Na+3(
6、RS03 ) 2Ba+Ca2+ ( RS03 ) 2CaJ+Ba2+金属皂的形成使乳化液由 O/W 型转化为 W/O 型，在转型中脱稳，从而达到破乳目的。3 对比实验3.1 最佳投药量的确定先投加CaCI2搅拌半分钟，再投加AI2(SO4)3(或FeCI3)。在室温条件下，快搅1min , 慢搅3min，静置1h,取下清液(由于破乳后絮体中油的含量很大，而油的密度比水小， 因此絮体上浮而不是下沉)过滤后测CODcr和油的含量。分别用不同量复合CaCI2和 AI2(SO4)3(或FeCI3)处理水样，试验结果见图1、图2。( CODcr的测定采用重铬酸钾法， 油的测定采用重量法， pH 值的测定
7、采用玻璃电极法。)由图1、图2可以看出：CaCI2和AI2(SO4)3的最佳投加量分别为：5kg/m3和5kg/m3，CODcr和油的去除率分别为：83.24%和99.23%。CaCI2和FeCI3的最佳投加 量为：4kg/m3和4kg/m3。CODcr和油的去除率分别可以达到：85.02%和99.45%。CaCI2和FeCI3复合破乳的投药量比CaCI2和AI2(SO4)3复合破乳时的要少，而且处理效果好。3.2pH 值的影响用稀硫酸改变原水的pH值后，加入CaCI2(5kg/m3),搅拌半分钟，再加入AI2(SO4)3(5kg/m3),(加入 CaCI2(4kg/m3),搅拌半分钟，再加入
8、 FeCI3( 4kg/m3 )快搅 1min，慢 搅3min，静置1h，取下清液过滤后测CODcr和油的含量。结果见图3、图4、图5、图6。由图3、图4、图5、图6可看出：选用CaCI2和AI2(SO4)3进行复合破乳时，最佳pH 值范围为68.2，投加CaCI2后即在投加混凝剂时的pH值为67.8。在水溶液中存在 AI2(SO4)3水解产生的一系列单核羟基络合物、多核羟基络合物和高聚合度的AI(OH)3沉 淀物，以及未水解的AI3+4。在一定的pH范围内，各种不同形态的化合物以不同比例存 在，因此对水中胶粒的作用也不止一种，同时存在电性中和、压缩双电层、吸附架桥、沉 淀网捕等几种作用5。在
9、某一 pH值下以其中的一种为主，其他为辅。在pH值67.8范 围内，以金属核数目无限多、聚合度无限大的中性氢氧化物沉淀为主。中的胶粒可作为沉 淀物形成的中心，从而形成微小絮体，也可在沉淀物形成时被网捕和粘接。水中的某些溶 解性有机物也可被絮体吸附而被去除。当pH值过小或过高时，水中的H+或OH-增多，影 响 Al2(SO4)3 水解，导致去除率下降。同样由图3、图4、图5、图6可看出：选用CaCI2、FeCI3进行复合破乳时最佳pH 范围为5.9 - 8.4，投加CaCI2后即在投加混凝剂时的pH值为6 8。原因与AI2(SO4)3大 致相同。但FeCl3的pH值范围较Al2(SO4)3的稍宽
10、，而且最佳pH值要稍低一些。在pH 值低时，出水的色度低。3.3 破乳时间的影响通过试验发现，在投加CaCl2后静置一段时间(分别静置了 12小时、24小时，其它条 件相同)，再投加混凝剂， CODcr 和油的去除率比加完 CaCI2 立即投加混凝剂都有所提高， 静置24小时的效果最好。因此，可通过延长破乳时间，减少投药量。加酸使pH=6.87后，分别进行如下操作：(1 )加入CaCI22.5kg/m3,静置24小时后，再 加入AI2(SO4)3( 2 )加入CaCI22kg/m3,静置24小时后，再加入FeCI3。混凝剂投加 量与CODcr和油的剩余量关系见图7、图8。当FeCI3和AI2(
11、SO4)3的投加量分别达到4kg/m3和5kg/m3时，虽然CODcr和油的 去除率高，但产生的絮渣相当多，而且上浮很慢，在工程中不宜采用。由图7、图8可以 看出：CaCI2和FeCI3的投加量分别为2kg/m3和3kg/m3时，CODcr和油的剩余量分别 为 6899.2mg/L、 36mg/L。在相同的pH值下投加CaCI2后不静置，接着投加FeCI3，要达到这个去除效果，CaCI2和FeCI3的投加量接近4kg/m3和4kg/m3 (由图3、图4可看出)。CaCI2和 AI2(SO4)3的投加量分别为2.5kg/m3和4kg/m3时，CODcr和油的剩余量分别为 6311.2mg/L、5
12、3.8mg/L。在相同的 pH 值下投加CaCI2后不静置，接着投加FeCI3，要达到这个去除效果，CaCI2和FeCI3的投 加量接近5kg/m3和5kg/m3 (由图3、图4可看出)。因此，在投加CaCI2后静置24小 时可以破乳更充分，提高CODcr和油的去除率，减少投药量，降低成本。4 絮渣的处理采用CaCI2+FeCI3处理水样时，油渣分离较好，但不能完全分离。取收集的废渣 50mL，加入1+1的硫酸1mL，可以使油渣很好地分离，此时絮渣沉淀，油浮在上面，可 以回收。而且絮渣脱出的水呈酸性，还含有钙离子、铁离子，可以回用到废乳化液中调节 pH 值、破乳混凝，减少药剂用量。酸化后的泥渣
13、可送锅炉房焚烧处理。采用CaCI2+AI2(SO4)3处理水样时，油渣不易分离，很难回收油，因此废乳化液中的油转 移到絮渣中，造成二次污染。5 结论(1)采用CaCI2+FeCI3处理水样比CaCI2+AI2(SO4)3处理时的最佳pH值范围稍宽。 工厂内酸洗金属件的，含有强酸(H2SO4、HNO3),可以用来调节pH值，还含有亚铁离子， 可以有助于破乳混凝。为防止腐蚀，可调节pH值在7左右。(2 )采用CaCI2+FeCI3处理水样较CaCI2+AI2(SO4)3处理时的最佳投药量少。投加 CaCI2后静置24小时，再投加混凝剂，可以大大减少投药量。在pH=6.87，CaCI2和 FeCI3
14、的投加量分别为2kg/m3和3kg/m3时，CODcr和油的去除率分别为87.97%和 99.85%。CaCI2和AI2(SO4)3的投加量为2.5kg/m3和4kg/m3，CODcr和油的去除率分 别为88.98%和99.77%。(3 )用CaCI2+FeCI3处理水样时产生的絮渣可以加酸后回收油，絮渣脱出的水呈酸 性还含有Ca2+、Fe3+，可投加到废乳化液中，减少药剂用量。 综上所述，采用CaCI2+FeCI3处理水样较CaCI2+AI2(SO4)3处理时的效果要好，只是FeCI3的价格比AI2(SO4)3要高，出水色度要高，而且FeCI3腐蚀性大。二：机械加工含油废水处理回用解决方案更
15、新时间：09-11-11 14:531、总论1.1设计水量及水质机械加工废水包括：油布洗涤废水、清洗废水、清洁地面废水、荧光检验废水、乳化 液废水、其它废水各类废水水质水量参数见表1-1 :1.2处理要求按照国家现行环境保护法律、法规和招标文件要求，处理后废水应执行国家污水综 合排放标准(GB8978-1996 )级排放标准，具体指标见表2-2。2、废水处理工艺设计2.1设计原则1、污染治理与资源回收相结合原则。按分类收集与分质处理原则进行工程设计；2、技术先进性与达标可靠性相结合原则。污水处理工艺选用技术先进、工艺成熟稳 妥、处理效率高、运行成本低、操作管理方便的污水处理工艺，确保出水达标排
16、放；3、采用较为先进的自动化控制系统，减轻劳动强度，降低处理成本，保证污水处理系 统连续稳定运行；在满足达标排放的前提下，选用先进的节能设备，降低污水处理成本；4、各污水处理设施布置紧凑，工艺流程顺畅，节约用地面积。5、乳化液废水和油布洗涤废水处理要求包括陶瓷膜超滤处理工艺，其他废水采用物理 化学处理工艺，以上两种工艺的出水汇集后采用膜生物反应器处理工艺，废水处理达标后 排放。2.2废水处理工艺设计工艺流程如图2-1所示。1含油废水物化预处理工艺根据废水的来源与性质采用分质处理的方法，即荧光检验废水废水、乳化液废水及综 合含油废水选择不同的物化预处理工艺分开处理，以达到降低投资与运行费用的目的，三 种废水经预处理降低含油量与COD后混合进入生化处理系统。荧光检验废水及乳化
