废乳化液处理.docx
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废乳化液处理
Preparedon24November2020
废乳化液处理
废乳化液
机械制造工业中，金属切削加工使用大量乳化液作为润滑冷却之用，乳化液经过一段时间使用后,就会变成废水排出。
乳化液中主要含有机油和表面活性剂，是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。
在机床切削使用的乳化液中为了提高乳化液的防锈性,还加入了亚硝酸钠等。
由于乳化剂都是表面活性剂，当它加入水中，使油与水的界面自由能大大降低，达到最低值，这时油便分散在水中。
同时表面活性剂还产生电离，使油珠液滴带有电荷，而且还吸附了一层水分子固定着不动,形成水化离子膜，而水中的反离子又吸附再其外表周围，分为不动的吸附层和可动的扩散层,形成双电层.这样使油珠外面包围着一层有弹性的、坚固的、带有同性电荷的水化离子膜，阻止了油珠液滴互相碰撞时可能的结合，使油珠能够得以长期地稳定在水中,成为白色的乳化液。
配制的乳化液pH值一般再8~9之间，有的甚至高达10~11.
乳化液废水水质如表1-1所示：
表1-1乳化液废水水质
名称
PH
SS（mg/L）
油（mg/L）
CODcr（mg/L）
某集团
905车间
22
11191
26251
914车间
16
31336
54车间
33
16562
乳化油的成分见表1-2:
表1-2乳化油的成分
序号
成分
常用物质名称
1
基础油
5号、7号、10号机油、蓖麻油、菜子油、豆油等。
2
乳化剂
阴离子表面活性剂:
油酸、高碳酸、蓖麻油、松香等的皂类；磺化油、石油磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等磺酸盐与硫酸脂类；高级醇磷酸酯二钠盐等磷酸脂类。
非离子型表面活性剂:
聚氧乙脂肪醇醚、司本（失水山梨醇与脂肪酸的脂类,如月桂酸脂、油酸脂等）、吐温（聚氧乙烯化的司本）等。
两性表面活性剂:
6503、6501清洗剂等。
3
防锈剂
碱类:
碳酸钠、三乙醇胺、苯乙醇胺等。
水溶性缓蚀剂:
亚硝酸钠、苯甲酸钠、磷酸三钠、硼砂、水玻璃等。
油溶性缓蚀剂:
石油磺酸钡、环烷酸锌、羊毛脂等。
4
防霉杀菌剂
苯酚、四氯酚、已基汞硫代水杨酸钠等。
5
稳定剂
三乙醇胺、乙醇、异丙醇等。
6
助溶剂
少量水与乙醇的混合物。
7
极压添加剂
氯化石腊、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、二聚酸乙二脂单脂等.
8
消泡剂
乙醇和其他低级醇、聚醚型表面活性剂.
9
软水剂
无水碳酸钠、氢氧化钠等.
2.乳化液废水的处理
乳化液废水处理原理
根据乳化液的性质，进行乳化液废水的处理需经过二个步骤：
破乳剂油；
（2）水质净化去除表面活性剂等物质。
破乳方法种类较多，有盐析法、乳酸法、凝聚法、顶替法、高压电法、吸附法等等。
一般常用的采用盐析凝聚混合法，现介绍如下
在乳化液中加入电解质，电解质的离子在乳化液中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了,对油珠产生脱水作用，从而破坏了乳化液油珠的水化层，中和了油珠的电性，破坏了它的双电层结构，因而油珠失去了稳定性，产生凝聚现象（电解质一般分为二、三价的钙、镁、铝等盐类），其反应式如下：
2C17H33COONa+2MgCl2－→（C17H33COO）2Mg+2NaCl
油酸皂镁皂
2C17H33（OSO3Na）COONa+2CaCl2－→（C17H32）2（OSO3）2Ca（COO）2+4NaCl
磺化蓖麻油
2R－SO3Na+CaCl2－→[R－SO3]2Ca+2NaCl（R为烷基）
石油酸钠石油磺酸钙
加入混凝剂，则加快起到油水分离的目的。
在实际使用中，应注意调整水的pH值,将pH值调整为较好。
四种破乳方法比较见表2-1：
表2-1四种破乳方法比较
方法
药剂名称
投药量
处理后水质
沉渣
油质
优缺点
盐析法
氯化钙
氯化镁
硫酸钙
硫酸镁
氯化钠
二价药为﹪~﹪
一价药为3﹪~5﹪
清晰透明，含油量20~40mg/L耗氧量2000mg/L。
絮状沉渣很少
棕黄色,清亮
油质好，便于再生，投药量最高，水中含盐量最大。
凝聚法
聚合氯化铝明矾
﹪~1﹪
清晰透明,含油量15~50mg/L,耗氧量2000mg/L。
絮状沉渣很少
粘胶状及絮状
投药量少，一般工厂适用；油质较差,粘厚、水分多,再生困难。
混合法
综合盐析法和凝聚法的任何一种药剂
投盐﹪~﹪
凝聚剂﹪~﹪
清晰透明,含油量20~40mg/L,耗氧量2000mg/L。
絮状沉渣很少
稀糊状
投药量中等，破乳能力强，适应性广，对难于破乳的乳化液尤为适宜。
酸化法
废硫酸废盐酸和石灰
约为废水6﹪
清澈透明,含油量20mg/L以下,耗氧量低于其他方法。
约为10﹪左右
棕红色,清亮.
水质好，含油量低，还可以废治废，但沉渣多。
我们经过多次实验筛选,配制出高效破乳絮凝剂,在工程实践中被广泛应用,见表2-2所示：
表2-2破乳试验结果表
试验方法
精工3号
美孚切削油
日石EC－50
嘉陵、建设用的乳化液
混凝剂法：
1号高效破乳剂
投量大，没破乳。
投量大，没破乳。
搅拌后马上出现矾花，破乳效果好。
搅拌后马上出现矾花,破乳效果好。
酸析法：
先加硫酸将样品pH值调到2，然后加碱调至7,投加1号高效破乳剂.
（1）pH值调到7后,无矾花产生；
（2）加破乳剂搅拌后,产生矾花；（3）破乳效果好。
（1）pH值调到7后,无矾花产生；
（2）加破乳剂搅拌后,产生矾花；（3）破乳效果好.
结论
酸析法破乳
酸析法破乳
混凝剂法
混凝剂法
处理工艺流程选择及设备
图2-1原乳化液处理机处理工艺流程图
上述处理工艺流程中存在以下问题:
a.由于乳化液中油、SS、COD含量较高,一级气浮只能除去大部分油、SS、COD,残留的部分只能靠石英砂滤罐、两级活性炭吸附来保证出水达标,因此石英砂滤罐及两级活性炭滤罐负荷较重,造成经常反冲和活性炭很快饱和失去吸附作用需要更换的情况发生。
b.气浮设备进气未设自控装置，靠人工调整，很难达到良好的气浮效果，工人操作难度大。
c.三个滤罐需经常反冲洗，阀门多，操作繁杂，很难掌握，出水不能保证。
针对上述问题，我们设计了一种新型乳化液处理机，采用了新的处理工艺，解决了上述存在的问题，其处理工艺流程图如图2-2所示:
图2-2新型乳化液处理机处理工艺流程图
a.采用两极气浮处理,能将SS、油在气浮处理阶段内完成达标,去除绝大部分CODcr值（COD值在70～170mg/L范围内）,残留的少量CODcr值只需一级活性炭滤罐处理,就能达到国家排放标准。
因此,活性炭使用时间长（可达一年）,并不经常反冲（半个月一次）。
b.省去了一级石英砂滤罐,使处理工艺流程简便。
c.原水泵采用潜水泵,保证泵能随时启动。
d.气浮器1、气浮器2均采用自动控制,不需人工管理,能达到最佳气浮效果,电磁阀采用不锈钢材料,专利产品,使气浮效果更好。
该设备于1996年5月起分别用在重庆某（集团）股份有限公司发动机车间乳化液废水处理、905车间乳化液处理、914车间乳化液处理、54车间乳化液处理,效果良好,见表2-3.
表2-3乳化液废水处理效果（监测数据）
名称
PH值
SS（mg/L）
油（mg/L）
CODcr（mg/L）
原水
发动机车间
905车间
914车间
54车间
630
22
16
33
70
11191
830
26251
31336
16562
出水
发动机车间
905车间
914车间
54车间
13
12
8
国标
6～9
70
10
100
备注
采用的JR-2型系列一体化乳化液废水处理机、1号高效破乳絮凝剂
运行费用如表2-4所示:
表2-4乳化液废水运行费用表
废水量（m3/h）
电耗
药耗
合计（元）
运行费（元/m3）
耗量（KW）
金额（元）
耗量
金额（元）
JR-2型乳化液处理机:
由反应箱、二级气浮系统、二级活性炭过滤系统、加药系统、电控系统、楼梯六个部分组成。
反应箱:
A×B×L=1500×1000×800（mm）,V有效=3,t=,内设搅拌机,N=；
加药系统:
Φ×H=580×930（mm）,V有效=3；配有两台加药泵CDL2-20及搅拌机,N=
二级气浮系统:
Φ×H=×（m）,Q=2m3/h接触室上升流速Vc=10mm/S,气浮分离速度Vs=S,分离室停留时间10min,R=30﹪,水
压力～，设出水调节装置；
溶气泵:
32FPD15Z,Q=3/h,P=2,N=；
活性炭过滤系统：
Φ×H=×（m）,配有过滤泵CDL2-20；
设备外形尺寸:
L×B×H=4400×2200×2100（㎜）,Q=2m3/h装机容量:
。
3.结论
采用JR型系列一体化乳化液废水处理机和1号高效破乳絮凝剂处理乳化液废水是可行的,并且由于处理效果好,设备自动化,运行成本低,确保出水水质达标等,具有极大的推广应用价值。
破乳方法及破乳剂、絮凝剂对不同的乳化液废水是不同的,用户在处理该类废水时应先优选破乳剂及絮凝剂做小样实验,为正确选用处理设备、设施打下基础。
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