廢乳化液處理工藝與設備的改進

劉年蘭

（1.廣東綠由工業棄置廢物回收處理有限公司，廣東 廣州 511466；2.廣東綠由環保科技股份有限公司，廣東 廣州 511450）

1 引言

機械制造工業中，金屬切削加工使用大量乳化液作為潤滑劑和冷卻劑，乳化液經過一段時間使用后，就會變成廢水排出。乳化液中主要含有機油和表面活性劑，是用乳化油根據需要用水稀釋再加入乳化劑配制而成的。在機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成分。

基于本文所研究廢水的特殊性，若采用原工藝，則存在處理效率較低且成本過高的問題，因此需要研究適用的處理工藝，以使排放水的指標能符合公司內部的污水綜合處理系統。

2 廢乳化液處理的工藝確定

本文研究的廢乳化液呈乳白色，上面覆蓋一層油質物，呈穩定狀態，pH值均呈中性，COD值約為32 600 mg／L，屬于高濃度有機廢水，需經過前端預處理方可進入公司的SBR系統。原有的廢乳液預處理工藝流程見圖1，經過研究表明，原預處理工藝不適用于本批廢液，因此亟待研發新的處理工藝。

圖1 原有的廢乳液預處理工藝流程

2.1 廢乳液預處理實驗

通過乳液的破乳試驗，待乳液分層后進行進一步的處理，油層進行回收利用，絮凝層可用于焚燒，澄清液進入SBR處理系統，經過該系統處理后達標排放。

2.1.1 試驗材料

試驗樣品為機械加工產生的廢乳液，為水包油（O／W）型。試驗材料為LY8和LY9（此兩種藥劑均為實驗室自配的復合藥劑）；片堿。實驗器材為原子吸收分光光度計；多頭磁力攪拌器；精密電子天平；電熱恒溫干燥箱。

2.1.2 試驗方法

取200mL廢乳液于燒杯中，放于多頭磁力攪拌器上加熱，用溫度計測定溫度，加熱至設定的溫度時停止加熱，分別加入LY8、LY9，攪拌同時用秒表記錄攪拌時間，攪拌停止后，水浴冷卻至室溫，觀察絮凝現象。然后再將溶液用濾紙過濾，取濾出液測定水質指標。

通過該試驗表明，采用投加藥劑之前進行加熱，加熱的溫度控制在45℃左右即可，選擇PAC和稀硫酸進行破乳，加藥順序為LY8、LY9，隨后再進行中和反應。

2.2 實驗結果與討論

2.2.1 試驗條件優化

通過破乳劑比例試驗、破乳劑用量試驗、攪拌時間試驗和破乳溫度試驗等確定出破乳試驗最佳條件為：LY8∶LY9＝3.3∶1，其用量分別為2.0g／m3和0.6g／m3，攪拌時間為10min，破乳溫度為45℃。

2.2.2 正交試驗設計

在各條件優化實驗基礎上進行破乳的正交試驗，采用L9（34）正交表，取四因素三水平安排正交試驗見表1，正交試驗安排見表2，將污泥干重作為考察指標，試驗結果見表3。其中K1為因素A、B、C、D的第一水平所在的試驗中考察指標：污泥干重之和；K2為因素A、B、C、D的第二水平所在的試驗中考察指標：污泥干重之和；K3為因素A、B、C、D的第三水平所在的試驗中考察指標：污泥干重之和。

表1 正交試驗設計的四因素三水平

正交試驗結果的曲線見圖2。

從以上分析可以看出各因素對污泥干重的影響按大小次序是A＞D＞B＞C；獲得最佳最佳破乳結果的處理方案是A3B3C1D2，即破乳溫度45℃，攪拌時間10min，LY82kg／m3，LY90.6kg／m3。正交試驗結果與優化試驗結果相一致。

圖2 各次試驗的濾出水COD值

破乳后的廢乳液分為3層，其中最上層為油層，可經提煉后回收利用；中間的浮渣通過打撈后，再進行壓濾，最后可采用焚燒進行處理，或者作為有機肥的原料；下層的清水由于各個指標都符合SBR工藝，可以進入綜合污水處理系統，進行進一步的無害化污水處理，并達標排放。

表2 正交試驗數據

表3 數據結果分析（濾出水COD）

3 工藝和設備的改造

3.1 改造

原工藝為兩級單線反應，經試驗證明，混合液經過一級氣浮即可達到兩級氣浮的效果，因此不需經過兩級氣浮，節省了能耗，可將二級氣浮的設備用于一級氣浮的備用裝備，以提高工作效率，增加污水處理量。改造后的工藝流程見圖3。

圖3 改造后的工藝流程

3.2 改造后效果分析

所需藥劑量在10%的PAC5mL／200mL和6mL／200mL之間，即2.0kg／t的 LY8用量；LY9用量為0.6L／t；NaOH 用量為0.6kg／t；即：根據實驗室自配藥劑的構成以及現階段的藥劑市場價格，可以計算出處理1t廢乳化液的藥劑成本為4.99元。

4 結語

機械加工中產生的廢乳液屬于高濃度有機廢水，具有較強的表面活性，如直接排放到自然水域，勢必對環境造成極大的負面影響。本文通過研究各種藥劑的投加比例以及反應的外界條件，從而確定破乳工藝，攻克了該種廢液前期處理的難點，為后續的進一步處理奠定了基礎。該處理工藝可以應用到廢乳液產生廠區內部，其投資小，環境和經濟效益顯著。

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