機械加工企業乳化液廢水處理技術的試驗研究

黎順

廣州綠由工業棄置廢物回收處理有限公司 廣東廣州 510000

摘要：本文主要針對機械加工企業乳化液廢水處理技術的試驗展開了研究，通過結合具體的試驗實例，對試驗部分作了詳細的介紹說明，并對試驗所得的結果作了闡述和系統的分析，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：乳化液廢水；處理；試驗

乳化液廢水作為日常生產、制造、加工等過程產生的常見廢水，處理難度較大，若處理不善將乳化液廢水直接排放，將會對水環境造成嚴重的危害。因此，我們必須要重視對乳化液廢水的處理，并需要學習及采取有效的技術做好相應的工作。基于此，本文就機械加工企業乳化液廢水處理技術的試驗進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

1 試驗部分

1.1 材料來源及水質

以某機械加工過程產生的廢乳化液為研究對象，廢水呈灰黑色，pH值7.4～8.2，石油類含量：5350～7520mg·L-1，CODCr：136100～144600mg·L-1，濁度：2300～2500NTU。

1.2 試驗儀器及藥品

試驗與分析儀器：JB-3定時恒溫磁力攪拌器，PHS-3C型數字PH計，COD-571-1型消解裝置，COD-571型化學需氧量測定儀，OIL400紅外分光測油儀，WGZ-2000濁度儀及其它器具。試驗與分析藥劑：聚鐵、PAC、PAM、FeSO4·7H2O、NaOH等為工業級，30%H2O2、CaCl2、H2SO4等試劑為分析純及以上等級。

1.3 試驗工藝流程

試驗工藝流程依托危險廢物處理中心實際廢水處理工程開展試驗研究，試驗工藝流程，見圖1。

圖1 試驗工藝流程圖

2 結果與討論

2.1 隔油效果

重力分離法是利用廢水中油脂與水之間相對密度的差異而進行分離的方法，將廢水中不溶解的可浮油（包括油膜、油滴）與水分離而達到凈化水質的目的。

為了考察沉降時間對沉降效果的影響，試驗采用了直觀測量法，即選用刻度量筒對不同時間段上浮的浮油層體積進行粗略測量，從而確定除去廢乳化液中浮油的最佳沉降時間如圖2。由圖2可知，廢乳化液中浮油等其它懸浮物在沉降20min時已去除大部分，而超過20min去除效果都不太顯著。

圖2 沉降時間對浮油層厚度的影響

2.2 破乳效果

2.2.1 破乳劑的確定

選用傳統化學破乳劑聚鐵、PAC、PAM、CaCl2、H2SO4等將其單獨或組合投加使用，考察不同破乳劑及其組合對破乳效果的影響，破乳效果見表1。

表1 不同藥劑及其組合破乳效果

從上述試驗中可以看出，采用凝聚法、復合法具有較好的破乳效果，破乳后CODCr去除率達80%以上，濁度去除率達70%以上，顯著地改善了廢水水質，其中PAC+PAM的組合可獲得最佳效果。

2.2.2 pH值對破乳效果的影響

取隔油廢水，調節pH值，投加PAC5g·L-1，快速攪拌1min，再投加0.1‰PAM助凝劑10mL·L-1，慢速攪拌30s，靜置20min，廢水濁度、CODCr隨pH的變化曲線如圖3。試驗表明：pH值的調整對廢水濁度、CODCr去除率有顯著影響；在pH值8時，廢水CODCr去除率、濁度去除率均達到最高分別為89.32%、94.39%。

2.2.3 PAC投加量對破乳效果的影響

取隔油廢水，固定pH值8，改變PAC投加量，其他條件同上，廢水濁度、CODCr去除率與PAC投加量的關系如圖4。試驗表明：在PAC投加量小于8g·L-1前，廢水的顏色從灰黑色變為乳白色，則絮凝不充分，絮凝劑投加量明顯不足；隨絮凝劑投加量的增加，當PAC投加量為8g·L-1時，產生的絮凝體尺寸變小，上浮性變差，廢水濁度急速降低，濁度去除率達95.29%，乳化液的絮凝程度達到最佳效果，此時COD去除率為91.34%；PAC投加量大于8g·L-1時，水樣濁度增大，由于PAC的增加量不能與廢水中更多的顆粒物或懸浮物形成穩定的膠體顆粒，破壞了膠體顆粒之間的電荷平衡，使膠體顆粒間不能夠聚集沉降，導致廢水濁度增大.

圖3 pH值對破乳效果的影響

圖4 PAC投加量對破乳效果的影響

2.2.4 PAM投加量對破乳效果的影響

水樣濁度隨PAM投加量的變化曲線如圖5。從圖5可知：隨PAM投加量的增加，廢水中親油性的絮狀物隨之增多，吸附微小的油滴和膠體顆粒，使水中懸浮顆粒及溶解的膠體顆粒逐漸減少；當PAM投加量大于10mL·L-1時，溶液中陽離子含量增加，膠粒間斥力逐漸增大，破壞了原有膠體的穩定性，廢水濁度重新升高。

圖5 PAM投加量對破乳效果的影響

2.3 Fenton氧化效果

Fenton試劑依靠H2O2分解的具有強氧化性的·OH將大分子或難降解的有機物氧化成易降解的小分子有機物，但受到pH、Fe2+、H2O2及反應時間等因素的共同影響。

2.3.1 初始pH對CODCr去除率的影響

取破乳后澄清廢水，在H2O2投加量10mL·L-1，[H2O2]/[Fe2+]=31，t=30min的條件下進行Fenton氧化試驗，研究初始pH對COD去除的影響。Fenton氧化后，調節水樣pH至7左右，投加PAC混凝劑0.3g·L-1，攪拌，靜置30min，取上清液測定COD。試驗表明pH從1升至3.5左右時，COD去除率呈直線上升，初始pH值為3.5時，COD去除效果最佳，這與Fenton試劑的經典理論相吻合。pH值偏高或偏低對去除COD都不利。pH值偏高時，Fe2+易形成Fe（OH）*、膠體或Fe2O3無定形沉淀，導致反應體系的催化和光化學活性下降或消失，不利于·OH的產生。反之，pH值過低時，H+與·OH結合成H2O，亦不利于·OH的產生及體系的進行。

2.3.2 H2O2投加量對COD去除率的影響

H2O2投加量對COD去除率的影響見表2。從表2得出，隨著H2O2投加量不斷增加，COD的去除率先增加后減少。當H2O2投加量為12mL·L-1時，COD去除率為86.4%。當H2O2投加量大于12mL·L-1時，COD去除率不增反減，可能是由于在Fe2+投加量一定的條件下，過量投加的H2O2與Fe2+發生副反應將Fe2+氧化成Fe3+，使Fe2+失去了催化功能而導致了·OH產生量的減少，進而影響Fenton反應的發生，導致COD去除率呈下降趨勢。

表2 H2O2投加量對COD去除率的影響

2.3.3 [H2O2]/[Fe2+]對COD去除率的影響

[H2O2]/[Fe2+]比對COD去除率的影響見表3。從表3得出，當[H2O2]/[Fe2+]從101降至41，Fe2+投加量不斷增加，COD去除率逐步提高，在[H2O2]/[Fe2+]=41時，COD去除率最高。當H2O2]/[Fe2+]<41時，COD去除率逐漸減低。

表3 [H2O2]/[Fe2+]對COD去除率的影響

2.3.4 反應時間對COD去除率的影響

反應時間是有效控制廢水處理過程管理成本及能耗成本的關鍵因素，提高廢水處理能力。試驗表明隨著反應時間的延長，COD去除率逐漸升高，當反應時間為45min左右時，去除率最高。

2.4混 凝沉降效果

2.4.1 pH對混凝沉降效果的影響

取最佳條件下，初始pH值3.5、H2O2投加量為12mL·L-1、[H2O2]/[Fe2+]=4、反應時間45min，Fenton氧化后的廢水，調節pH值，投加PAC混凝劑0.5g·L-1，慢速攪拌5min，靜置30min后，取上清液測定COD，見圖6。混凝液pH在8時，COD去除率最高，符合PAC使用的最佳pH適用范圍。

圖6 混凝液pH值對COD去除率的影響

2.4.2 混凝劑投加量對混凝效果的影響

調控Fenton氧化后廢水pH值至8，混凝劑投加量與混凝效果的關系見圖7。混凝劑投加量為0.3g·L-1時，混凝沉降效果最佳，COD去除率最高。PAC投加量過低時，不能獲得較好的混凝沉降效果，過高時，水樣中發生再穩現象，不但延長了廢水的混凝沉降時間，同時使藥劑藥劑、能耗等成本增加。

圖7 混凝劑投加量對COD去除率的影響

2.5 處理后水質質量

采用隔油-破乳-Fenton氧化-混凝聯合工藝處理乳化液廢水，出水COD為135mg·L-1，濁度為26NTU，油含量為1.8mg·L-1，水質質量達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）二級標準。

3 結論

綜上所述，乳化液廢水作為較為有處理難度的常見廢水之一，為了保障水資源環境免受污染，我們就需要重視并采取有效的技術對乳化液廢水進行處理，以減輕乳化液廢水的污染，從而為水資源環境起到優秀的保護作用。

參考文獻：

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