有色金屬加工廢乳化液處理技術(shù)及應(yīng)用研究進展

羅宏武

中國鋁業(yè)集團有限公司 北京 100089

我國有色金屬工業(yè)經(jīng)過多年建設(shè)和發(fā)展，已經(jīng)形成了包括礦山、冶煉、加工和地質(zhì)勘探、工程勘察設(shè)計、建筑施工、科研教育等部門構(gòu)成的完整工業(yè)體系。

乳化液在有色金屬加工企業(yè)的生產(chǎn)過程中普遍應(yīng)用，起到冷卻潤滑軋輥、控制輥型、提高產(chǎn)品表面質(zhì)量的重要作用[1]。乳化液由于受到自身性能的改變以及各種污染物的污染而極易老化[2][3]。因此，在有色金屬加工生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的廢乳化液，廢乳化液主要成分為COD、BOD和油類等，且濃度較高，其COD濃度可達30000mg/L，處理起來難度較大。

廢乳化液處理一直是行業(yè)內(nèi)熱議的話題，國內(nèi)外專家學(xué)者對廢乳化液的處理進行了大量研究，并取得了一定的研究成果，但還存在許多不足。因此，找到一種經(jīng)濟、環(huán)保、高效的廢乳化液處理方法成為業(yè)內(nèi)的共識。

1 廢乳化液的一般處理方法

1.1 物理法

物理法處理廢乳化液的種類主要為減壓蒸發(fā)法、氣浮法、膜分離法和吸附法。其中氣浮法在有色金屬工業(yè)中應(yīng)用較為廣泛。其主要原理是利用高度分散的微小氣泡作為載體黏附于廢乳化液中的細小懸浮油珠和懸浮固體顆粒雜質(zhì)，使其浮力大于重力和阻力，從而使懸浮油珠和固體顆粒上浮至液面，形成泡沫，然后用刮渣設(shè)備自液面刮除泡沫，實現(xiàn)固液和液液的分離。氣浮法因藝簡單，運行成本較低而得到廣泛的應(yīng)用。

1.2 化學(xué)法

化學(xué)法處理廢乳化液的種類有很多種，主要為化學(xué)破乳法、催化氧化法和電解法等。其中化學(xué)破乳法主要分為投加電解質(zhì)和投加絮凝劑兩種方法。投加電解質(zhì)主要是通過電解質(zhì)投入，使廢乳液很快離解成正、負離子。但由于廢乳化液濃度較高，投加的電解質(zhì)量較大，但仍會有部分膠休保持一定的穩(wěn)定性，其分解效率較低，處理費用較高。投加絮凝劑主要是通過電解質(zhì)投入，使廢乳液發(fā)生水解，但部分由于聚合作用，會形成不同程度的大分子聚合產(chǎn)物[4]。投加絮凝劑法對乳化液的分解效率較高，但處理費用較高，企業(yè)使用起來有一定的難度。催化氧化法主要是在催化劑作用下，用臭氧、Fenton試劑等化學(xué)氧化劑，在液相中將有機污染物氧化為CO2和H2O等無機物或小分子有機物的方法[5]。催化氧化法處理技術(shù)具有反應(yīng)速度快、氧化效率高、能耗小、無二次污染、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點。但是仍有很多不足之處影響其廣泛推廣應(yīng)用，如在高溫高壓的反應(yīng)過程中可能產(chǎn)生酸，腐蝕設(shè)備；產(chǎn)生無機鹽，而在超臨界下造成鹽沉淀；反應(yīng)速度難于控制；使用的催化劑壽命短、易中毒等缺點。電解破乳的原理是利用直流電場，依靠極板提供的電荷和電位差，使乳液中各種物質(zhì)所維系的極性場被破壞，乳化劑脫穩(wěn)，油從乳化狀態(tài)中游離出來，通過特定溶性電極產(chǎn)生具有很強凝聚作用的多核配位離子，使油類等污染物凝聚后上浮。電解破乳法具有處理效果好、占地面積小、操作簡單、浮渣量相對較少等優(yōu)點，但它存在陽極金屬耗量大、耗電量高、運行費用較高等缺點。

1.3 生化法

生化法是利用微生物代謝作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，以實現(xiàn)凈化的方法。生化法可分為好氧和厭氧處理法兩大類，根據(jù)微生物在污水中的存在狀態(tài)，又可分為活性污泥法和生物膜法。

有色金屬加工廢乳化液的處理一般采用生物炭塔，利用活性炭的吸附特性，將廢水中的有機污染物、微生物及溶解氧富集于炭的表面，增加微生物降解有機污染物的概率，延長有機物停留時間，從而提高處理效率[6]。生物降解作用可將炭表面吸附的有機物去除，因此，活性炭不需再生，只要定期進行反沖，保持生物膜厚度適當(dāng)即可，活性炭可使用五年以上，處理效果保持不變。生物炭塔采用降流式濾床形式，具有吸附、生物降解和過濾處理的綜合作用，不僅處理效果穩(wěn)定，且占地省，效率高，耐沖擊負荷，管理方便，運行費用低。

2 組合新工藝處理方法

近年來，專家學(xué)者對廢乳化液的處理研究進行了大量的研究，并根據(jù)傳統(tǒng)廢乳化液處理方法，通過對氣浮法和生化法的組合，并對部分工序改進，研究出一種新組合處理方法。該方法在某鋁箔廠得到了實際應(yīng)用，并取得了良好的效果。其工藝流程圖見圖1。

圖1 氣浮生化工藝流程圖

該工藝在某鋁箔廠軋輥磨床磨削廢乳化液的處理過程中得到很好地應(yīng)用，在處理過程中，對各個反應(yīng)過程中COD濃度和BOD濃度進行了檢測，氣浮生化工藝對COD去除效率可達到98．6%，對BOD的去除效率可達到98%，去除效果較好[7]。

與傳統(tǒng)的處理方法相比，氣浮生化工藝具有以下優(yōu)點：

（1）與傳統(tǒng)的方法相比，氣浮生化工藝對COD和BOD的去除效率高，處理后的廢乳化液能夠完全滿足相應(yīng)的排放標準。

（2）與傳統(tǒng)的方法相比，氣浮生化工藝在運行過程中產(chǎn)生的廢棄物較少，僅為剩余污泥，且量相對較小，處理起來較為簡單，費用較低。且該方法占地面積較小，投資較省。

3 結(jié)語

做好廢乳化液的處理，一方面有利于治理環(huán)境污染、促進我國有色金屬加工的高速發(fā)展，一方面有利于有色金屬加工企業(yè)的長遠發(fā)展，對提高企業(yè)競爭力、降低運營成本意義重大，值得投入時間精力深入研究。目前，有色金屬加工企業(yè)廢乳化液的處理已經(jīng)取得了一定的進展，但是，廢乳化液的處理技術(shù)在實際的應(yīng)用過程中還面臨一些問題。因此，對現(xiàn)有的處理工藝進行改進和優(yōu)化，同時致力于研究更為先進的處理工藝，還需要廣大的環(huán)保工作者和相關(guān)人員做大量的研究工作。