高濃度廢乳化液處置技術

吳衛林，洪 駿，余 端，項 艷，胡長江

（安徽浩悅環境科技有限責任公司，安徽合肥231145）

在鋼材制造及金屬精加工業需要用一定量的乳化液作為冷卻劑或潤滑劑，這些乳化液失效后無法再用，只能報廢。報廢乳化液中含有大量的有害物質，屬危險廢物（HW09）[1]。不同企業產生的廢乳化液危險成份不同，且種類繁多，處置難度較大。若無法及時處置，不僅給企業增加危險廢物管理成本，更會對環境造成危害。

不同企業廢乳化液中的危險成份雖然不同，但是主要含有懸浮物和油，要實現廢乳化液的高效處置，破乳除油是關鍵所在。由于廢乳化液的成分不同導致破乳條件不一。目前破乳方法主要有物理法（如加熱法、電場法、機械法），化學法（破乳劑法、絮凝沉淀破乳法）[2-3]，其中化學法破乳由于速度快、效率高等優點被廣泛應用。本文通過研究得出合適的破乳劑以及最優破乳條件，實現對某廢乳化液的高效破乳，最終實現有效處置。

1 研究材料與方法

1.1 廢乳化液的水質與來源

以安徽某工業企業使用后的廢乳化液作為研究對象，具體理化性質數據見表1。

表1 安徽某企業的乳化液廢液成分表

1.2 主要儀器

WGZ-1A 濁度儀（上海昕瑞儀表有限公司）；DRB200 型COD 分析儀（美國哈希公司）；TU-雙光束紫外-可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）。

2 破乳工藝參數的確定

2.1 破乳劑的選擇

常用廢乳化液的破乳劑有聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚合硫酸鐵和硫酸亞鐵。本實驗比較了這4 種破乳劑的處置效果，篩選出最佳破乳劑。

2.1.1 聚合氯化鋁對廢乳化液的處置效果研究

各取4 份300 mL 廢乳化液于500 mL 燒杯中，然后分別加入不同量（質量百分比，下同）的聚合氯化鋁作為破乳劑，調節pH 值為9，測試破乳后的乳化液廢液理化參數，結果見表2。

表2 聚合氯化鋁破乳后廢乳化液的理化參數

2.1.2 硫酸鋁對廢乳化液的處置效果研究

各取4 份300 mL 廢乳化液于500 mL 燒杯中，然后分別加入不同量的硫酸鋁作為破乳劑，調節pH 值為9，測試破乳后的乳化液廢液理化參數，結果見表3。

表3 硫酸鋁破乳后廢乳化液的理化參數

2.1.3 聚合硫酸鐵對廢乳化液的處置效果研究

各取4 份300 mL 廢乳化液于500 mL 燒杯中，然后分別加入不同量的聚合硫酸鐵作為破乳劑，調節pH 值為9，測試破乳后的乳化液廢液理化參數，結果見表4。

表4 聚合硫酸鐵破乳后廢乳化液的理化參數

2.1.4 硫酸亞鐵對廢乳化液的處置效果研究

各取4 份300 mL 廢乳化液于500 mL 燒杯中，然后分別加入不同量的硫酸亞鐵作為破乳劑，調節pH 值為9，測試破乳后的乳化液廢液理化參數，結果見表5。

表5 硫酸亞鐵破乳后廢乳化液的理化參數

分析上述數據，可以得出鋁系破乳劑處置效果優于鐵系，主要是鋁系的絮凝劑水解形成的絮體顆粒較大，吸附污染物后，絮體更易失穩沉淀，使得廢乳化液處理效果較鐵系絮凝劑更好[4]。孫紅杰等[5]認為，當pH＞7 時鋁系絮凝劑效果優于鐵系絮凝劑。

分析表2 和表3 數據得出，聚合氯化鋁處理廢乳化液的效果優于硫酸鋁，這是由于二者破乳絮凝機理并無差異，但二者陰離子對于破乳的影響并不相同，在此條件下硫酸根離子相比氯離子更不利于破乳絮凝。

綜合成本考慮，本文擬選擇聚合氯化鋁作為破乳絮凝劑。

2.2 絮凝劑加入量對于破乳效果的影響

各取300 mL 廢乳化液置于500 mL 燒杯中，分別加入10 mL、15 mL、20 mL 的10%聚合氯化鋁（PAC）溶液，用NaOH 溶液調節pH 至9，攪拌10 min，觀察現象，過濾，檢測濾液，結果見表6。

付東等[6]認為在聚合氯化鋁投加量較低時，由于難以形成絮體或絮體很小，比重和水接近而難以沉淀，故濁度去除率較低。隨著投加量的增加，絮體體積增加的同時也變得越來越密實，其沉降速度明顯加快，故出水濁度明顯下降。但是當投加量達到一定程度后，多余的破乳絮凝劑離子會吸附于脫穩顆粒表面，產生“膠體保護”作用，引起顆粒的重新穩定，從而導致了出水濁度的去除率降低。因此加入適量的破乳絮凝劑才可以取得最佳的處置效果。從表6 可以得出，加入5‰的PAC 破乳絮凝效果最佳。

表6 加入不同量的絮凝劑破乳后廢乳化液的理化參數

2.3 不同pH 值對于聚合氯化鋁破乳絮凝的影響

各取300 mL 廢乳化液置于500 mL 燒杯中，用硫酸或氫氧化鈉調溶液pH 為3.5、5、7、9、10 時，加入15 mL 10%聚合氯化鋁（PAC）溶液，攪拌10 min，觀察現象，過濾，檢測濾液，結果見表7。

表7 不同pH 值下PAC 破乳后廢乳化液的理化參數

從表7 可以看出，廢乳化液破乳效果隨著pH 值增加，逐漸變好，但隨著pH 值增加到9 后，絮凝破乳效果下降。這主要是由于pH 值低時，鋁鹽的混凝作用主要是以吸附-電性中和為主；隨著pH 值的升高，絮凝作用以吸附架橋和網捕、卷掃作用為主；pH 值進一步升高，發展成為電中性的聚合度極高難溶的氫氧化鋁，破乳絮凝效果下降[7]。

2.4 不同溫度對于聚合氯化鋁絮凝破乳的影響

各取300 mL 廢乳化液置于500 mL 燒杯中，分別加入15 mL 的10%聚合氯化鋁（PAC）溶液，用NaOH 調溶液pH 至9，攪拌10 min，分別保溫于20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，觀察現象，過濾，檢測濾液，結果見表8。

雖然溫度升高，反應加快，凝聚分子擴散速度增加，絮體生長加快，同時水中分散相顆粒運動加劇，處理效果顯著提高。分析表8 的數據發現，隨著溫度的升高，破乳絮凝的效果提升，但效果不明顯。綜合考慮成本，可以在常溫下破乳。

表8 不同溫度下PAC 破乳后廢乳化液的理化參數

3 結論

（1）安徽某企業產生的乳化液廢液最佳的破乳劑選擇聚合氯化鋁，最佳投入量為5‰，反應pH 為9，溫度為常溫，反應時間10 min。

（2）破乳后，廢乳化液的COD 去除效率為87.5%，SS 去除效率為99.3%，濁度的去除效率為99.8%，反應迅速。