乳化液廢水對(duì)環(huán)境五大危害

　　鋁材軋制乳化液廢水中油含量為5000~50000mg/L，乳化液廢水對(duì)環(huán)境的危害亦主要體現(xiàn)在油類對(duì)環(huán)境的破壞，油類對(duì)環(huán)境的破壞主要表現(xiàn)在油類對(duì)土壤、水體等自然環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重影響：

　?、偃榛簭U水的浮油流入水體容易擴(kuò)散形成油膜，數(shù)據(jù)顯示，4.5cm3的浮油流入水體在其表面形成的油膜厚度為2.8×10-4mm，覆蓋水體表面的面積為2.0×104m2，水體表面油膜的形成斷絕了水體中水的來源，導(dǎo)致水體缺氧;

　?、谌榛簭U水中的乳化油及溶解油流入水體被水體中的好氧微生物作用，乳化油及溶解油在被好氧微生物的分解過程中消耗水體溶氧產(chǎn)生CO2和H2O，導(dǎo)致水體溶氧不足、CO2濃度，進(jìn)而導(dǎo)致水體的pH值降低于正常的范圍之下，嚴(yán)重影響水體中魚類等水生物的存活; 

　　③流入土壤的乳化液廢水中的油類被土層吸附、過濾，于土壤顆粒上產(chǎn)生油膜，油膜對(duì)空氣向土壤透入的隔絕致使土壤中微生物的繁殖，導(dǎo)致土層團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的破壞，終影響農(nóng)作物在土壤中的生長(zhǎng);

　　④乳化液廢水排入城市排水管道對(duì)排水設(shè)備和城市污水處理廠造成影響，通常流入到生物處理構(gòu)筑物的混合污水含油濃度不能大于30~50mg/L，不然將影響到活性污泥和生物膜的正常代謝過程;

　?、萑榛簭U水中的油類和它的分解產(chǎn)物中存在著多種有毒物質(zhì)(如b并芘、b并蒽及其它多環(huán)芳烴)，這些物質(zhì)在水體或土壤中被生物吸收并富集引起畸變通過食物鏈進(jìn)入人體中，使腸、胃等組織發(fā)生病變，危害人體健康。

乳化液廢水的特性

1.1 乳化液的形成

乳化液中添加了大量表面活性劑，降低了體系的表面自由能，且表面活性劑分子在油-水界面定向吸附并形成界面膜，阻止了油滴間的相互碰撞變大，使油滴能長(zhǎng)期穩(wěn)定地存在于水中。以金屬作陰、陽電極時(shí)，通常會(huì)加入NaCl，電極反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生金屬膠體、強(qiáng)氧化劑l氣和次氯酸鹽，可發(fā)揮混凝作用、吸附作用、氣浮作用及氧化與還原作用等。因此，處理乳化液廢水時(shí)必須破壞其穩(wěn)定性，設(shè)法消除或減弱表面活性劑穩(wěn)定乳化液的能力，以實(shí)現(xiàn)油水分離。

1.2 乳化液廢水特點(diǎn)

乳化液廢水作為一種難處理的工業(yè)廢水，化學(xué)穩(wěn)定性及污染負(fù)荷極高。延長(zhǎng)乳化液系統(tǒng)中乳化液使用壽命的方法在乳化液循環(huán)使用凈化再生系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行，保持產(chǎn)線正常生產(chǎn)，這需要乳化液保持好的品質(zhì)，我們被知道乳化液使用壽命短，如不妥善管理，就會(huì)變質(zhì)發(fā)臭，為了保證乳化液的質(zhì)量及延長(zhǎng)的使用壽命，乳化液應(yīng)隨用隨配，不宜久藏。相關(guān)資料顯示，乳化液廢水中油質(zhì)量濃度高達(dá)15 000 ~20 000 mg/L，COD 達(dá) 18 000~35 000 mg/L，BOD 達(dá)5 000~10 000 mg/L。為改善乳化液的性能，還加入大量添加劑，如油性添加劑、極壓添加劑、防銹添加劑、防霉添加劑、抗泡沫添加劑等，使得乳化液成分極為復(fù)雜，處理難度加大。

2 乳化液廢水的處理技術(shù)

目前處理乳化液廢水主要采用化學(xué)混凝法、共凝聚氣浮法、電凝聚法、g級(jí)氧化法、超濾法、生化組合工藝，其中g(shù)凝聚氣浮法、電凝聚法是在化學(xué)混凝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，g級(jí)氧化法、超濾法則分別使用水處理中的g級(jí)氧化技術(shù)與膜技術(shù)，生化組合工藝是在上述方法基礎(chǔ)上結(jié)合生化處理發(fā)展起來的，現(xiàn)對(duì)它們?cè)谌榛簭U水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀分別進(jìn)行介紹。必須指出，乳化液要經(jīng)常不斷地循環(huán)使用，停機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間不工作的乳化液，仍需定時(shí)進(jìn)行循環(huán)(至少應(yīng)隔3～4天，開動(dòng)液壓泵一次)、攪拌或通入空氣。

2.1 化學(xué)混凝法

化學(xué)混凝法是處理乳化液廢水的傳統(tǒng)方法，即向乳化液廢水中投加化學(xué)混凝劑，一方面發(fā)生水解反應(yīng)生成膠體吸附油珠，另一方面發(fā)生聚合作用形成不同程度的大分子聚合物，通過吸附絮凝、架橋作用脫除油滴，達(dá)到破乳目的，實(shí)現(xiàn)油水分離。

在早期化學(xué)混凝法處理乳化液廢水的研究中，常用到無機(jī)混凝劑，如硫酸鐵、硫酸鋁等，但由于傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑效果不理想，近年來出現(xiàn)了很多無機(jī)高分子混凝劑的應(yīng)用與研究。在建設(shè)廢水處理設(shè)備前，先進(jìn)行水質(zhì)分析，了解乳化液廢水中都混有什么污染物質(zhì)，結(jié)合多種處理工藝綜合考慮。吳克明等采用水玻璃和硫酸制成聚硅硫酸鋁復(fù)合型混凝劑,對(duì)濁度為 10 910 NTU 、油為3 446 mg/L、COD 為21 006 mg/L 的高濃度乳化液廢水進(jìn)行處理，相應(yīng)去除率分別達(dá) 99.9%、99.7%、99.5%。張建鵬等使用復(fù)合聚鋁鐵混凝劑處理乳化液廢水，不僅取得良好的破乳效果， CODCr 和油的平均去除率分別達(dá)90%、99%以上，而且混凝出水具有較高的生化性。林永增等將以酸洗廢液為原料制備的聚合氯化鋁（PAC）應(yīng)用于二次冷軋乳化廢液的處理，COD 去除率可達(dá)到95%以上，達(dá)到以廢治廢的目的。

此外，有機(jī)混凝劑在乳化液廢水處理中也有一定應(yīng)用。以金屬為陽極、惰性材料為陰極時(shí)，電解過程會(huì)產(chǎn)生金屬膠體，電極反應(yīng)的作用表現(xiàn)在還原脫色、電化學(xué)作用、混凝作用、吸附作用等，其研究材料以鐵屑和焦炭為主。李正要等選用有機(jī)破乳劑SYS 和聚合氯化鋁聯(lián)合破乳對(duì)某鋼鐵公司油質(zhì)量濃度6 200 mg/L、 COD 為34 000 mg/L 的冷軋乳化液廢水進(jìn)行處理，二級(jí)破乳后油去除率達(dá)99.58%，COD 去除率為 97.79%，取得十分理想的效果。

2.2 共凝聚氣浮法

共凝聚氣浮法是在化學(xué)混凝的基礎(chǔ)上，與氣浮工藝相結(jié)合產(chǎn)生的一種方法。但時(shí)間稍長(zhǎng)污泥淤積情況再次發(fā)生，為了從根本上解決進(jìn)水管堵塞問題，在沉淀池進(jìn)水管底部，增加一壓縮空氣管道，空氣管末端設(shè)置空氣擴(kuò)散器，通過壓縮空氣定時(shí)對(duì)水槽進(jìn)行疏通。由于化學(xué)混凝后生成的大粒徑油滴和絮粒狀物質(zhì)可與氣浮機(jī)產(chǎn)生的微氣泡碰撞黏附，形成更大粒徑的帶氣絮體，因此其去除效果較混凝沉淀法顯著，對(duì)pH、水溫、污染物質(zhì)負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，投藥量少、反應(yīng)時(shí)間短。

目前對(duì)共凝聚氣浮處理乳化液廢水的研究國外進(jìn)行得較詳細(xì)。通過氣浮系統(tǒng)的混凝、氣水接觸、固液分離等過程，水體中的乳化油、比重小于1的懸浮固體等污染物與藥劑反應(yīng)生成礬花物質(zhì)，在溶氣水的攜帶下上浮至氣浮池水面，由刮渣機(jī)去除。A. I. Zouboulis 等使用共凝聚氣浮法處理含有正辛烷的模擬乳化液廢水。研究結(jié)果表明，該方法的主要影響因素包括絮凝劑投加量、初始 pH、化學(xué)添加劑（如破乳劑）濃度、浮選捕集劑濃度及循環(huán)比。在實(shí)驗(yàn)j條件下處理初始油質(zhì)量濃度 500 mg/L 的模擬乳化液廢水，95%的乳化油得到分離。K. Bensadok 等發(fā)現(xiàn)在常規(guī)破乳法COD 去除率不高的情況下，聯(lián)合使用溶氣氣浮法后出水COD 較原工藝減少29%，濁度減少71%。

對(duì)共凝聚氣浮處理乳化液廢水的研究也取得較好成果。乳化液廢水COD處理方法常用的乳化液處理方法有化學(xué)法和膜分離法(超濾法)：1)化學(xué)處理法。曹福等采用聚合氯化鋁鐵（PAFC）對(duì)乳化液廢水進(jìn)行共凝聚氣浮處理，當(dāng)PAFC 為1 g/L 時(shí)，濁度去除率達(dá)98%以上。許芝等采用共凝聚氣浮破乳吸附法處理乳化液廢水，在投加PAC、 PAM 的基礎(chǔ)上，將具有一定吸附能力的污水處理廠剩余污泥投加到乳化液廢水中，發(fā)現(xiàn)污泥投加量為 15 g/L 時(shí)，對(duì)COD 具有處理效果佳，廢水COD 可由處理前的5 000~20 800 mg/L 降至處理后的75 mg/L，處理效果達(dá)到國家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 電凝聚法

電凝聚法以可溶性金屬作電極，在電場(chǎng)作用下金屬失去電子被氧化，生成氫氧化物膠體，利用吸附和凝聚作用及電解過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)油污的去除。這樣使油珠外面包圍著一層有彈性的、堅(jiān)固的、帶有同性電荷的水化離子膜，阻止了油珠液滴互相碰撞時(shí)可能的結(jié)合，使油珠能夠得以長(zhǎng)期地穩(wěn)定在水中，成為白色的乳化液。由于該方法能極大減少混凝藥劑的使用量且處理效果好，極具應(yīng)用前景。通常電極材料不同，電凝聚機(jī)理也有所不同。以金屬為陽極、惰性材料為陰極時(shí)，電解過程會(huì)產(chǎn)生金屬膠體，電極反應(yīng)的作用表現(xiàn)在還原脫色、電化學(xué)作用、混凝作用、吸附作用等，其研究材料以鐵屑和焦炭為主。陳依蘭等利用轉(zhuǎn)動(dòng)式電凝聚破乳技術(shù)處理金屬加工乳化液，對(duì)油、COD 的去除率為59.9%、28.5%以上，且可使原水B/C 從0.21 提高到0.32。

以金屬作陰、陽電極時(shí)，通常會(huì)加入NaCl，電極反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生金屬膠體、強(qiáng)氧化劑l氣和次氯酸鹽，可發(fā)揮混凝作用、吸附作用、氣浮作用及氧化與還原作用等。乳化液廢水處理設(shè)備主要構(gòu)筑物說明隔油調(diào)節(jié)池作用：儲(chǔ)存生產(chǎn)車間排放的乳化液廢水均衡水質(zhì)水量。P. Ca觡izares 等以鋁為電極，在極板間距 9 mm，電流密度1.01×10-2 A/cm2 的條件下采用電混凝法處理乳化液，并與投加AlCl3 或Al2（SO4）3 的化學(xué)混凝法進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明2 種方法的效果與給藥量無關(guān)，而與水中鋁離子的濃度和pH 有關(guān)，在佳zpH 5~9 下，COD 去除率較高。吳克明等以鋁板為電極，為防止鈍化采用定時(shí)倒極并投加NaCl 處理乳化液廢水，利用反應(yīng)產(chǎn)生的l氣和次氯酸鹽氧化乳化液廢水中的有機(jī)物，利用電解過程產(chǎn)生的鋁絡(luò)合離子和氫氧化鋁對(duì)有機(jī)物和懸浮物進(jìn)行去除。結(jié)果表明該方法對(duì)濁度、油、COD 的去除率很高，分別達(dá)到99.1%、98.6%、99.3%。

有研究者對(duì)電凝聚法設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了討論。但其實(shí)不管是什么機(jī)械設(shè)備，要是長(zhǎng)時(shí)間的使用，卻不進(jìn)行合理的維護(hù)，這是不行的，長(zhǎng)時(shí)間之后設(shè)備的使用效果會(huì)大大的降低，工業(yè)廢水處理設(shè)備設(shè)備在進(jìn)行使用的時(shí)候也會(huì)令人覺得故障很多。對(duì)于外接電源供電形式，有研究表明交流電的混凝效果比直流電更好，且頻率控制在60 Hz 時(shí)具有更高的經(jīng)濟(jì)適宜性。周連成等指出極板間距過大、電流密度過大、電解時(shí)間過長(zhǎng)是導(dǎo)致電解法破乳失敗的原因，并提出極板間距8 ~15 mm、電流密度 0.004~0.006 A/cm2、電解時(shí)間40~50 min 的j運(yùn)行條件。曹福等以鋁板為電極并投加NaCl 處理軋鋼乳化液廢水，試驗(yàn)中pH＝6、電流密度為0.004A/cm2、時(shí)間為40 min、NaCl 為1.25 g/L、極板間距為1 cm 時(shí)， COD 去除率高達(dá)99.5%，取得較好的處理效果。

2.4 g級(jí)氧化法

采用g級(jí)氧化法處理乳化液廢水是基于·OH的強(qiáng)氧化性，這方面研究以Fenton 氧化為主。因?yàn)檫@些工廠可以用廢酸,達(dá)到破乳目的,又可有效地利用eF帶,因?yàn)镕e(oH)2和Fe(oH)3是很好的混凝物質(zhì)。A. C. S. C. Teixeira 等使用Fenton 和光助Fenton 法對(duì)含有不同濃度PDMAS （ 一種氨基有機(jī)硅高聚物）的乳化液廢水進(jìn)行處理，通過對(duì)COD、硝s鹽、鐵及亞鐵離子的分析，表明PDMAS 在氧化過程中被去除，這主要得益于乳化液中的表面活性劑被降解，使得PAMAS 能進(jìn)一步聚集以及·OH 的作用。M. A. Tony 等的研究結(jié)果也表明光助Fenton 法對(duì)乳化含油廢水有很好的處理效果，不僅能有效去除 COD、油，還可顯著改善乳化廢水水質(zhì)。為減少 Fenton 氧化中亞鐵的使用量，唐文偉等采用以 H2O2 替代部分或全部空氣的濕式過氧化q氧化工藝處理乳化液廢水，顯著降低了亞鐵投加量，150℃、進(jìn)水COD 50 540 mg/L 時(shí)，去除率達(dá)82.4%。李春程結(jié)合微電解和Fenton 法處理乳化液廢水，j運(yùn)行條件下COD 去除率可達(dá)97.16%。

乳化液廢水處理裝置

　　 傳統(tǒng)采用化學(xué)法進(jìn)行破乳，即加藥——?dú)飧　^濾工藝：由于在常溫常壓下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)難以即時(shí)和充分，加之乳化液采用的表面活性劑不盡相同，采用的藥劑也難以使油滴脫穩(wěn)，因此，采用化學(xué)法破乳，必然有一定的局限性和不可靠性。一體化氣浮機(jī)◆設(shè)備目的：去除比重接近于1的懸浮固體及游離態(tài)油脂。同時(shí)由于管理維修量較大，處理費(fèi)用較高，在乳化含油量變化時(shí)，也難以達(dá)標(biāo)。

一、電解法破乳的機(jī)理

　　該裝置采用鐵板作電極材料，反應(yīng)槽材料為聚b烯。電解反應(yīng)如下：

　　由于電解時(shí)生成羥自由基·OH氧化性極強(qiáng)，可有效破壞油滴的表面張力σ值，使油滴脫穩(wěn)；由于乳化劑都是表面活性劑，當(dāng)它加入水中，使油與水的界面自由能大大降低，達(dá)到最d值，這時(shí)油便分散在水中。帶正電膠體的Fe(OH)2和Fe(OH)3也中和油滴表面所帶的負(fù)電荷，降低電勢(shì)，壓縮雙電層，在脈沖電流起到切割作用下，促使油滴脫穩(wěn)，使油水分離，小油滴集聚上??；同時(shí)由于電解時(shí)所產(chǎn)生的氫氣泡直徑為20μm，氧氣泡直徑為20-60μm遠(yuǎn)小于化學(xué)氣浮法的氣泡直徑80μm，因此破乳去除率較高．實(shí)踐證明，當(dāng)含乳油量＞3000mg/L，適當(dāng)降低板間電壓值，提高板間電流值，進(jìn)行破乳效果十分理想。

　　電解破乳時(shí)，應(yīng)調(diào)整PH=7,乳化油去除率＞95%，PH值高于或低于7時(shí)，去除率稍有降低?！　?duì)于有機(jī)廢水，在直流脈沖電壓電流的壓縮和切割下，進(jìn)行氧化還原，絮凝的電化學(xué)反應(yīng)，大大削減COD值，一般一次處理即可達(dá)標(biāo)。1乳化液的形成乳化液中添加了大量表面活性劑，降低了體系的表面自由能，且表面活性劑分子在油-水界面定向吸附并形成界面膜，阻止了油滴間的相互碰撞變大，使油滴能長(zhǎng)期穩(wěn)定地存在于水中。若含b酚有機(jī)酸類，作為預(yù)處理，再生化處理，可取得事半功倍的效果。