程娟娟 丘國華 高坤
摘要:本文介紹了幾種國內企業針對廢切削液主要的處理方法,分析了不同方法的優缺點和適用范圍。并重點介紹了傳統處理法、生物降解法和高級化學氧化法三種常見的廢切削液處理工藝,針對有電鍍廢水處理企業的廢乳化液處理工藝的具體實施提出了建議。
關鍵詞:廢切削液;處理工藝
1.切削液簡介
切削液在機械加工中廣泛使用,主要起到冷卻、潤滑、清洗、防銹等作用。切削液可分為油基切削液和水基切削液兩大類[1]。廢切削液中的主要污染物為油類、表面活性劑和各類添加劑。廢切削液CODcr、油等指標很高,特別是CODcr濃度達幾萬甚至幾十萬(mg/L)。并且切削液中的部分添加物質毒性大,有致癌性,如未經降解直接排入水體,將會嚴重威脅水體安全[2-3]。據不完全統計,我國僅機械工業廢切削液的日排放量已近億噸,面臨著巨大的經濟和環境保護壓力[4]。因此,無論從經濟性還是從環保性能方面,切削液均需要經過處理后排放。
2.國內企業針對廢切削液的處理
國內機械企業針對廢切削液主要的處理方法有a.直接稀釋后排放;b.交由危險廢物處理公司處理;c.企業內部建立廢切削液處理設備,自己處理。三種方法的優缺點與適用范圍見表1。
表1:國內企業針對廢切削液現有的處理方法比較
處理方法 直接稀釋后排放 交由危險廢物處理公司處理 企業內部建立廢切削液處理設備處理
優點 簡單易行,節約成本 簡單,便捷,既能達標排放,也能達到減排目的 既能達標排放,也能達到減排目的,比直接交由危險廢物處理公司處理經濟適用,可以長期解決廢切削液的環保問題和企業突發的污染問題。
缺點 對于日切削液排放量比較大的大型企業,或本身排出的廢水CODcr、石油類等含量比較高的企業,簡單稀釋會增加用日水量,大大增加了處理的成本,也沒有達到減排的目的。 通過調查發現,廢物處理公司一般按年收費,并不是按廢液量收費,這樣對于那些廢液量不多的企業,將廢液交由廢物處理公司處置費用會比較高。并且對于一個以機械加工為主的單位來說,長期經濟負擔也比較重。 前期設備和基建投入比較多,需要充分的調研和技術支持,后期也需要專人來維護處理設備,每年需要一定的處理費用。
適用范圍 小型的機械加工行業或者日用水量比較大,并且排出的廢水CODcr、石油類等含量比較低的企業 一些大型機械加工集團,可以與將各單位的廢液集中起來,集中交由廢物處理公司處理。 廢切削液日產生量比較大的企業。
對于小型工廠或采用單機循環、分期換液的生產車間,可以選用移動式污水處理裝置或交由環保公司處理。而對于一些大型加工企業,廢切削液日產生量比較大的企業,在廠內建立廢液處理設施比把廢液裝載出廠更經濟可靠[5]。
3.廢切削液的處理工藝
國內對切削液廢水的處理工藝主要分為三個方面,一是傳統處理工藝的組合;二是傳統工藝與生物降解的聯用;三是高級化學氧化方法和其他手段。三種處理方法的比較見表2。
表2:三種廢切削液處理工藝的比較
處理方法 傳統處理工藝的組合 傳統工藝與生物
降解的聯用 高級化學氧化方法
優點 操作可在中性條件下進行,無需耐酸設備,可降低投資,操作簡單,方便簡潔,費用也比較低,在處理油和脂類物質方面的去除率也很好。 處理效果穩定,出水幾乎都可以達標排放。日常處理費用也比較低。 處理效果穩定,出水幾乎都可以達標排放,操作相對簡便。
缺點 處理效果不穩定,如果進水質量不好的話,出水也有可能超標。會產生少量高濃度廢水,比沒有經過處理的廢水更加具有危害性[6]。 占地面積大,構筑物單元多,基建投資高,會產生大量污泥,存在二次污染問題;且技術要求嚴格,后期維護也比較復雜,處理量不大。 處理費用比較高。
絮凝沉淀法、生化法和催化氧化法三種方法各有優點和缺點,在廢水COD、石油類含量不高時,可以采用傳統處理工藝的組合來處理,經濟費用低,占地面積小,方便易行,操作簡單。如果切削液廢液水質差,建議采用生物降解或高級化學氧化法,可以達到穩定的處理效果,達標排放。并且隨著國家對環保的重視,國家對廢水的排放標準要求越來越高,絮凝沉淀法并不能適應以后長期發展的要求。生物降解和高級化學氧化法出水均可達標,各有優缺點,但是前期投資都比較多。雖然生物降解法處理費用相對較低,但是占地面積大,基建投資高,需要多個處理池交替使用,連續培養細菌,在處理水量比較少的情況下,并不經濟適用,后期維護也比較復雜,技術要求比較高,需要專業的技術人員。高級化學氧化法雖然操作比生物降解法簡單,日常維護也方便,但是日常處理的費用比生物降解法高。
4.有電鍍廢水處理企業的廢乳化液處理工藝實施
由上可以看出,以上三種方法都需要基礎設施建設。通過調查了解到大部分機械加工行業都有電鍍廢水處理設施,有廢水處理設施的企業可以充分利用企業內部已經具備的資源,稍加改進,達到廢切削液的處理排放。下面是比較常見的電鍍廢水處理工藝流程圖:
由圖2可以看出,常見的電鍍廢水處理工藝與本文提出的絮凝沉淀法相似,但是前期處理不一樣,電鍍廢水處理的前期處理主要為中和反應,而廢切削液的前期處理主要是破乳除油,并且需要氣浮。因此,我們可以利用已有的基礎設施,改變還原反應/氧化反應藥劑,改成硝酸等破乳劑,進行破乳,并且將中和反應池1中加入曝氣裝置進行氣浮除油,接著再絮凝反應和斜板沉降。如果采用生化法或催化氧化法,需要在上面的基礎上,增加反應池進行后續的生化處理和催化氧化。
通過利用企業內部現有的資源,可以在經濟投入比較小的基礎上,來實現廢切削液的處理,不僅達到了環保的目的,也達到了節能減排的作用,并且充分提高了設備的利用率,優化資源利用。
5.小結
切削液的使用廠家應根據自身的實際情況,采取相應的廢液處理方式。不同企業應結合國內現有的技術和自身企業的實際情況,堅持經濟、適用、高效的原則進行選擇處理方案,充分利用現有的處理設備,在考慮經濟費用和環保問題的雙重前提下,分析各種方法的優缺點,選擇適合自身的處理方法。
參考文獻:
[1]池麗婷.切削液的現狀和發展趨勢[J].山西科技,2006(3):98-99.
[2]KimBR,RaiDN,ZemlaJF,etal.Biologicalremovaloforganicnitrogenandfatty-acidsfrommetal-cutting-fluidwastewater[J].WaterResearch,1994,28(6):1453-1461.
[3]vanderGastCJ,WhiteleyAS,StarkeyM,etal.BioaugmentationStrategiesforReme-diatingMixedChemicalEffluents[J].BiotechnologyProgress,2003,19(4):1156-1161.
[4]胡金成,陳霽恒,陳淳輝等.金屬切削液的環境行為分析與評價[J].環境評價,2008.12B:40-42.
[5]鞏葉清.廢切削液的處理與排放[J].石油商技,2006,11(6):28~30
[6]PortelaJ.R.,Sanchez-OnetoJ.NebotE.,etal.Hydrothermaloxidationofoilywastes:Analternativetoconventionaltreatmentmethods[J].ChemicalEngineeringandTechnology,2003,26(2):85-89.