乳化液廢水處理概述

閆思敏 白栓栓

摘 要：乳化液廢水中，油與水的界面自由能最低，油與水的親和力最強，液體內部產生電離，油珠外表面形成電荷層，并吸附水分子層后形成水化離子膜，與其所帶電荷相反的離子再吸附于水分子外表面形成擴散層，這樣的水化離子膜具有彈性并帶有同性電荷，即使油珠相互碰撞，也不能結合在一起，使水中油的成分穩定。

關鍵詞：切削液乳化液；礦物油；乳化劑

1 乳化劑的主要來源

乳化液主要用于水壓機和車絲機工作過程中所使用的冷卻或潤滑液，這其中以水壓機的打壓液為主，雖然車絲機的切削液用量不大（成分與水壓機的打壓液相近），但已被絲扣油污染，所以也需要廢液處理。在制造石油鋼管的過程中，會產生大量的熱，對金屬切削設備造成嚴重損耗，因此在此工段使用乳化液，由于其潤滑及冷卻作用，設備損耗率大大降低。乳化液可以循環使用，一定周期后，排放至廢水收集區域跟其它廢水經過處理后再外排或回用。

2 乳化液的主要成分

乳化液是用礦物油、乳化劑及添加劑混合配制好的乳化油稀釋而成。為了使油水能夠混合，所以需要加入適量的乳化液。 乳化液中主要含有機油和表面活性劑，是由有機油加水稀釋后再加入乳化劑配置的，三者比例是根據需要來確定的。由于乳化液中的主要成分是乳化劑，而乳化劑主要由表面活性劑組成，其分子包含極性基團和非極性基團。極性基團可溶于水，非極性基團可溶于油，所以乳化劑起到了水與油相互交融的作用。其原理為：乳化液廢水中，油與水的界面自由能最低，油與水的親和力最強，液體內部產生電離，油珠外表面形成電荷層，并吸附水分子層后形成水化離子膜，與其所帶電荷相反的例子再吸附于水分子外表面形成擴散層，這樣的水化離子膜具有彈性并帶有同性電荷，即使油珠相互碰撞，也不能結合在一起，使水中油的成分穩定。當在水中加入油后，乳化劑分子將水與油連接起來形成水離子化膜，使油水能均勻的分布，形成白色乳化液。乳化液中由于乳化油的濃度不同，形成的乳化液有不同的用途：低濃度乳化液常常用于削磨或粗加工，此類乳化液適用于清洗及冷卻；高濃度乳化液由于潤滑效果好用于精加工。如需要更高的潤滑性能，通常在乳化液中加入一些非金屬，如氯、磷等極壓添加劑，制成極壓乳化液。

本設計中使用的乳化液為Quaker Chemical公司提供的半合成型乳化液，其主要由礦物油（15%）、邊界潤滑劑、防銹添加劑、消泡劑（10%）、乳化劑（35%）、水（40%）組成。乳化液中還會含有一定量的芳香劑、殺菌劑等，這些含量非常少。

3 設計的乳化液處理水排放標準

序號項目名稱控制指標注

（1）SS ≤200mg/l

（2）COD ≤150mg/l

（3）BOD ≤60mg/l

（4）石油類 ≤10mg/l

4 處理工藝簡介

（1）去油方法

對于漂浮在水面上的油類，采用帶式除油器處理。其主要組成結構：特種吸油帶、刮板和傳動裝置。將除油器放置隔油池中，開啟設備，傳動裝置帶動吸油帶轉動，將浮油吸附后將油提出，經刮板去油，吸油帶清凈后重新由傳動裝置帶回隔油池繼續工作，掛去的油收集到桶中，根據生產工藝需要進行再利用。除油器將油水快速分離，隔油池中處理后的水進入調節池深化處理，使后續工藝簡單化。

（2）破乳方法

乳化液有機污染主要來自于乳化油和乳化劑以及相應的化學添加劑，其COD較高，而這些COD又形成乳化狀和水分子相互結合，因此乳化液水處理最主要的就是破乳將油水分離，破乳方法種類較多，有鹽析法、乳酸法、凝聚法、頂替法、高壓電法、吸附法等等。本次設計采用酸析法和鹽析法聯合處理。

乳化液中加入氯化鐵破乳，氯化鐵在水中電解產生電解質離子，在這一過程中發生爭水作用，大大減少了廢液中的自由水分子，破壞了水油平衡，瓦解了雙電層結構使油水分層，在電解質的作用下產生絮凝現象。加入混凝劑，則加快起到油水分離的目的。本設計采用氯化鐵作為破乳和絮凝劑，3價鐵鹽優點在于破乳能力強，分離速度快。使用時將氯化鐵濃度調節為5%～30%，通過計量泵添加，具體添加量根據現場調試定。加入混凝劑，則加快起到油水分離的目的。

（3）沉淀氣浮分離

破乳后的乳化油廢水呈渾濁狀態，在氯化鐵鹽電荷的作用下有細小的絮凝體，再次添加PAM形成大的絮凝體，經過斜管沉底及氣浮工藝，重力部分沉淀到設備底部的污泥槽，輕質部分上浮到氣浮區域進行分離，本次設計為壓力溶氣氣浮。

5 MBR處理技術

通過沉淀氣浮、雙氧水氧化分解、二次沉淀氣浮處理后，油類、金屬離子類、P等達到了國家排放標準，但COD還需要二次生化處理，本次使用的MBR膜生物反應器技術介紹如下。

廢水進入一體化廢水處理設備反應箱，加入酸調節PH值到5～6，加氯化鐵破乳，加入PAM加速混凝后進行泥水分離，達到除油和去除部分有機物的目的，出水進入有機物分解變性池，同時加入雙氧水并進行攪拌，待反應完全后進入生化調節池。本設計最終處理工藝采用膜生物處理技術（MBR），這一處理技術適用于中水回用處理，即本設計流程。膜生物處理裝置放置于MBR池中，預處理后的水經過水解酸化活性污泥法處理，自流進入MBR池，通過膜分離單元將清水抽走。膜生物反應器易于一體化，易于實現自動控制，操作管理方便。

6 結論

經過本工藝處理，出水的水質達到排放標準，符合出水要求。處理系統從調試完畢至今運行穩定。

參考文獻：

[1]李新冬，黃萬撫.廢乳化液處理技術研究[J].中國資源綜合利用，2009（12）.