氯化鈣處理乳化液廢水的試驗研究

摘 要：采用無機鹽破乳方法，以氯化鈣投加量、反應時間、反應pH值為變量進行九組試驗。以前后污水的水質為參數，得到該乳化液污水破乳的最佳試驗參數。

關鍵詞：乳化液廢水；破乳；氯化鈣；CODCr

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.004

乳化液通常是一種含礦物油的半合成加工液產品，廣泛用于金屬切削、磨加工過程中。其具有良好的冷卻性、清洗性以及一定的潤滑性、防銹性，是目前機械行業中使用最為廣泛的一種金屬切削液。使用過的廢乳化液中含有大量的礦物油料、乳化劑和亞硝酸鹽，成分復雜，COD等污染物濃度極高。[1] 如直接排放，會造成嚴重的環境污染 。本文通過試驗，采用氯化鈣破乳。

電解質氯化鈣破乳機理主要有以下幾點：

（1）CaCl2 投入乳化液廢水中離解成為正、負離子，發生強烈的水化作用即爭水作用，使乳化液中的自由水分子減少，對油珠產生脫水作用，從而破壞了乳化液油珠的水化層。

（2）向陰離子表面活性劑所穩定的乳化液廢水中投加CaCl2 后，水中的離子濃度增加，由于濃差擴散和靜電斥力，使擴散層的厚度減少，Ca2+壓縮雙電層，降低ζ電位，減小乳化油膠粒之間的相互排斥力，在范德華力作用下有可能碰撞合并成為分散油。

（3） Ca2+可與表面活性劑生成不溶于水的金屬皂沉淀：

2RSO3Na + Ca2+ →（RSO3）2Ca↓+2Na+

（RSO3）2Ba + Ca2+ →（RSO3）2Ca↓+Ba2+

金屬皂的形成使乳化液由O/W型轉化為W/O型，在轉型中脫穩，從而達到破乳目的。

1 試驗前的準備

1.1 主要藥品和儀器

試驗藥品：氯化鈣，無水（CaCl2 ，分析純），上海潤捷化學試劑有限公司；氫氧化鈉（NaOH），浙江三鷹化學試劑有限公司； PAC（5%）；PAM（0.3%）；pH測試儀；硫化汞（HgS）；重鉻酸鉀（K2CrO4）；硫酸（H2SO4，分析純），浙江漢諾化工科技有限公司；硫酸銀（Ag2SO4），浙江漢諾化工科技有限公司；硫酸亞鐵銨（六水）（（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O），上海潤捷化學試劑有限公司。

試驗儀器：電子天平、攪拌器、萬用電熱器。

1.2 乳化液廢水

試驗所需的乳化液廢水來自浙江臺州某機械加工廠（以下簡稱“該機械廠”），水質見表1。

1.3 試驗水樣的配制

機械行業產生的乳化液廢水的COD值，一般認為在10000～

20000mg/L。該機械廠的乳化液廢水水質見表2。

試驗主要考察三個因素：A 氯化鈣量，B pH值，C 反應時間。每個因素取三個水平：A 氯化鈣量為0.16g、0.20g、0.27g；B pH值為8、10、12；C 反應時間為5min、10min、20min，得到表3。

根據表3的試驗因素和水平，用正交設計原理，安排試驗如表4所示。

2 廢水處理測試

2.1 測定方法與過程

取50mL20倍稀釋液于小燒杯中，用氫氧化鈉固體調pH值至一定堿度 ，再加入一定量氯化鈣攪拌一定時間，然后滴加1ml PAC溶液，再加入0.5ml PAM溶液至有較大礬花出現，靜置，使溶液澄清透明 ，然后采用重鉻酸鉀法測CODCr去除率。 2.2 結果與討論

2.2.1 數據分析與處理

CODCr的去除效果如表5所示。

在表6中K1、K2、K3為表4對應的測試結果，據此做極差R和各因素的趨勢圖。如圖3所示。

2.2.2 結果與討論

（1）表6中的極差R反應了該因素對CODCr處理結果的影響力的大小，據此可得各因素對CODCr處理結果的影響力的大小為：反應時間 >氯化鈣量 >pH值。

（2）本試驗改變的因素是氯化鈣的用量、時間、pH值。為排除PAC與PAM的用量不同對試驗的最終CODCr的影響，采用相同的投加量。因加入PAC與PAM造成的體積變化而造成的CODCr的變化較小，此處不計。

根據以上分析，使用0.20g氯化鈣處理50mL的20倍稀釋液，反應時間為20min，pH值為10，CODCr去除率可達77.5%。

3 結論

（1）本論文先確立了以氯化鈣量、時間、pH值為因素的試驗方案。每個因素取三個水平：A 氯化鈣量為0.16g、0.20g、0.27g；B PH值為8、10、12；C 反應時間為5min、10min、20min。通過正交試驗設計得到九組方案。據此改變氯化鈣的使用量、時間、pH值來對該乳化液進行破乳處理并檢測CODCr值，根據去除率與是否澄清得到最佳的參數：4使用0.20g氯化鈣處理50mL的20倍稀釋液，反應時間為20min，pH值為10。

（2）用這個試驗方案得到的最佳氯化鈣使用量來處理某機械加工廠的乳化液廢水，CODCr去除率可達77.5%，處理該廠的乳化液廢水效果較好。

參考文獻：

[1]劉恒，閆紹峰，安勇，孫月秋，丁延霖.廢乳化液處理技術的分析[J].遼寧工業大學學報（自然科學版），2014（02）：117-119.

[2]倪偉敏，陳春平，徐根良.混凝法處理廢乳化液的研究[J].環境污染與防治，2003，25（01）：39-42.

作者簡介：林建平（1983-），男，九三學社社員，工程師，主要從事廢水、廢氣治理工程的設計工作。