有色金属加工废乳化液处理技术及应用研究进展

罗宏武

中国铝业集团有限公司 北京 100089

我国有色金属工业经过多年建设和发展，已经形成了包括矿山、冶炼、加工和地质勘探、工程勘察设计、建筑施工、科研教育等部门构成的完整工业体系。

乳化液在有色金属加工企业的生产过程中普遍应用，起到冷却润滑轧辊、控制辊型、提高产品表面质量的重要作用[1]。乳化液由于受到自身性能的改变以及各种污染物的污染而极易老化[2][3]。因此，在有色金属加工生产过程中，会产生大量的废乳化液，废乳化液主要成分为COD、BOD和油类等，且浓度较高，其COD浓度可达30000mg/L，处理起来难度较大。

废乳化液处理一直是行业内热议的话题，国内外专家学者对废乳化液的处理进行了大量研究，并取得了一定的研究成果，但还存在许多不足。因此，找到一种经济、环保、高效的废乳化液处理方法成为业内的共识。

1 废乳化液的一般处理方法

1.1 物理法

物理法处理废乳化液的种类主要为减压蒸发法、气浮法、膜分离法和吸附法。其中气浮法在有色金属工业中应用较为广泛。其主要原理是利用高度分散的微小气泡作为载体黏附于废乳化液中的细小悬浮油珠和悬浮固体颗粒杂质，使其浮力大于重力和阻力，从而使悬浮油珠和固体颗粒上浮至液面，形成泡沫，然后用刮渣设备自液面刮除泡沫，实现固液和液液的分离。气浮法因艺简单，运行成本较低而得到广泛的应用。

1.2 化学法

化学法处理废乳化液的种类有很多种，主要为化学破乳法、催化氧化法和电解法等。其中化学破乳法主要分为投加电解质和投加絮凝剂两种方法。投加电解质主要是通过电解质投入，使废乳液很快离解成正、负离子。但由于废乳化液浓度较高，投加的电解质量较大，但仍会有部分胶休保持一定的稳定性，其分解效率较低，处理费用较高。投加絮凝剂主要是通过电解质投入，使废乳液发生水解，但部分由于聚合作用，会形成不同程度的大分子聚合产物[4]。投加絮凝剂法对乳化液的分解效率较高，但处理费用较高，企业使用起来有一定的难度。催化氧化法主要是在催化剂作用下，用臭氧、Fenton试剂等化学氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为CO2和H2O等无机物或小分子有机物的方法[5]。催化氧化法处理技术具有反应速度快、氧化效率高、能耗小、无二次污染、产物易分离等优点。但是仍有很多不足之处影响其广泛推广应用，如在高温高压的反应过程中可能产生酸，腐蚀设备；产生无机盐，而在超临界下造成盐沉淀；反应速度难于控制；使用的催化剂寿命短、易中毒等缺点。电解破乳的原理是利用直流电场，依靠极板提供的电荷和电位差，使乳液中各种物质所维系的极性场被破坏，乳化剂脱稳，油从乳化状态中游离出来，通过特定溶性电极产生具有很强凝聚作用的多核配位离子，使油类等污染物凝聚后上浮。电解破乳法具有处理效果好、占地面积小、操作简单、浮渣量相对较少等优点，但它存在阳极金属耗量大、耗电量高、运行费用较高等缺点。

1.3 生化法

生化法是利用微生物代谢作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害物质，以实现净化的方法。生化法可分为好氧和厌氧处理法两大类，根据微生物在污水中的存在状态，又可分为活性污泥法和生物膜法。

有色金属加工废乳化液的处理一般采用生物炭塔，利用活性炭的吸附特性，将废水中的有机污染物、微生物及溶解氧富集于炭的表面，增加微生物降解有机污染物的概率，延长有机物停留时间，从而提高处理效率[6]。生物降解作用可将炭表面吸附的有机物去除，因此，活性炭不需再生，只要定期进行反冲，保持生物膜厚度适当即可，活性炭可使用五年以上，处理效果保持不变。生物炭塔采用降流式滤床形式，具有吸附、生物降解和过滤处理的综合作用，不仅处理效果稳定，且占地省，效率高，耐冲击负荷，管理方便，运行费用低。

2 组合新工艺处理方法

近年来，专家学者对废乳化液的处理研究进行了大量的研究，并根据传统废乳化液处理方法，通过对气浮法和生化法的组合，并对部分工序改进，研究出一种新组合处理方法。该方法在某铝箔厂得到了实际应用，并取得了良好的效果。其工艺流程图见图1。

图1 气浮生化工艺流程图

该工艺在某铝箔厂轧辊磨床磨削废乳化液的处理过程中得到很好地应用，在处理过程中，对各个反应过程中COD浓度和BOD浓度进行了检测，气浮生化工艺对COD去除效率可达到98．6%，对BOD的去除效率可达到98%，去除效果较好[7]。

与传统的处理方法相比，气浮生化工艺具有以下优点：

（1）与传统的方法相比，气浮生化工艺对COD和BOD的去除效率高，处理后的废乳化液能够完全满足相应的排放标准。

（2）与传统的方法相比，气浮生化工艺在运行过程中产生的废弃物较少，仅为剩余污泥，且量相对较小，处理起来较为简单，费用较低。且该方法占地面积较小，投资较省。

3 结语

做好废乳化液的处理，一方面有利于治理环境污染、促进我国有色金属加工的高速发展，一方面有利于有色金属加工企业的长远发展，对提高企业竞争力、降低运营成本意义重大，值得投入时间精力深入研究。目前，有色金属加工企业废乳化液的处理已经取得了一定的进展，但是，废乳化液的处理技术在实际的应用过程中还面临一些问题。因此，对现有的处理工艺进行改进和优化，同时致力于研究更为先进的处理工艺，还需要广大的环保工作者和相关人员做大量的研究工作。