机械加工高浓度乳化液破乳及净化技术

方凌平

摘 要：随着技术的提高，乳化液的稳定性越来越高，越来越难破乳。本文概括、分析了当前主流的乳化液破乳和后续净化技术，分析各个技术的优缺点，希望为后续工程应用提供参考。

关键词：机械加工;含油废水;乳化液;破乳;净化处理

在机械加工工业，尤其是汽车配件加工企業的切削、研磨等加工过程中，乳化液被普遍使用。在使用过程时，乳化液发生不同程度的酸败，性能降低，因此要定期更换新的乳化液。随着汽车工业的迅速发展，这种含油污水的排放量与日俱增。废乳化液含有大量的乳化油，乳化油浓度高达10000-100000mg/L.污水COD浓度高达20000-400000mg/L，并且废水中含有表面活性剂、防腐剂、清洗剂、强酸碱、盐分、重金属等杂质，对生态系统造成严重破坏，必须加以治理。

目前，我国对机械加工中排放的高浓度、乳化严重的含油废水仍没有得到很好地处理。主要是由于随着技术的提高，乳化液的稳定性越来越高，越来越难破乳。乳化液废水处理破乳方法有药剂破乳法、混凝气浮法、膜处理法等。经过破乳后的污水还是成分复杂，高盐分、高COD，B/C比在0.1-0.2之间，可生化性差。要想彻底去除降解污染物，后续还需采取的净化技术有芬顿法、蒸发浓缩法、生化法等。

1、乳化液破乳技术

1.1药剂破乳法

药剂破乳法是指向废水中投加破乳剂，降低油水界面能，改变界面膜特性，使界面膜变薄，从而利于油滴的集聚，达到破乳的目的。药剂破乳又分为盐析法、酸化法、凝聚法、混合法等。

（1）盐析法：盐析法是通过投加盐类电解质，破坏油珠的水化膜，压缩油粒与水界面处的双电层的厚度，使油粒脱稳。单纯盐析法投药量大，聚析速度慢，停留时间长，对有表面活性剂的乳状液处理效果不好。但由于操作简单、费用低，使用较多，常作为初级处理。常用的电解质有氯化钙、氯化镁、氯化钠、硫酸钙、硫酸镁等。

（2）酸化法：酸化法是向废水中投加硫酸、盐酸、醋酸或环烷酸等，破坏乳化液油珠的界膜，使脂肪酸皂变为脂肪酸分离出来。采用酸化法对于稳定性较高的乳化液作用有限，需要和芬顿试剂等配合使用。

（3）凝聚法：凝聚法是指向废水中投加絮凝剂，利用絮凝物质的架桥作用，使微粒油珠结合成为聚合体。常用的絮凝剂有明矾、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁、聚合硅酸铝铁等。还有针对性较好的高分子聚合物，利用其分子量较高，化学结构独特，破乳时同时发挥离子间吸附桥架和电中和作用，将废水中的乳化油凝聚而分离。李正要[1]等对某钢铁公司COD浓度达到34000mg/L，含油量为6200 mg/L的乳化液废水应用聚合氯化铝与有机破乳剂SYS进行联合破乳，取得了良好的处理效果，破乳后COD去除率达97.8%，石油类的去除率可达99.6%。

1.2混凝气浮法

由于乳化液废水成分复杂，气浮法往往需要化学凝聚法相结合，实现高效破乳。化学凝聚处理使乳化液废水中的油滴聚集，形成絮状物。这些物质可与气浮机产生的微气泡碰撞粘附，形成更大粒径的带气絮体。混凝-气浮结合工艺的去除效果较单纯的混凝沉淀法效果更显著。K.BensasoK[2]等采用常规破乳-气浮结合工艺处理乳化液废水，对COD和浊度的去除较普通常规破乳法分别高29%和71%。

1.3膜处理法

对于乳化液的油水分离主要使用超滤膜，其分离原理一般认为是筛分过程。当液体混合物在一定压力下流经膜表面时，小分子溶质透过膜，而大分子油类物质则被截留，使原液中大分子浓度逐渐提高，从而实现油水的分离、净化的目的。超滤膜对含油废水的处理效果和膜使用寿命与乳化液的性质相关。

2、乳化液后续净化处理技术

2.1芬顿法

Fenton法处理乳化液属于高级氧化处理方法。Fenton试剂对乳化液的处理包括对有机物的氧化和混凝两种。对有机物的氧化作用是指H2O2与Fe2+作用，生成具有极强氧化能力的羟基自由基·OH而进行的游离基反应，而反应生成的Fe（OH）3胶体具有絮凝、吸附功能，也可以去除水中部分有机物。高蓓蕾等[3]采用fenton氧化处理乳化液废水，COD可去除90%以上。但是由于处理费用较高，一直不能够被推广。将芬顿与生化污水处理工艺相结合，利用芬顿改善乳化液的可生化性，再用生化处理系统进行大批量的处理，直接降低运行费用，达到较好的处理效果。

2.2蒸发浓缩法

乳化液破乳后的盐分和污染物浓度都非常高，但是水量较小。将乳化液使用机械式蒸汽再压缩技术（MVR）进行蒸发。在技术上简单易操作，出水可以稳定达标排放。缺点是设备投资较大，运行成本较高。

2.3生化法

乳化液废水的可生化性不高，B/C比一般低于0.2，为难生物降解的有机废水。好氧生物处理工艺直接处理乳化液废水往往达不到最理想的处理效果，若要能对乳化液进行高效处理，首先考虑改善乳化液的可生化性。乳化液可以通过水解酸化将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高乳化液废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。通过实际工程测试，水解酸化可以大幅提高可生化性，应用水解酸化+好氧生物处理乳化液废水，COD去除率稳定95%以上，满足排放标准。

3、结语

由于破乳剂的稳定性越来越好，因此发展高分子絮凝剂进行针对性的处理是破乳技术主要的发展方向。而后续净化技术主要的发展方向应该是处理成本较低的生化法。

参考文献

[1]李正要，宋存义，汪莉。冷轧乳化液废水处理方法及应用[J].环境工程，2008，26（3）：48-57.

[2]Bensadok K，Bellcacem M，Nezzal G.Treatment of cutting oil/water emulsion by coupling coagulation and dissolved air flotation [J].Desali-naiton，2007 206（1/2/3）：440-448.

[3]高蓓蕾.Fenton试剂在乳化液废水处理中的应用[J].污染防治技术，2007，20（6）：19-21.