在機械加工、金屬冷軋壓延行業中使用大量的切削液作為潤滑冷卻之用,切削液長時間使用后會因為高溫和微生物的作用而變質失效,從而產生高濃度切削液廢水和工件清洗工段產生的低濃度切削液廢水。切削液廢水排放對環境的污染非常嚴重,我國制定的國家危險廢物名錄中明確規定切削液為乳化液屬于危險廢物。
切削液中主要含有機油和表面活性劑,是用乳化油根據需要用水稀釋再加入乳化劑配制而成的。由于乳化劑都是表面活性劑,當它加入水中,使油與水的界面自由能大大降低,達到較低值,這時油便分散在水中。同時表面活性劑還產生電離,使油珠液帶有電荷,而且還吸附了一層水分子固定著不動,形成水化離子膜,而水中的反離子又吸附再其外表周圍,分為不動的吸附層和可動的擴散層,形成雙電層。這樣使油珠外面包圍著一層有彈性的、堅固的、帶有同性電荷的水化離子膜,阻止了油珠液滴互相碰撞時可能的結合,使油珠能夠得以長期地穩定在水中,成為白色的乳化液。配制的乳化液PH值一般在8-9之間,有的甚至高達10-11。
切削液廢水的相關數據數值如下:
名稱 | 參數 |
COD | <85000mg/L |
BOD | <25500mg/L |
TP | <50mg/L |
SS | <1000mg/L |
PH | 8-11 |
氨氮 | <500mg/L |
石油類 | <4500mg/L |
陰離子表面活性劑 | ≤362mg/L |
切削廢液由于其成分復雜,化學穩定性好,故直接處理難度較大,一般需先經過預處理再進行后續處理。預處理主要是對廢液進行破乳,以除去廢液中油包水或者水包油中的油類物質。根據乳化劑的作用的不同,乳化液穩定的原因包括界面張力、界面膜的性質和界面電荷。乳化廢液的破乳處理過程中可以根據這些影響因素使其失穩而易于處理。下面就逐一介紹破乳的具體方法。
1、酸析法:
通常的酸析是指在酸性條件下,某些物質由溶解態或膠體態轉化為懸浮態,從而將油類物質等從液體中分離出來的方法,該類方法操作簡單,所用藥劑一般為濃硫酸、硝酸等強酸性物質,也可用廢酸液代替純的酸性試劑。利用硝酸對廢乳化液進行破乳處理,結果COD去除率可達97.80%,浮油量少,且為后續的芬頓處理提供了適宜的pH條件。利用濃硫酸對電子感光脫膜乳化廢水進行酸化破乳,在pH調至4以下時,COD去除率達75.2%,廢液清澈透明,沉淀易于分離。
2、鹽析法:
鹽析法是指向廢水中投加無機鹽類物質至一定濃度,破壞油珠的水化膜,一般常用電解質有氯化鈣、氯化鎂、氯化 鈉、硫酸鈣、硫酸鋁鉀等等。用不同的電解質對乳化切削廢液進行鹽析破乳研究,結果表明:陽離子電荷越大,破乳 效果越好;金屬離子為相同價態時,其半徑越小,破乳能力越強,這是因為金屬離子的半徑越小,其電場強度越大, 使得油珠擴散雙電層的有效厚度減小,其雙電層的電位分布寬度和陡度降低,從而易于破乳。但鹽析法通常效果不如 酸化法,而且鹽析法藥劑投加量較大,價格較貴并會帶來大量污泥沉淀,給處理帶來較大麻煩。
3、混凝沉淀法:
混凝沉淀法是目前國內外普遍采用的一種預處理方法,它具有經濟簡便、處理效率高的特點?;炷ㄖ赶驈U水中投 加混凝劑和助凝劑,利用混凝物質的吸附架橋、沉淀網捕等作用,使微粒油珠相互聚結變大,成為較大的集合體,再借 助其它常規方法實現固液的分離和去除。