简介: 乳化液废水是工厂生产中产生的常见废水 ,其特点是品种繁多,COD cr 和含油量浓度高,处理难度大.我们通过工程实际研究出高效破乳絮凝剂及JR型系列全自动乳化液处理机,对废水进行了有效的治理,达到国家排放标准。关键字:乳化液废水 高效破乳絮凝剂 JR型系列全自动乳化液处理机 1.概述 机械制造工业中,金属切削加工使用大量乳化液作为润滑冷却之用,乳化液经过一段时间使用后 , 就会变成废水排出。
关键字:乳化液废水 高效破乳絮凝剂 JR型系列全自动乳化液处理机
1. 概述
机械制造工业中,金属切削加工使用大量乳化液作为润滑冷却之用,乳化液经过一段时间使用后 , 就会变成废水排出。
乳化液中主要含有机油和表面活性剂,是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。在机床切削使用的乳化液中为了提高乳化液的防锈性 , 还加入了亚硝酸钠等。
由于乳化剂都是表面活性剂,当它加入水中,使油与水的界面自由能大大降低,达到最低值,这时油便分散在水中。同时表面活性剂还产生电离,使油珠液滴带有电荷,而且还吸附了一层水分子固定着不动 , 形成水化离子膜,而水中的反离子又吸附再其外表周围,分为不动的吸附层和可动的扩散层 , 形成双电层 . 这样使油珠外面包围着一层有弹性的、坚固的、带有同性电荷的水化离子膜,阻止了油珠液滴互相碰撞时可能的结合,使油珠能够得以长期地稳定在水中 , 成为白色的乳化液。
配制的乳化液 pH 值一般再 8~9 之间,有的甚至高达 10~11.
乳化液废水水质如表 1-1 所示:
表 1-1乳化液废水水质
名 称
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PH
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SS(mg/L)
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油 (mg/L)
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COD cr (mg/L)
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|
某集团
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905 车间
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8.17
|
22
|
11191
|
26251
|
914 车间
|
8.21
|
16
|
4540.9
|
31336
|
|
54 车间
|
8.50
|
33
|
8278.3
|
16562
|
乳化油的成分见表 1-2:
表 1-2乳化油的成分
序号
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成 分
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常 用 物 质 名 称
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1
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基础油
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5号、7号、10号机油、蓖麻油、菜子油、豆油等。 |
2
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乳化剂
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阴离子表面活性剂 :油酸、高碳酸、蓖麻油、松香等的皂类;磺化油、石油磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等磺酸盐与硫酸脂类;高级醇磷酸酯二钠盐等磷酸脂类。非离子型表面活性剂:聚氧乙脂肪醇醚、司本(失水山梨醇与脂肪酸的脂类,如月桂酸脂、油酸脂等)、吐温(聚氧乙烯化的司本)等。两性表面活性剂:6503、6501清洗剂等。 |
3
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防锈剂
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碱类 :碳酸钠、三乙醇胺、苯乙醇胺等。水溶性缓蚀剂:亚硝酸钠、苯甲酸钠、磷酸三钠、硼砂、水玻璃等。油溶性缓蚀剂:石油磺酸钡、环烷酸锌、羊毛脂等。 |
4
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防霉杀菌剂
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苯酚、四氯酚、已基汞硫代水杨酸钠等。 |
5
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稳定剂
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三乙醇胺、乙醇、异丙醇等。 |
6
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助溶剂
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少量水与乙醇的混合物。 |
7
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极压添加剂
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氯化石腊、氯化硬脂酸等 .酸性磷酸脂、磷酸三甲酚脂等、硫化脂肪油、硫化油酸、烷基硫化物等、二聚酸乙二脂单脂等. |
8
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消泡剂
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乙醇和其他低级醇、聚醚型表面活性剂 . |
9
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软水剂
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无水碳酸钠、氢氧化钠等 . |
2.乳化液废水的处理
2.1 乳化液废水处理原理
根据乳化液的性质,进行乳化液废水的处理需经过二个步骤:
破乳剂油; (2) 水质净化去除表面活性剂等物质。
破乳方法种类较多,有盐析法、乳酸法、凝聚法、顶替法、高压电法、吸附法等等。一般常用的采用盐析凝聚混合法,现介绍如下
在乳化液中加入电解质,电解质的离子在乳化液中发生强烈的水化作用即争水作用,使乳化液中的自由水分子减少了 , 对油珠产生脱水作用,从而破坏了乳化液油珠的水化层,中和了油珠的电性,破坏了它的双电层结构,因而油珠失去了稳定性,产生凝聚现象 ( 电解质一般分为二、三价的钙、镁、铝等盐类 ) ,其反应式如下:
2C 17 H 33 COONa + 2MgCl 2 -→ (C 17 H 33 COO) 2 Mg+2NaCl
油酸皂 镁皂
2C 17 H 33 (OSO 3 Na) COONa+2CaCl 2 -→ (C 17 H 32 ) 2 (OSO 3 ) 2Ca (COO) 2 +4NaCl
磺化蓖麻油
2R - SO 3 Na + CaCl 2 -→ [R - SO 3 ] 2Ca+2NaCl (R 为烷基 )
石油酸钠 石油磺酸钙
加入混凝剂,则加快起到油水分离的目的。
在实际使用中,应注意调整水的 pH 值 , 将 pH 值调整为 8.5 较好。
四种破乳方法比较见表 2-1 :
表 2-1 四种破乳方法比较
方 法
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药剂名称
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投 药 量
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处理后水质
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沉 渣
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油 质
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优 缺 点
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盐析法
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氯化钙
氯化镁
硫酸钙
硫酸镁
氯化钠
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二价药为 1.5 ﹪ ~2.5 ﹪
一价药为 3 ﹪ ~5 ﹪
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清晰透明,含油量 20~40mg/L 耗氧量 2000mg/L 。
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絮状沉渣很少
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棕黄色 , 清亮
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油质好,便于再生,投药量最高,水中含盐量最大。
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凝聚法
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聚合氯化铝明矾
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0.4 ﹪ ~1 ﹪
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清晰透明 , 含油量 15~50mg/L, 耗氧量 2000mg/L 。
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絮状沉渣很少
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粘胶状及絮状
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投药量少,一般工厂适用;油质较差 , 粘厚、水分多 , 再生困难。
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混合法
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综合盐析法和凝聚法的任何一种药剂
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投盐 0.3 ﹪ ~ 0.8 ﹪
凝聚剂 0.3 ﹪ ~0.5 ﹪
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清晰透明 , 含油量 20~40mg/L, 耗氧量 2000mg/L 。
|
絮状沉渣很少
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稀糊状
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投药量中等,破乳能力强,适应性广,对难于破乳的乳化液尤为适宜。
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酸化法
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废硫酸废盐酸和石灰
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约为废水 6 ﹪
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清澈透明 , 含油量 20mg/L 以下 , 耗氧量低于其他方法。
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约为 10 ﹪左右
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棕红色 , 清亮 .
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水质好,含油量低,还可以废治废,但沉渣多。
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我们经过多次实验筛选 , 配制出高效破乳絮凝剂 , 在工程实践中被广泛应用 , 见表 2-2 所示:
表 2-2 破乳试验结果表
试验方法
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精工 3 号
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美孚切削油
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日石 EC - 50
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嘉陵、建设用的乳化液
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混凝剂法: 1 号高效破乳剂
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投量大,没破乳。
|
投量大,没破乳。
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搅拌后马上出现矾花,破乳效果好。
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搅拌后马上出现矾花 , 破乳效果好。
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酸析法:先加硫酸将样品 pH 值调到 2 ,然后加碱调至 7, 投加 1 号高效破乳剂 .
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(1) pH 值调到 7后,无矾花产生;(2)加破乳剂搅拌后,产生矾花;(3)破乳效果好。
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(1) pH 值调到 7后,无矾花产生;(2)加破乳剂搅拌后,产生矾花;(3)破乳效果好.
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结 论
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酸析法破乳
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酸析法破乳
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混凝剂法
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混凝剂法
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2.2 处理工艺流程选择及设备
2.2.1国内常用的乳化液处理机的工艺流程如图2-1所示:
图 2-1 原乳化液处理机处理工艺流程图
上述处理工艺流程中存在以下问题 :
a. 由于乳化液中油、SS、COD含量较高,一级气浮只能除去大部分油、SS、COD,残留的部分只能靠石英砂滤罐、两级活性炭吸附来保证出水达标,因此石英砂滤罐及两级活性炭滤罐负荷较重,造成经常反冲和活性炭很快饱和失去吸附作用需要更换的情况发生。
b.气浮设备进气未设自控装置,靠人工调整,很难达到良好的气浮效果,工人操作难度大。
c.三个滤罐需经常反冲洗,阀门多,操作繁杂,很难掌握,出水不能保证。
针对上述问题,我们设计了一种新型乳化液处理机,采用了新的处理工艺,解决了上述存在的问题,其处理工艺流程图如图 2-2所示:
图 2-2 新型乳化液处理机处理工艺流程图
2.2.2新型乳化液废水处理设备特点:
a.采用两极气浮处理,能将SS、油在气浮处理阶段内完成达标,去除绝大部分CODcr值(COD值在70~170mg/L范围内),残留的少量CODcr值只需一级活性炭滤罐处理,就能达到国家排放标准。因此,活性炭使用时间长(可达一年),并不经常反冲(半个月一次)。
b.省去了一级石英砂滤罐,使处理工艺流程简便。
c.原水泵采用潜水泵,保证泵能随时启动。
d.气浮器1、气浮器2均采用自动控制,不需人工管理,能达到最佳气浮效果,电磁阀采用不锈钢材料,专利产品,使气浮效果更好。
该设备于 1996年5月起分别用在重庆某(集团)股份有限公司发动机车间乳化液废水处理、905车间乳化液处理、914车间乳化液处理、54车间乳化液处理,效果良好,见表2-3.
表 2-3 乳化液废水处理效果 (监测数据)
名 称
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PH值
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SS(mg/L)
|
油 (mg/L)
|
COD cr (mg/L)
|
|
原水
|
发动机车间
905车间
914车间
54车间
|
8.0
8.17
8.21
8.50
|
630
22
16
33
|
70
11191
4540.9
8278.3
|
830
26251
31336
16562
|
出水
|
发动机车间
905车间
914车间
54车间
|
8.3
7.73
7.54
8.10
|
13
12
8
21.9
|
3.1
2.4
1.4
0.67
|
18.4
9.6
25.6
79.7
|
国 标
|
6~9
|
70
|
10
|
100
|
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备 注
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采用的 JR-2型系列一体化乳化液废水处理机、1号高效破乳絮凝剂
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运行费用如表 2-4所示:
表 2-4 乳化液废水运行费用表
废水量 (m 3 /h)
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电 耗
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药 耗
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合 计 (元)
|
运 行 费(元/m 3 )
|
||
耗量 (KW)
|
金额 (元)
|
耗量
|
金额 (元)
|
|||
2.00
|
2.00
|
0.80
|
|
4.80
|
5.60
|
2.80
|
2.2.3JR-2型乳化液处理机技术参数
JR-2型乳化液处理机:由反应箱、二级气浮系统、二级活性炭过滤系统、加药系统、电控系统、楼梯六个部分组成。
反应箱 :A×B×L=1500×1000×800(mm),V 有效 =0.96m 3 ,t=28.8min, 内设搅拌机,N=0.55KW;
加药系统 :Φ×H=580×930(mm),V 有效 =0.43m 3 ;配有两台加药泵CDL2-20及搅拌机,N=0.37KW
二级气浮系统 :Φ×H=1.00×1.25(m),Q=2m 3 /h接触室上升流速V c =10mm/S,气浮分离速度V s =2.0mm/S,分离室停留时间10min,R=30﹪,水
压力0.25~0.3MPa ,设出水调节装置;
溶气泵 :32FPD15Z,Q=3.6m 3 /h,P=3.5-4.5kgf/cm 2 ,N=2.2KW;
活性炭过滤系统:Φ× H=0.80×2.00(m),配有过滤泵CDL2-20;
设备外形尺寸 :L×B×H=4400×2200×2100(㎜),Q=2m 3 /h装机容量:4.5KW。
3.结论
3.1采用JR型系列一体化乳化液废水处理机和1号高效破乳絮凝剂处理乳化液废水是可行的,并且由于处理效果好,设备自动化,运行成本低,确保出水水质达标等,具有极大的推广应用价值。
3.2破乳方法及破乳剂、絮凝剂对不同的乳化液废水是不同的,用户在处理该类废水时应先优选破乳剂及絮凝剂做小样实验,为正确选用处理设备、设施打下基础。