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废乳化液处理
Preparedon24November2020
废乳化液处理
废乳化液
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
PH
SS(mg/L)
油(mg/L)
CODcr(mg/L)
某集团
905车间
22
11191
26251
914车间
16
31336
54车间
33
16562
乳化油的成分见表1-2:
表1-2乳化油的成分
序号
成分
常用物质名称
1
基础油
5号、7号、10号机油、蓖麻油、菜子油、豆油等。
2
乳化剂
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
防锈剂
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
防霉杀菌剂
苯酚、四氯酚、已基汞硫代水杨酸钠等。
5
稳定剂
三乙醇胺、乙醇、异丙醇等。
6
助溶剂
少量水与乙醇的混合物。
7
极压添加剂
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
消泡剂
乙醇和其他低级醇、聚醚型表面活性剂.
9
软水剂
无水碳酸钠、氢氧化钠等.
2.乳化液废水的处理
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:
2C17H33COONa+2MgCl2-→(C17H33COO)2Mg+2NaCl
油酸皂镁皂
2C17H33(OSO3Na)COONa+2CaCl2-→(C17H32)2(OSO3)2Ca(COO)2+4NaCl
磺化蓖麻油
2R-SO3Na+CaCl2-→[R-SO3]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
药剂名称
投药量
处理后水质
沉渣
油质
优缺点
盐析法
氯化钙
氯化镁
硫酸钙
硫酸镁
氯化钠
二价药为﹪~﹪
一价药为3﹪~5﹪
清晰透明,含油量20~40mg/L耗氧量2000mg/L。
絮状沉渣很少
棕黄色,清亮
油质好,便于再生,投药量最高,水中含盐量最大。
凝聚法
聚合氯化铝明矾
﹪~1﹪
清晰透明,含油量15~50mg/L,耗氧量2000mg/L。
絮状沉渣很少
粘胶状及絮状
投药量少,一般工厂适用;油质较差,粘厚、水分多,再生困难。
混合法
综合盐析法和凝聚法的任何一种药剂
投盐﹪~﹪
凝聚剂﹪~﹪
清晰透明,含油量20~40mg/L,耗氧量2000mg/L。
絮状沉渣很少
稀糊状
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。
酸化法
废硫酸废盐酸和石灰
约为废水6﹪
清澈透明,含油量20mg/L以下,耗氧量低于其他方法。
约为10﹪左右
棕红色,清亮.
水质好,含油量低,还可以废治废,但沉渣多。
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
精工3号
美孚切削油
日石EC-50
嘉陵、建设用的乳化液
混凝剂法:
1号高效破乳剂
投量大,没破乳。
投量大,没破乳。
搅拌后马上出现矾花,破乳效果好。
搅拌后马上出现矾花,破乳效果好。
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.
(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。
(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.
结论
酸析法破乳
酸析法破乳
混凝剂法
混凝剂法
处理工艺流程选择及设备
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
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
PH值
SS(mg/L)
油(mg/L)
CODcr(mg/L)
原水
发动机车间
905车间
914车间
54车间
630
22
16
33
70
11191
830
26251
31336
16562
出水
发动机车间
905车间
914车间
54车间
13
12
8
国标
6~9
70
10
100
备注
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
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(m3/h)
电耗
药耗
合计(元)
运行费(元/m3)
耗量(KW)
金额(元)
耗量
金额(元)
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=3,t=,内设搅拌机,N=;
加药系统:
Φ×H=580×930(mm),V有效=3;配有两台加药泵CDL2-20及搅拌机,N=
二级气浮系统:
Φ×H=×(m),Q=2m3/h接触室上升流速Vc=10mm/S,气浮分离速度Vs=S,分离室停留时间10min,R=30﹪,水
压力~,设出水调节装置;
溶气泵:
32FPD15Z,Q=3/h,P=2,N=;
活性炭过滤系统:
Φ×H=×(m),配有过滤泵CDL2-20;
设备外形尺寸:
L×B×H=4400×2200×2100(㎜),Q=2m3/h装机容量:
。
3.结论
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。
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。
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- 乳化 处理