乳化液废水处理技术

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摘要结合乳化液废水的特点介绍了几种废水处理技术。着重介绍了超滤法、化学破乳法、电凝聚法这三种废水处理技术在乳化液废水处理方面的原理、优缺点及应用实例。关键词 乳化液废水废水处理超滤化学破乳电凝聚 Abstract:With the characteristics of emulsion introduce several treating methods for emulsion waste water.Ultrafiltration,chemical coagulation and electrocoagulation are mainly instroduced about their principles, advantages, disadvantages and applications.

Key Words: emulsion waste water ;waste water treatment; ultrafiltration; chemical coagulation; electrocoagulation.

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

引言

乳化液在钢铁冶金、有色冶金、机械制造、金属切削加工等工业中被广泛应用，主要起冷却、、防腐及传递压力的作用。乳化液基本上都是由2%～10%的乳化剂与98%～90%的水相通过各种乳化手段使其均匀混合而成的，属水包油型稳定而均匀的胶体物质。其有机相中不仅含有矿物油或植物油等油类物质，还含有各种添加剂，如乳化剂、防腐剂、抗压剂、杀菌剂、防泡剂等。乳化液经过一段时间使用后，将老化变质，失去原有的特性，形成废液排出。废液中含油且CODCr浓度较高，属高难度处理的废水。

目前应用于处理乳化液废水的方法主要有超滤法、化学破乳法、电凝聚法等，这些方法各有利弊，现将这些方法在乳化液废水处理中的应用现状及特点介绍如下。

超滤法

超滤法是膜过滤技术中应用最广泛的一种，最早应用于乳化液废水处理的是有机超滤膜，但是有机超滤膜存在耐高温及酸碱性差，孔径分布宽、机械强度低、易水解等缺点。针对有机膜上述缺点，在上世纪80年代末90年代初，研制出以无机陶瓷材料（氧化锆、氧化铝、氧化铁等）制备而成的非对称膜――无机陶瓷膜[1]。陶瓷膜具有良好的化学稳定性，以及耐酸碱、有机溶剂、耐高温、抗微生物能力，PH值耐受范围为0～14，温度范围在0～300℃，操作压力可达0.8MPa。其中乳化液截留率一般>99.9%，通量为～100L/m2h，膜管寿命为3～10年，陶瓷膜费用较低，售价一般为6～10元/m2，而且易清洗，油污不易附着在膜上。

超滤法的原理

超滤法的原理是利用空隙较大的半透膜，采用交差流动的方式，在一定的压差和紊流流动的情况下，废水中大于膜孔直径的大分子物质被截留，其余小分子物质通过半透膜，从而使水体得到净化。超滤采用错流过滤的方式，这是一种连续过滤的方式，输入液流与膜平行，而膜两侧的压力差促使一部分液体垂直渗透过膜，进料液循环流过，最终达到使污染物浓缩，污水净化的目的。膜孔的大小和形状对分离起主要作用，一般认为膜的物化性质对分离性能影响不大。

超滤装置的清洗

超滤装置在运行一段时间后，需停机进行清洗，以保持超滤膜的渗透通量，延长滤膜的寿命。超滤膜的清洗周期将随超滤膜材质和乳化液废水性质的变化而变化。对于无机陶瓷膜超滤管的清洗，一般采用化学清洗剂，清洗周期较短，一般为3～5天。

超滤法的优缺点

超滤法应用于乳化液的处理中，有着诸多优点：运行稳定，出水油含量能稳定控制在≤20mg/L以下；油水分离过程不需要药剂，系统本身不产生污泥，可回收的废油浓度高；对乳化液性质的变化适应性强；集成操作，操作简单，维护管理方便；结构紧凑，占地小。但是超滤法一次性投资较大，对溶解性COD无法去除；对皂化度较高、分子链较长的乳化液废水，若采用超滤法工艺，皂化油或乳化油会堵塞超滤膜表面，使超滤无法进行下去。

综上所述，并不是所有的乳化液废水都可以采用超滤法工艺进行处理，选用超滤法处理时，必须根据乳化液废水的性质，选用合适的材质和孔隙率的超滤膜，在试验的基础上合理组合工艺，才能达到满意的处理效果。

超滤法在处理乳化液废水方面的应用

目前超滤法在乳化液废水处理方面已经被广泛应用。国内某钢铁公司冷轧项目乳化液废水采用无机陶瓷膜超滤工艺[2]，处理规模为12m3/h,试生产一个月后表明：1）无机陶瓷膜处理乳化液废水收到很好的效果，出水含油量≤20mg/L，去除率达到99.7%；COD去除率达到95%,且出水水质稳定。2）正常运行3～5天后，需对陶瓷膜进行清洗，通过陶瓷膜专用清洗剂进行碱洗、酸洗后膜通量基本恢复到原始通量的95%，且效果稳定，重复性好。3）该工程设备总投资为860万，投资回收期为8年，工程自2003年投产以来，废液处理平均运行费用为5.2元/m3（含药剂费、动力费、人工费及设备折旧费用）。

化学破乳法

化学破乳法是在废水中投加各种化学药剂，利用化学反应的作用将乳化液破乳，从而实现油水分离的过程。该方法是处理乳化液废水的传统方法。国内多家冷轧厂乳化液废水都采用此种方法，实践证明处理效果不错。

化学破乳的原理

乳化液油滴在废水中表面带有负电荷，双电层起稳定作用，当水中加入化学药剂时，双电层电势降低，使双电层聚结，再加入絮凝剂使小油珠凝结成较大的油滴，然后从水中分离出来。化学破乳法包括：投加混凝剂，投加酸，投加盐类物质并加热乳化液，投加盐类物质并点解；投加酸和有机分散剂，投加有机质类物质和混凝剂等。

化学破乳法的优缺点

化学破乳法处理乳化液废水的优点有：1)一次性投资小，工艺设备简单，动力消耗和综合处理成本低，总体装备水平在30～40万元/m3废水左右；2）只要有合适的破乳剂，就能有广泛的适应性；3)在破乳的同时可以降解废水中的溶解性COD，为后续处理创造便利条件。缺点有：1）不同的乳化液废水需要不同的破乳剂进行处理，耐冲击负荷差；2）采用化学破乳法一般需要几级破乳，设备组成较多，运行管理工作量大；3）产生大量污泥。

影响破乳效果的因素

影响破乳效果的因素主要有以下几方面：1）适用破乳剂的选用及投加量的确定；2）废水的PH值；3）搅拌强度；4）破乳时间；5）破乳级次等。

针对上述因素，李正要[3]等人采用化学破乳法对采用超滤法处理不理想的某公司冷轧板乳化液废水进行试验研究，该废水处理水量为10m3/h，水质指标为：油类6200mg/L,COD 34000mg/L,SS 800 mg/L,pH 7.8。试验结果表明：选定有机破乳剂SYS和聚合氯化铝（PAC）联合破乳，在最佳运行条件下，二级破乳后油的去除率99.58%，COD去除率97.79%，处理工艺采用隔油-破乳-气浮-过滤处理工艺，出水可满足国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级排放标准。

化学破乳法在处理乳化液废水方面的应用

实际应用中，化学破乳法往往和气浮、沉淀等机械分离工艺组合进行。天津钢管公司采用“破乳-气浮-混凝沉淀-过滤”工艺对管加工工厂排放的乳化液废水进行处理[4]，处理规模为10m3/h，出水经天津钢管公司环境监测中心站监测，排水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级排放标准。

另外，叶平[5]等人对采用混凝气浮-生物接触氧化法结合的技术处理机械加工行业乳化液废水进行了研究，工程实践证明：混凝气浮的COD去除率可达52.4%；接触氧化的COD去除率为81%，处理出水达到国家排放标准一级指标要求。

电凝聚法

电凝聚法又称为电气浮法，是20世纪70年代末到80年代初国际环保界出现的一种新方法，指在外加电流的作用下，通过可溶性阳极溶解生成絮凝体，电解过程中产生的气泡，阳极的氧化性与阴极的还原性对污水中的污染物产生絮凝、气浮、氧化与还原的综合作用，从而实现对污水的净化的过程。

4.1电凝聚法的原理

电凝聚法的原理是利用铁或者铝等金属阳极电解时发生溶解，形成Fe(OH)2或AL(OH)3等不溶于水的金属氧化物活性凝聚体，对工业废水中的有机或无机污染物起到凝聚或者吸附作用，形成絮状颗粒一起沉淀并得以分离。

4.2电凝聚法的优缺点

电凝聚法的优点：1)污染物去除率高，提高废水的可生化性；2）化学药剂使用量少，沉渣量少；3)工艺、设备简单。缺点为：1）耐冲击负荷较差；2）能耗高，电极消耗快，处理成本较高。

4.3电凝聚法在处理乳化液废水方面的应用

国内对电凝聚法研究已经取得了一定成绩，但是在处理乳化液废水方面研究较少，大多都处于试验研究阶段。曹福[6]等人对应用电凝聚法处理轧钢生产线的含油乳化液废水的工艺进行了研究试验，试验考察了电极板间距、pH值、电流密度、时间、投盐量等条件对废水处理效果的影响，研究结果表明：当pH值为6、电流密度为4Ma/cm2，时间为40min，投盐量浓度为1.25g/L，板间距为1cm时，COD去除率>99.5%。实验结果还表明电凝聚法处理低浓度的轧钢乳化液废水效果较好，但是对于高浓度废水不容易处理达标排放。

其它方法

随着废水处理工艺的发展，出现了很多其它处理方法，如高级氧化法、离心分离法等，但是这些方法较上述三种方法还不够成熟，仅处于实验研究阶段，还有待于进一步研究开发。

结论

综上所述，超滤法、化学破乳法、电凝聚法、高级氧化法及离心分离法等这些方法都能够有效地应用于乳化液废水的处理，但是它们各有优缺点。这就需要对乳化液品质及物化特性进行认真研究，通过实验数据有针对性的制定合理的处理工艺，切实从技术上、经济上找到一条优化的设计流程，从而取得满意的处理效果。

参考文献

[1]易宁，胡伟.钢铁企业冷轧厂乳化液废水的集中处理方法［J］。冶金动力，2004，（5）。

[2]方志斌，肖国军，尹谷余，刘伟荣.无机陶瓷膜技术在含油乳化液处理中的应用。第三届膜分离技术在冶金工业中应用研讨会论文，2009.10

[3]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）。

[4]黄永平，李杰，郭殿乙，李锡柱，张泉海，梁志农，孟海江.乳化液废水处理工程设计实例[J]。工业水处理，2002，22（12）。

[5]叶平，东俊玲，刘素珍，王文忠，王连生.混凝气浮-生物接触氧化法处理机械加工业含乳化油废水[J]。城市环境与城市生态，2006，19（4）。

[6]曹福，刘红.电凝聚处理轧钢乳化液废水的研究[J]。工业水处理，2006，26（2）。

作者简介

杨杏彩（1978-），女，河北保定人，2002年毕业于包头钢铁学院（现内蒙古科技大学），本科，工程师，现从事给排水专业设计工作