切削液處理氣浮+電絮凝技術(shù)
切削液對(duì)金屬構(gòu)件具有潤(rùn)滑冷卻等作用，通常含有動(dòng)植物油、表面活性劑等成分。某些添加劑在油一水界面形成穩(wěn)定界面膜，乳化劑對(duì)同種電性產(chǎn)生靜電斥力，使油珠分布在水中形成乳化狀態(tài)。使用后產(chǎn)生切削液廢水由于生產(chǎn)條件不同導(dǎo)致成分復(fù)雜，直接排放會(huì)對(duì)水體造成污染。
1、機(jī)械加工切削液廢水概述
切削液是金屬切削等加工中潤(rùn)滑金屬物件的工業(yè)用液體，通常由基礎(chǔ)油、表面活性劑、防腐劑等多種成分制成，具有良好的冷卻性能，防腐蝕性能等特征，可以保護(hù)道具及被加工物，達(dá)到提高工作效率預(yù)加工精度的目的。
切削液廢水主要含有金屬粒子，潤(rùn)滑劑、殺菌劑等多種成分，廢水的CODcr濃度達(dá)幾萬(wàn)毫升，如直接排放會(huì)造成環(huán)境污染。選用高效的處理工藝非常重要。機(jī)械加工中不同生產(chǎn)工藝對(duì)切削液性能有不同要求，切削液處理要了解其種類，選擇合適的處理工藝。
切削液分為油基于水基兩類，油基切削液具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能，由于含油量高使用中會(huì)產(chǎn)生油霧；水基切削液具有良好的冷卻性能。切削液長(zhǎng)期循環(huán)使用會(huì)變質(zhì)發(fā)臭，切削液廢水成分復(fù)雜，由于生產(chǎn)工藝不同造成金屬粒子混入。機(jī)械加工切削液廢水特點(diǎn)是成分復(fù)雜，化學(xué)需氧量高，化學(xué)穩(wěn)定性高等。機(jī)械加工切削液廢水對(duì)人體健康與自然環(huán)境產(chǎn)生很大的危害。切削液廢水中含有大量的有毒害物質(zhì)，會(huì)揮發(fā)擴(kuò)散到空氣中造成環(huán)境污染，油類物質(zhì)聚集在水體表面散發(fā)惡臭氣體會(huì)影響區(qū)域大氣環(huán)境。為防止切削液廢水對(duì)人體環(huán)境帶來(lái)的危害，選擇有效的處理工藝尤為重要。
2、切削液廢水處理方法
切削液廢水中含有大量金屬粒子等，針對(duì)主要污染物選擇適合的處理工藝可以提升廢水處理效果。由于切削液廢水中含有表面活性劑，普通方法難以破壞切削液廢水乳化體系，需要先進(jìn)性預(yù)處理實(shí)驗(yàn)，選用不同的處理工藝對(duì)其進(jìn)行深度處理。目前國(guó)內(nèi)外切削液廢水處理方法包括理化生法與組合處理法。
切削液廢水乳化狀態(tài)穩(wěn)定性高，通常進(jìn)行預(yù)處理實(shí)驗(yàn)降低界面張力等方式，解除水中油包水的狀態(tài)。常用的破乳方法有鹽析法、酸析法等。
鹽析法是向廢水中加入無(wú)機(jī)鹽破壞界面膜，常用的電解質(zhì)有硫酸鋁、氯化鎂等，電解質(zhì)加入乳化廢水中，對(duì)陽(yáng)離子產(chǎn)生排斥作用達(dá)到油．水分離效果。鹽析法具有操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，但缺點(diǎn)是藥劑投加量較大，對(duì)超高濃度廢水破乳效果不明顯。
酸析法是向廢水中投加濃硫酸等強(qiáng)酸物質(zhì)，使得某些物質(zhì)由膠體狀態(tài)轉(zhuǎn)化為懸浮狀態(tài)。酸析法具有易操作特點(diǎn)，但需在pH較低下破乳，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備提出較高的要求。酸析法適用范圍較小。
混凝法是國(guó)內(nèi)外常用的破乳方法，通常向水中加入混凝劑通過(guò)壓縮雙電層降低動(dòng)電位、吸附電中等作用，除去廢水中可溶性污染物形成絮凝體，具有處理效率高特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外常用的混凝劑分為有無(wú)機(jī)混凝劑與微生物混凝劑。
切削液處理后不達(dá)標(biāo)需進(jìn)行深度處理，去除水中的油類物質(zhì)等。常用的深度處理方法有吸附法，氣浮法等。吸附法是廢水中經(jīng)某些多孔物質(zhì)，微生物等污染物被吸附在固體孔隙除去的方法，處理含油廢水作用機(jī)理是利用親油材料將溶解油同其他溶解性有機(jī)物吸附。常用的吸附劑有活性炭等，活性炭吸附性能優(yōu)良，但吸附量有限，常用于處理含油濃度低的廢水。氣浮法是通過(guò)向水中通入微小氣泡雨污水污染物粘附，實(shí)現(xiàn)固液分離的過(guò)程，氣浮法分為散氣浮法，電解氣浮與溶氣氣浮等。曝氣氣浮是常見(jiàn)是散氣浮方法，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)向水中通入大量微小氣泡，具有間隔經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。
3、電絮凝技術(shù)
當(dāng)前電絮凝技術(shù)應(yīng)用于不同領(lǐng)域，在水處理中應(yīng)用包括印染廢水、重金屬?gòu)U水等處理。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，乳化液廢水產(chǎn)量增加，研究采用電絮凝處理油田生化出水，實(shí)驗(yàn)研究水流速度、電流強(qiáng)度等對(duì)總有機(jī)碳，CODcr等去除率，表明水流速度為50mL／s，絮凝水的曝氣時(shí)間為30min，CODcr去除率為44％。研究采用脈沖電絮凝法處理三次采油廢水，表明最優(yōu)條件下處理后廢水CODcr達(dá)到66.3mg／L，處理效果達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
近年來(lái)，有關(guān)重金屬?gòu)U水處理研究逐年增加，Mohammad等利用電絮凝技術(shù)處理電鍍廢水重金屬離子，表明重金屬離子去除率隨著電流密度增加，在反應(yīng)時(shí)間為45min可去除超過(guò)97％的重金屬離子。研究利用電絮凝去除重金屬?gòu)U水中的Ni2+和Mn2+，表明高pH有助于去除金屬離子，研究重金屬離子去除率超過(guò)96％。
4、氣浮+電絮凝技術(shù)處理切削液廢水
高含油廢水是難處理的工業(yè)廢水，切削液中含有大量乳化油，由于切削液物質(zhì)為雜環(huán)類有機(jī)物，導(dǎo)致處理困難?？嘶瘜W(xué)公司位于賓夕法尼亞州，是產(chǎn)銷用于汽車制造業(yè)及礦山業(yè)的化工產(chǎn)品，生產(chǎn)中產(chǎn)生的污水為難降解物質(zhì)。企業(yè)產(chǎn)品銷售后面臨污水處理難題，企業(yè)污水系統(tǒng)達(dá)不到排放要求，2015年污水處理改造完成，解決企業(yè)污水排放問(wèn)題。污水處理系統(tǒng)包含預(yù)處理與生化處理，預(yù)處理系統(tǒng)作用是破乳、對(duì)雜類環(huán)COD進(jìn)行斷鏈等作用。
進(jìn)水水質(zhì)COD為12000～15000mg／L，含油量1000mg／L，氨氮出水≥400mg／L。系統(tǒng)采用EDUR氣浮，利用微小氣泡作為載體粘附于廢水中懸浮污染物，使污染物上浮至水面，用刮渣設(shè)備自水面刮除泡沫。通過(guò)投加PAC促進(jìn)氣浮效果。氣浮作用是投加表面活性劑維持泡沫穩(wěn)定性，表面活性物質(zhì)非極性端吸附于油粒，畸形端在水中電離，產(chǎn)生雙電層現(xiàn)象，阻礙油粒兼并。投加浮選機(jī)改變顆粒表面性質(zhì)。對(duì)高濃度有機(jī)廢水需采用適當(dāng)預(yù)處理措施分解對(duì)生物有抑制作用的污染物。電絮凝工藝可以使環(huán)狀分子開(kāi)環(huán)，改善廢水的可生化性。應(yīng)用對(duì)象包括染料廢水、制藥廢水、電鍍廢水等。
電絮凝反應(yīng)原理是以鐵等金屬為陽(yáng)極，陽(yáng)極被直流電溶蝕產(chǎn)生Fe等離子，經(jīng)過(guò)聚合及部分氧化發(fā)展成為多核羥基絡(luò)合物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)沉淀分離，帶點(diǎn)污染物顆粒在電場(chǎng)中泳動(dòng)，電絮凝工藝產(chǎn)生污泥量比其他處理工藝少40％，降低污泥處置費(fèi)。廢水進(jìn)行電解絮凝處理，由于陽(yáng)極氧化作用去除水中的污染物。電絮凝作用機(jī)理包括點(diǎn)解凝聚，電解氣浮與氧化還原?？扇苄躁?yáng)極產(chǎn)生陽(yáng)離子經(jīng)過(guò)水解產(chǎn)生氫氧化物，可以對(duì)水中污染懸浮物進(jìn)行絮凝作用。水在電解時(shí)產(chǎn)生少量O2微氣泡密度小，具有吸附能力，吸附乳化油浮生到水面。水在電解中陽(yáng)極產(chǎn)生新生態(tài)具有氧化能力，陽(yáng)極產(chǎn)生新生態(tài)具有還原能力。
氣浮+電絮凝工藝對(duì)乳化液廢水處理起到重要作用，通過(guò)刮渣去除大部分油分，對(duì)大分子有機(jī)物進(jìn)行斷鏈處理，好氧池處理效率>90％以上。
5、結(jié)語(yǔ)
氣浮+電絮凝工藝用于高COD廢水預(yù)處理中具有重要作用，在高難度廢水處理中起到示范作用，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)研究氣浮+電絮凝處理降解切削液廢水處理效果，通過(guò)自制得到負(fù)載型催化劑，研究降解機(jī)理與效果。通過(guò)鹽酸法、電絮凝法等對(duì)高濃度切削液廢水預(yù)處理破乳實(shí)驗(yàn)，研究電絮凝法處理切削液廢水影響因素，通過(guò)正交試驗(yàn)確定采用年電絮凝法處理切削液廢水影響因素，考察不同體系對(duì)廢水的處理效果，切削液廢水色度去除率達(dá)70％，通過(guò)研究不同體系對(duì)切削液廢水處理效果，發(fā)現(xiàn)初始pH值為8，H2O3勻速投放，催化劑投加量為1．6g／L，切削液廢水CODcr去除率達(dá)65％。（來(lái)源：上海國(guó)晗環(huán)保科技有限公司）