廢乳液廢水預(yù)處理工藝探究

劉 慧

（山東藍(lán)城分析測(cè)試有限公司，山東 濟(jì)南 250100）

廢乳化液廢水主要來自于機(jī)械加工切削液、石油煉化行業(yè)廢乳液[1]。在機(jī)械加工切削過程中，常采用乳化液作為潤(rùn)滑劑及清洗劑，使用過后的乳化液中含有大量的皂類、乳化類物質(zhì)，加上長(zhǎng)期與環(huán)境接觸，乳化液中滋生大量的細(xì)菌、微生物，從而造成乳化液無法回收利用[2]。廢乳化液由于濃度高，廢水波動(dòng)非常大[3]，如果直接排入自然環(huán)境中會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成極大的污染，所以有效的對(duì)廢乳化液廢水進(jìn)行預(yù)處理是廢乳化液廢水處理的關(guān)鍵步驟之一。

目前國(guó)內(nèi)外主要采用催化氧化、單一物化反應(yīng)、物化與生化相結(jié)合工藝對(duì)廢乳化液廢水進(jìn)行處理，但是這些工藝基本都存在投資成本高[4]、運(yùn)行費(fèi)用高、運(yùn)行效果不佳等特點(diǎn)[5]。本文針對(duì)這一情況，在現(xiàn)有預(yù)處理工藝基礎(chǔ)上對(duì)廢乳化液廢水預(yù)處理進(jìn)行進(jìn)一步的探究，從而為廢乳化液廢水處理奠定基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

電化學(xué)催化氧化裝置、芬頓氧化裝置、混凝沉淀裝置、COD 恒溫加熱器、紅外分光光度計(jì)、玻璃儀器等。

濃硫酸、硫酸-硫酸銀溶液(Ag2SO4-H2SO4溶液)、重鉻酸鉀溶液、硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液、試亞鐵靈指示劑、硫酸汞、四氯化碳、硫酸亞鐵、雙氧水、氫氧化鈉、PAM 等。

1.2 檢測(cè)方法

pH 檢查采用玻璃電極法；COD 檢查采用重鉻酸鉀氧化法；油類物質(zhì)檢查采用分光光度法。

1.3 實(shí)驗(yàn)研究思路

實(shí)驗(yàn)主要采用真實(shí)廢水模擬的方式對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理模擬實(shí)驗(yàn)，主體實(shí)現(xiàn)方式為：強(qiáng)制電化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)+混凝沉淀、電化學(xué)+芬頓+混凝沉淀實(shí)驗(yàn)。通過各種工藝的對(duì)比，探索出最佳的預(yù)處理工藝路線，并通過各種工藝的對(duì)比，探索出最佳的運(yùn)行條件。

1.4 廢水特點(diǎn)分析

該實(shí)驗(yàn)廢水取自于某機(jī)械加工廠切削液廢水，廢水顏色為乳白色，廢水pH 呈中性，COD 68 000 mg/L，油類物質(zhì)為12 000 mg/L。

1.5 廢水預(yù)處理實(shí)驗(yàn)步驟

（1）取5 L 廢水進(jìn)入強(qiáng)制電化學(xué)反應(yīng)裝置中，通過改變電化學(xué)反應(yīng)裝置的反應(yīng)時(shí)間、極板間距等條件，觀察廢水COD 與油類物質(zhì)的變化，通過這些條件的變化，探索出最佳電化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)條件。

（2）在最佳電化學(xué)反應(yīng)條件下，將電化學(xué)反應(yīng)后的廢水進(jìn)行絮凝沉淀反應(yīng)，觀察不同PAC 的添加量與廢水COD、油類物質(zhì)去除率之間的關(guān)系。

（4）在最佳電化學(xué)反應(yīng)條件，最佳芬頓反應(yīng)條件及最佳混凝沉淀等條件下，改變雙氧水的添加量，探究此時(shí)最佳的廢水預(yù)處理效果。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 強(qiáng)制電化學(xué)反應(yīng)對(duì)廢乳化液廢水預(yù)處理的影響

通過改變強(qiáng)制電化學(xué)反應(yīng)的極板間距、反應(yīng)時(shí)間，觀察廢水COD 及廢水油類物質(zhì)的含量，其中極板間距控制在1、2、3、4、5、6、7、8 cm，此時(shí)反應(yīng)時(shí)間控制在30 min；反應(yīng)時(shí)間為5、10、15、20、25、30、35、40 min，此時(shí)極板間距控制在1 cm，具體結(jié)果如圖1、圖2所示。

圖1 極板間距對(duì)廢乳化液預(yù)處理效果的影響

圖2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)廢乳化液預(yù)處理效果的影響

由圖1可以看出，隨著極板間距的增加，廢水COD 逐步增加，且油類物質(zhì)減少量逐步減少。由圖2可以看出，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，廢水COD 及油類物質(zhì)逐步降低，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到25 min 時(shí)，此時(shí)廢水COD 及油類物質(zhì)含量達(dá)到最低。

隨著極板間距的增加，強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的羥基自由基能力及數(shù)量逐步降低，且羥基自由基的活性逐步降低，導(dǎo)致廢水中有機(jī)物無法被羥基自由基破壞。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，廢水中有機(jī)物被羥基自由基轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過25 min 時(shí)，此時(shí)羥基自由基已經(jīng)無法對(duì)小分子物質(zhì)進(jìn)行破壞，導(dǎo)致廢水COD 及油類物質(zhì)含量不再變化。

2.2 電化學(xué)反應(yīng)+混凝沉淀對(duì)廢乳化液廢水預(yù)處理的影響

控制強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)時(shí)間為25 min，極板間距為1 cm，極板材質(zhì)采用石墨材質(zhì)，改變PAC 的濃度，觀察廢水COD 及油類物質(zhì)含量的變化曲線。其中PAM 的添加量為100、200、300、400、500、600 mg/L，具體結(jié)果如圖3所示。

圖3 PAM 添加量對(duì)廢乳化液預(yù)處理效果的影響

由圖3可以看出，隨著PAM 添加量的增加，廢水COD 與油類物質(zhì)含量逐步減少，且將圖3與圖1、圖2進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在最佳電化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)下，增加混凝沉淀的去除效果要優(yōu)于未進(jìn)行混凝沉淀的強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)。

通過圖3可以發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)反應(yīng)過程中會(huì)將廢水中的部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成小分子的絮體物質(zhì)，該部分物質(zhì)如果不去除仍然會(huì)造成廢水油類物質(zhì)及部分COD 的增加。通過添加PAM，將小絮體轉(zhuǎn)化為大絮體絮凝沉淀下來，從而實(shí)現(xiàn)廢水COD 和油類物質(zhì)含量降低的目的。通過該實(shí)驗(yàn)的研究可以確定，采用強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)+混凝沉淀工藝是合理的。

2.3 電化學(xué)反應(yīng)+芬頓+混凝沉淀對(duì)廢乳化液廢水預(yù)處理的影響

控制強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)時(shí)間為25 min，極板間距為1 cm，極板材質(zhì)采用石墨材質(zhì)，PAC 的添加量為500 mg/L，硫酸亞鐵的添加量為1%（質(zhì)量比），反應(yīng)pH 為3.0～3.5，反應(yīng)時(shí)間為2 h，改變雙氧水的添加量，觀察雙氧水量的變化與廢水COD 和油類物質(zhì)含量之間的關(guān)系，具體結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，隨著雙氧水量的增多，廢水COD 及油類物質(zhì)含量逐漸減少，但是隨著雙氧水量的增多，廢水COD 及油類物質(zhì)的降解幅度大大降低。通過與圖1、圖2、圖3之間的對(duì)比可以看出，采用強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)+芬頓+混凝沉淀工藝的處理效果要優(yōu)于強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)工藝及強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)+混凝沉淀工藝。采用該工藝處理后廢水水質(zhì)能夠達(dá)到乳化液廢水預(yù)處理的目的。

圖4 雙氧水添加量對(duì)廢乳化液預(yù)處理效果的影響

通過圖4可以看出，隨著雙氧水量的增加，芬頓反應(yīng)過程中產(chǎn)生的羥基自由基增多，對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行強(qiáng)制性氧化作用，將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，且芬頓反應(yīng)過程中也具有破乳的作用，將廢水中大量的油類物質(zhì)進(jìn)行破乳，從而促進(jìn)油類物質(zhì)的降解。

3 結(jié) 論

（1）采用強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)能夠有效地去除乳化液廢水中的油類物質(zhì)及COD，最佳反應(yīng)條件為：極板間距1 cm，反應(yīng)時(shí)間為25 min。

（2）采用強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)+混凝沉淀工藝處理效果優(yōu)于單純強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)工藝，該工藝最佳PAC 的添加量為500 μg/g。

（3）采用強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)+芬頓+混凝沉淀工藝對(duì)廢乳化液廢水預(yù)處理效果最好，此時(shí)芬頓雙氧水添加量在1 200 mg/L 時(shí)效果最佳。

（4）強(qiáng)制性電化學(xué)反應(yīng)+芬頓+混凝沉淀工藝適用于對(duì)乳化液廢水的預(yù)處理，應(yīng)進(jìn)行工程應(yīng)用推廣。

沈陽工業(yè)大學(xué)科研成果介紹 反電暈強(qiáng)化低溫等離子體催化降解 VOCs 技術(shù)

適用范圍：石油化工等行業(yè) VOCs，惡臭、餐飲油煙及室內(nèi)空氣污染。

參照標(biāo)準(zhǔn)：飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)（試行）（GB18483-2001）。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

通過在蜂窩狀催化劑上實(shí)現(xiàn)反電暈放電，并在中間輔以網(wǎng)電極限制電流的發(fā)展，強(qiáng)化催化劑表面和蜂窩孔道內(nèi)低溫等離子體的發(fā)生和均勻分布，低溫等離子體中的高能活性粒子一方面與吸附在催化劑表面的 VOCs 發(fā)生反應(yīng)，另一方面通過進(jìn)一步結(jié)合形成長(zhǎng)壽命的活性物質(zhì)來誘發(fā)發(fā)生在催化劑表面的催化反應(yīng)過程，來實(shí)現(xiàn) VOCs 的降解與去除；流程短、易控制、適用范圍廣；處理效率高、能耗低、副產(chǎn)物少。

專利情況：

廚房油煙深度凈化處理的方法（ ZL201310344976.6 ）餐飲油煙一體化處理系統(tǒng)（ZL201320726903.9）。

聯(lián)系人：梁吉艷

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