機械加工廢液如何處理
處理機械加工廢水主要用化學破乳、藥劑電解、活性炭吸附或超濾(或反滲透)等處 理技術；瘜W破乳法是目前國內外普遍用來提高水質處理效率的一種既經(jīng)濟又簡便的水質處理方法。常用的破乳方法有鹽析法、凝聚法、酸化法、復合法。
在機械加工工業(yè)，尤其是軸承和汽車配件加工企業(yè)的切削、研磨等加工過程中，乳化 液被普遍使用。在使用過程時，乳化液發(fā)生不同程度的酸敗，性能降低，因此要定期更換 新的乳化液。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，這種含油污水的排放量與日俱增。廢乳化液除具有一 般含油廢水的危害外，由于表面活性劑的作用，機械油高度分散在水中，動植物、水生生 物更易吸收，而且表面活性劑本身對生物也有害，還可使一些不溶于水的有毒物質被溶解。 為提高乳化液的防銹性，添加的亞硝酸鈉很容易轉化成致癌的亞硝基胺，對生態(tài)系統(tǒng)造成 嚴重破壞，必須加以治理。
目前，我國對機械加工中排放的高濃度、乳化嚴重的含油廢水仍沒有得到很好地處理。 主要是由于隨著技術的提高，乳化液的穩(wěn)定性越來越高，越來越難破乳。國內外處理這類 廢水主要用化學破乳、藥劑電解、活性炭吸附或超濾(或反滲透)等處理技術；瘜W破乳 法是目前國內外普遍用來提高水質處理效率的一種既經(jīng)濟又簡便的水質處理方法，由于它 對原水水質要求低，處理工藝和設備簡單，操作方便，能耗低，對大、中、小型企業(yè)廢乳 化液處理皆適用等特點而被普遍應用[2]。常用的破乳方法有鹽析法、凝聚法、酸化法、復 合法。本文以氣門生產(chǎn)車間的廢乳化液為研究對象，選用化學破乳法，通過實驗室實驗， 選擇合適的混凝劑并確定了最佳投藥量，最佳 pH 值范圍和破乳時間，對于指導企業(yè)的廢水處理具有實際意義。
機械加工廢液如何處理：一、試驗材料和方法 試劑：FeSO4?7H2O(CP)，F(xiàn)eCl3?6H2O，AlCl3，Al2(SO4)3?18H2O，PAC (工業(yè)產(chǎn)品);NaCl，Na2SO4，石油醚(30～60)，H2SO4，K2Cr2O7(基準試劑)， (NH4)2Fe(SO4)2?6H2O，Ag2SO4。
主要儀器：電熱恒溫鼓風干燥箱，501 型恒溫水浴器，分液漏斗，干燥器，791 型磁力 加熱攪拌器，pHS—25 型酸度計。
水樣：取自濟南某汽車配件廠氣門車間，為切削液和乳化油的混合液。使用陰離子型 表面活性劑石油磺酸鋇和石油磺酸鈉。水樣的 CODCr 為 57326.7mg/L，油含量為 23704.4mg/L，pH 為 10.08。
機械加工廢液如何處理：二、初步實驗 分別采用酸化、電解質(CaCl2)、混凝劑(AlCl3、Al2(SO4)3、FeCl3、FeSO4 和 PAC)以及電解質與混凝劑復合處理廢乳化液。試驗表明，復合破乳法即先采用電解質氯化 鈣破乳，再投加混凝劑凝聚、絮凝處理效果好，并進一步選用 CaCl2+FeCl3 和 CaCl2+Al2(SO4)3 作對比試驗，研究最佳投藥量、最佳 pH 值范圍、破乳時間。
電解質氯化鈣破乳機理主要有以下幾點：
(1)CaCl2 投入乳化液廢水中離解成為正、負離子，發(fā)生強烈的水化作用即爭水作用， 使乳化液中的自由水分子減少，對油珠產(chǎn)生脫水作用，從而破壞了乳化液油珠的水化層。
(2)向陰離子表面活性劑所穩(wěn)定的乳化液廢水中投加 CaCl2 后，Ca2+壓縮雙電層， 降低 ζ 電位，減小乳化油膠粒之間的相互排斥力，在范德華力作用下有可能碰撞并大成為 分散油。
(3)Ca2+可與表面活性劑生成不溶于水的金屬皂沉淀： 2RSO3Na+Ca2+→(RSO3)2Ca↓+2Na+[3] (RSO3)2Ba+Ca2+→(RSO3)2Ca↓+Ba2+ 金屬皂的形成使乳化液由 O/W 型轉化為 W/O 型，在轉型中脫穩(wěn)，從而達到破乳目的。
機械加工廢液如何處理：三、對比實驗
3.1 最佳投藥量的確定 先投加 CaCl2 攪拌半分鐘，再投加 Al2(SO4)3(或 FeCl3)。在室溫條件下，快攪 1min， 慢攪 3min，靜置 1h，取下清液(由于破乳后絮體中油的含量很大，而油的密度比水小， 因此絮體上浮而不是下沉)過濾后測 CODcr 和油的含量。分別用不同量復合 CaCl2 和 Al2(SO4)3(或 FeCl3)處理水樣。(CODcr 的測定采用重鉻酸鉀法， 油的測定采用重量法，pH 值的測定采用玻璃電極法。)
可以看出：CaCl2 和 Al2(SO4)3 的最佳投加量分別為：5kg/m3 和 5kg/m3，CODcr 和油的去除率分別為：83.24%和 99.23%。CaCl2 和 FeCl3 的最佳投加 量為：4kg/m3 和 4kg/m3。CODcr 和油的去除率分別可以達到：85.02%和 99.45%。
CaCl2 和 FeCl3 復合破乳的投藥量比 CaCl2 和 Al2(SO4)3 復合破乳時的要少，而且處理效果好。
3.2pH 值的影響 用稀硫酸改變原水的 pH 值后，加入 CaCl2(5kg/m3),攪拌半分鐘，再加入 Al2(SO4)3 (5kg/m3),(加入 CaCl2(4kg/m3),攪拌半分鐘，再加入 FeCl3(4kg/m3))快攪 1min，慢 攪 3min，靜置 1h，取下清液過濾后測 CODcr 和油的含量。
選用 CaCl2 和 Al2(SO4)3 進行復合破乳時,最佳 pH 值范圍為 6~8.2，投加 CaCl2 后即在投加混凝劑時的 pH 值為 6~7.8。在水溶液中存在 Al2(SO4)3 水解產(chǎn)生的一系列單核羥基絡合物、多核羥基絡合物和高聚合度的 Al(OH)3 沉 淀物，以及未水解的 Al3+[4]。在一定的 pH 范圍內，各種不同形態(tài)的化合物以不同比例存 在，因此對水中膠粒的作用也不止一種，同時存在電性中和、壓縮雙電層、吸附架橋、沉 淀網(wǎng)捕等幾種作用。在某一 pH 值下以其中的一種為主，其他為輔。在 pH 值 6~7.8 范 圍內，以金屬核數(shù)目無限多、聚合度無限大的中性氫氧化物沉淀為主。廢水中的膠？勺 為沉淀物形成的中心，從而形成微小絮體，也可在沉淀物形成時被網(wǎng)捕和粘接。水中的某 些溶解性有機物也可被絮體吸附而被去除。當 pH 值過小或過高時，水中的 H+或OH-增多， 影響 Al2(SO4)3 水解，導致去除率下降。
同樣看出：選用 CaCl2、FeCl3 進行復合破乳時最佳 pH 范圍為 5.9～8.4，投加 CaCl2 后即在投加混凝劑時的 pH 值為 6～8。原因與 Al2(SO4)3 大 致相同。但 FeCl3 的 pH 值范圍較 Al2(SO4)3 的稍寬，而且最佳 pH 值要稍低一些。在 pH 值低時，出水的色度低。
破乳時間的影響 3.3 通過試驗發(fā)現(xiàn)，在投加 CaCl2 后靜置一段時間(分別靜置了 12 小時、24 小時，其它條 件相同)，再投加混凝劑，CODcr 和油的去除率比加完 CaCl2 立即投加混凝劑都有所提高， 靜置 24 小時的效果最好。因此，可通過延長破乳時間，減少投藥量。 加酸使 pH=6.87 后，分別進行如下操作：
加入 CaCl22.5kg/m3,靜置 24 小時后，再加入 Al2(SO4)3。
加入 CaCl22kg/m3,靜置 24 小時后，再加入 FeCl3。混凝劑投加 量與 CODcr 和油的剩余量關系見圖 7、圖 8。
當 FeCl3 和 Al2(SO4)3 的投加量分別達到 4kg/m3 和 5kg/m3 時，雖然 CODcr 和油的 去除率高，但產(chǎn)生的絮渣相當多，而且上浮很慢，在工程中不宜采用。CaCl2 和 FeCl3 的投加量分別為 2kg/m3 和 3kg/m3 時，CODcr 和油的剩余量分別 為 6899.2mg/L、36mg/L。
在相同的 pH 值下投加 CaCl2 后不靜置，接著投加 FeCl3，要達到這個去除效果， CaCl2 和 FeCl3 的投加量接近 4kg/m3 和 4kg/m3。CaCl2 和 Al2(SO4)3 的投加量分別為 2.5kg/m3 和 4kg/m3 時，CODcr 和油的剩余量分別為 6311.2mg/L、53.8mg/L。在相同的 pH 值下 投加 CaCl2 后不靜置，接著投加 FeCl3，要達到這個去除效果，CaCl2 和 FeCl3 的投 加量接近 5kg/m3 和 5kg/m3。因此，在投加 CaCl2 后靜置 24 小 時可以破乳更充分，提高 CODcr 和油的去除率，減少投藥量，降低成本。
機械加工廢液如何處理：四、絮渣的處理
采用 CaCl2+FeCl3 處理水樣時，油渣分離較好，但不能完全分離。取收集的廢渣 50mL，加入 1+1 的硫酸 1mL，可以使油渣很好地分離，此時絮渣沉淀，油浮在上面，可 以回收。而且絮渣脫出的水呈酸性，還含有鈣離子、鐵離子，可以回用到廢乳化液中調節(jié) pH 值、破乳混凝，減少藥劑用量。酸化后的泥渣可送鍋爐房焚燒處理。 采用 CaCl2+Al2(SO4)3 處理水樣時，油渣不易分離，很難回收油，因此廢乳化液中的油轉 移到絮渣中，造成二次污染。
機械加工廢液如何處理：五、結論
(1)采用 CaCl2+FeCl3 處理水樣比 CaCl2+Al2(SO4)3 處理時的最佳 pH 值范圍稍寬。 工廠內酸洗金屬件的廢水,含有強酸(H2SO4、HNO3),可以用來調節(jié) pH 值，還含有亞鐵離 子，可以有助于破乳混凝。為防止腐蝕，可調節(jié) pH 值在 7 左右。
(2)采用 CaCl2+FeCl3 處理水樣較 CaCl2+Al2(SO4)3 處理時的最佳投藥量少。投加 CaCl2 后靜置 24 小時，再投加混凝劑，可以大大減少投藥量。在 pH=6.87，CaCl2 和 FeCl3 的投加量分別為 2kg/m3 和 3kg/m3 時，CODcr 和油的去除率分別為 87.97%和 99.85%。CaCl2 和 Al2(SO4)3 的投加量為 2.5kg/m3 和 4kg/m3，CODcr 和油的去除率分 別為 88.98%和 99.77%。
(3)用 CaCl2+FeCl3 處理水樣時產(chǎn)生的絮渣可以加酸后回收油，絮渣脫出的水呈酸 性還含有 Ca2+、Fe3+，可投加到廢乳化液中，減少藥劑用量。綜上所述，采用 CaCl2+FeCl3 處理水樣較 CaCl2+Al2(SO4)3 處理時的效果要好，只是 FeCl3 的價格比 Al2(SO4)3 要高，出水色度要高，而且 FeCl3 腐蝕性大。
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