处理乳化液废水的一种方法介绍

何军大

（杭州市富阳区环境保护局浙江杭州311400）

处理乳化液废水的一种方法介绍

何军大

（杭州市富阳区环境保护局浙江杭州311400）

金属加工行业中，需要经常使用乳化液，由此也产生了大量的乳化液废水。金属加工中所产生的乳化液废水成分复杂，是该领域废水治理的难点和重点之一。本文以浙江某金属加工工厂现有乳化液废水实际情况，本文提出“破乳+絮凝沉淀+超滤”联用工艺深度处理乳化液废水的方案。

乳化液；破乳剂；絮凝沉淀；超滤

1 乳化液废水概况

乳化液废水是工厂生产常见的废水，具有含油量浓度高、性质稳定以及乳化程度高等特点。其成分较为复杂，具体来说，主要是由水、乳化剂以及矿物油或植物油（2%～10%）等成分组成，此外，乳化液废水中还含有防腐剂、杀菌剂、抗压剂等大量的添加剂成分。乳化液废水复杂的组成成分也使得该类废水后期处理难度大[1,2]，也是研究的热点和难点。

乳化液废水具有有毒有害性，据不完全统计，每年全球有数千万吨的乳化液直接排入到水体，对人类的生存环境和水产资源构成威胁。乳化液废水排入水体后会在水体表面形成一层乳化液膜，使水体与空气隔离，导致水体中缺氧，水生生物缺乏足够的氧气而影响其正常生长，严重的还会造成生物大量死亡，引发水体发黑发臭。此外，乳化液废水中含有大量油类以及含有苯并芘及多环芳烃的有毒物质，会直接对水生生物产生毒害，影响其生长，一旦被水生生物吸收，进入到食物链，又会对人类健康构成潜在危害。

因此，无论是从加强水资源的保护，还是水产资源的长远发展和人类健康角度来说，对乳化液废水进行研究处理势在必行，研究乳化液废水治理具有积极的现实意义且意义深远。

2 乳化液废水处理现状

从实际应用来看，处理乳化液废水的方法主要有生化法和物化法两大类。其中，处理乳化液的生化法主要是MBR和生物接触氧化法。选择物化法处理乳化液废水主要由化学破乳、气浮、超滤等处理工艺组成。

2.1 物化法

物化法是处理废水的常用方法之一，在乳化液废水处理中，物化法一般作为预处理工艺，通常需要与其他工艺联合运用才能达到预期效果。也有直接使用物化法来处理乳化液废水。物化法处理乳化液废水有其一定的优势，有其是对乳化液废水中的除油效果较好，对有机物也有一定的去除作用。

2.1.1 化学破乳

化学破乳的原理是通过平衡或者抵消乳化液界面膜两侧的表面张力，对乳化液界面中发挥稳定功能的电荷予以中和，从而达到破乳去除油类的效果[3]。化学破乳通常需要用到在乳化液废水中投放适宜的化学药剂。目前，市场上使用较多的化学破乳试剂主要有聚合硫酸铁以及聚合氯化铝等，这种破乳剂是一种无机聚合物，在破乳时一般需要大剂量运用才能达到预期效果，破乳的整体效果不是很理想。近年来，对于有机破乳剂研究领域取得了长足进展，为破乳研究提供了新的研究路径。有机破乳剂在处理乳化液废水中具有污泥产量少，处理效果好等诸多优势。当前，使用有机破乳的化学剂主要有聚醚型、聚酞胺型和聚丙烯酸型破乳剂[4]。从总体来说，化学破乳剂能够在一定程度上破除乳化液废水中较为稳定的电荷环境，从而达到破乳效果，但也会破乳的处理结果不彻底，主要表现在破乳后还会程度少量的悬浮于废水中油类，并未彻底实现油水分离的效果。

2.1.2 气浮

气浮处理乳化液废水一般需要与破乳工艺联合使用，能够实现乳化液废水的完全意义上的分离。气浮处理效果的好坏主要决定于气泡的产生分布，目前，理论和实践中也对气浮工艺研究进行了一定程度的改良，提高处理效果。如电致微气泡气浮技术（电气浮技术）[5]。电气浮技术比起其他普通的气浮技术尤其明显的优势，主要表现在电气浮技术实际操作应用方便，易管理，占用空间少，所产生的气泡均匀细小，对于现实中小规模的乳化液废水处理更合适。

2.1.3 超滤

超滤是利用半透膜的孔隙过滤功能，在乳化液废水交叉流动下所产生的压力差和紊流流动作用下，少部分的大分子物质以及非极性分子被膜截留，而乳化液废水中的极性分子则可以通过膜孔隙过滤实现达标排放，从而实现乳化液废水净化的预期效果[6]。但是超滤技术目前还处于研究应用阶段，尤其是目前的膜工艺技术使得膜处理技术的投资使用成本较高，使得膜技术的推广应用比较难。目前，在膜技术领域取得了诸多成果，含油乳化液废水处理开始选择无机超滤膜处理工艺，该类膜具有机械强度大、处理率高、较强的化学稳定性等，也正日渐成为乳化液超滤处理研究的热门领域。国外学者在20世纪80年代开始就做了相关理论研究和应用研究[7-9]。

2.2 生化法

生化法一般可作为废水处理的二级处理工艺，通常情况下，选择超滤工艺或者破乳+气浮处理乳化液废水中一些指标仍然难以达到国家排放标准，如在末端配上生化法处理工艺后，出水水质往往就能达标排放。

3 “破乳+絮凝沉淀+超滤”联用工艺

为了验证此方法的可行性与可靠性，本次实验采用浙江省某金属加工工厂的乳化液废水来进行实验研究，原水水质情况见表1。

表1 实验用乳化液废水水质

表2 不同变量对处理效果的影响

由表2中的1到4组可以看出，CaCl2投加比对乳化液废水去除率有较大影响。当CaCl2投加量为3g时，CaCl2对乳化液废水COD和色度的去除率分别为71.6%和80.9%；随着乳化液废水中的CaCl2投加量的增加，乳化液废水中COD去除率和色度去除率继续得以提高，当CaCl2投加量为7g时，乳化液废水中COD去除率和色度去除率分别达到90.0%和99.6%；但当投加量从7g到9g时，乳化液废水中COD去除率和色度去除率基本不变。究其原因，当溶液中的CaCl2含量较低时，COD和色度的去除率随着Ca-Cl2的含量的增加而增加，但当CaCl2的浓度达到一定程度时，废水中的反应物基本已经完全反应，反应程度趋于平稳，因此继续增加CaCl2的含量，COD和色度的去除率难以继续提高。对于本试验而言，CaCl2的最佳投加量为7g时，处理效果最好。由表2中的3、5、6、7组可以看出，反应时间在1h比较合适。

为了考察和分析聚合氯化铝处理乳化液废水的效能，本研究针对如表2所示的乳化液废水在进行了聚合氯化铝处理试验。

表3 絮凝剂投加量对COD和色度的影响

从表3的处理情况来看，选择聚合氯化铝作为处理乳化液的一种无机高分子混凝剂，聚合氯化铝的投加量对于废水中的色度和COD处理结果有着很大的影响。当在乳化液废水中加入聚合氯化铝1mg/mL时，废水中的COD从2500mg/L降低到了2100，去除率为16.0%，色度的去除率则为14.8%。导致处理效果不理想的原因主要是聚合氯化铝的投加量不够，乳化液废水中的污染物与聚合氯化铝的接触没有达到充分要求，在处理时没有形成大的絮凝物，这时，废水中的许多杂质仍然悬浮在废水中并未能达到去除效果。

随着在乳化液废水中不断加大聚合氯化铝的投加量时，废水处理的效果也十分明显，乳化液废水中的色度和COD也随着聚合氯化铝投放量的不断增加，去除率也稳步提升。从表3的处理情况来看，当乳化液废水中聚合氯化铝增加到5mg/L时，废水中的COD由原来的2500mg/L降低到了1900mg/L，去除率为24%，色度的去除率也达到了21%。从表3的去除情况来看，当聚合氯化铝的投加量为10mg/L时，去除率随着聚合氯化铝投加量的增加，乳化液废水中COD和色度的去除率也逐渐增加，分别达到了30.0%和34.0%，随着继续往乳化液废水中投加聚合氯化铝混凝剂，废水中的COD和色度的去除率效果却逐渐的减小。出现这种情况的原因，主要为：在废水中添加聚合氯化铝的量达到一定程度时，废水中的混凝剂数量增加了，但这是因为反应体系中聚合氯化铝投加量过大，虽然增多了絮凝剂的数量，真正对废水中胶体离子表面的吸附活性点减少了，降低了混凝剂的桥架作用效果。此外，随着聚合氯化铝投加量超过一定量时，乳化液废水中起着吸附作用的覆盖面被覆盖，胶粒接近因其中排斥力的干扰而难以接近，就会出现胶体粒子虽然增加了，但却对处理效果的稳定性产生消极影响，随着聚合氯化铝投加量达到一定量时，混凝体就会重新变成了稳定的胶体，这时废水中的色度和COD的去除率效果就会下降。但架桥作用所必须的胶体离子表面吸附活性点减少了，从而使胶体粒子间架桥困难。从试验的效果来看，聚合氯化铝的最佳投加量为10 mg/L时，处理效果最好。

4 结语

“破乳+絮凝沉淀+超滤”联用工艺克服了单一处理方法的缺点，在保留单一处理方法的优点的同时通过协同互补，取长补短来弥补单一方法的缺点。本方法中所使用到的设备及试剂都是比较经济实惠，一次投资小，运行费用低，十分适合中小企业实际操作。

[1]石风华,张晋峰,温燕.冷轧含浓油及乳化液废水处理的探讨与改进[J].冶金动力,2008(1):84-87.

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[6]易宁,胡伟.钢铁企业冷轧厂乳化液废水的几种处理方法[J].冶金动力,2004,(5):58-63.

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何军大（1965.12—）男，本科，浙江杭州人，工程师，主要从事环境监测与管理研究。