高浓度废乳化液处置技术

吴卫林，洪 骏，余 端，项 艳，胡长江

（安徽浩悦环境科技有限责任公司，安徽合肥231145）

在钢材制造及金属精加工业需要用一定量的乳化液作为冷却剂或润滑剂，这些乳化液失效后无法再用，只能报废。报废乳化液中含有大量的有害物质，属危险废物（HW09）[1]。不同企业产生的废乳化液危险成份不同，且种类繁多，处置难度较大。若无法及时处置，不仅给企业增加危险废物管理成本，更会对环境造成危害。

不同企业废乳化液中的危险成份虽然不同，但是主要含有悬浮物和油，要实现废乳化液的高效处置，破乳除油是关键所在。由于废乳化液的成分不同导致破乳条件不一。目前破乳方法主要有物理法（如加热法、电场法、机械法），化学法（破乳剂法、絮凝沉淀破乳法）[2-3]，其中化学法破乳由于速度快、效率高等优点被广泛应用。本文通过研究得出合适的破乳剂以及最优破乳条件，实现对某废乳化液的高效破乳，最终实现有效处置。

1 研究材料与方法

1.1 废乳化液的水质与来源

以安徽某工业企业使用后的废乳化液作为研究对象，具体理化性质数据见表1。

表1 安徽某企业的乳化液废液成分表

1.2 主要仪器

WGZ-1A 浊度仪（上海昕瑞仪表有限公司）；DRB200 型COD 分析仪（美国哈希公司）；TU-双光束紫外-可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）。

2 破乳工艺参数的确定

2.1 破乳剂的选择

常用废乳化液的破乳剂有聚合氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁和硫酸亚铁。本实验比较了这4 种破乳剂的处置效果，筛选出最佳破乳剂。

2.1.1 聚合氯化铝对废乳化液的处置效果研究

各取4 份300 mL 废乳化液于500 mL 烧杯中，然后分别加入不同量（质量百分比，下同）的聚合氯化铝作为破乳剂，调节pH 值为9，测试破乳后的乳化液废液理化参数，结果见表2。

表2 聚合氯化铝破乳后废乳化液的理化参数

2.1.2 硫酸铝对废乳化液的处置效果研究

各取4 份300 mL 废乳化液于500 mL 烧杯中，然后分别加入不同量的硫酸铝作为破乳剂，调节pH 值为9，测试破乳后的乳化液废液理化参数，结果见表3。

表3 硫酸铝破乳后废乳化液的理化参数

2.1.3 聚合硫酸铁对废乳化液的处置效果研究

各取4 份300 mL 废乳化液于500 mL 烧杯中，然后分别加入不同量的聚合硫酸铁作为破乳剂，调节pH 值为9，测试破乳后的乳化液废液理化参数，结果见表4。

表4 聚合硫酸铁破乳后废乳化液的理化参数

2.1.4 硫酸亚铁对废乳化液的处置效果研究

各取4 份300 mL 废乳化液于500 mL 烧杯中，然后分别加入不同量的硫酸亚铁作为破乳剂，调节pH 值为9，测试破乳后的乳化液废液理化参数，结果见表5。

表5 硫酸亚铁破乳后废乳化液的理化参数

分析上述数据，可以得出铝系破乳剂处置效果优于铁系，主要是铝系的絮凝剂水解形成的絮体颗粒较大，吸附污染物后，絮体更易失稳沉淀，使得废乳化液处理效果较铁系絮凝剂更好[4]。孙红杰等[5]认为，当pH＞7 时铝系絮凝剂效果优于铁系絮凝剂。

分析表2 和表3 数据得出，聚合氯化铝处理废乳化液的效果优于硫酸铝，这是由于二者破乳絮凝机理并无差异，但二者阴离子对于破乳的影响并不相同，在此条件下硫酸根离子相比氯离子更不利于破乳絮凝。

综合成本考虑，本文拟选择聚合氯化铝作为破乳絮凝剂。

2.2 絮凝剂加入量对于破乳效果的影响

各取300 mL 废乳化液置于500 mL 烧杯中，分别加入10 mL、15 mL、20 mL 的10%聚合氯化铝（PAC）溶液，用NaOH 溶液调节pH 至9，搅拌10 min，观察现象，过滤，检测滤液，结果见表6。

付东等[6]认为在聚合氯化铝投加量较低时，由于难以形成絮体或絮体很小，比重和水接近而难以沉淀，故浊度去除率较低。随着投加量的增加，絮体体积增加的同时也变得越来越密实，其沉降速度明显加快，故出水浊度明显下降。但是当投加量达到一定程度后，多余的破乳絮凝剂离子会吸附于脱稳颗粒表面，产生“胶体保护”作用，引起颗粒的重新稳定，从而导致了出水浊度的去除率降低。因此加入适量的破乳絮凝剂才可以取得最佳的处置效果。从表6 可以得出，加入5‰的PAC 破乳絮凝效果最佳。

表6 加入不同量的絮凝剂破乳后废乳化液的理化参数

2.3 不同pH 值对于聚合氯化铝破乳絮凝的影响

各取300 mL 废乳化液置于500 mL 烧杯中，用硫酸或氢氧化钠调溶液pH 为3.5、5、7、9、10 时，加入15 mL 10%聚合氯化铝（PAC）溶液，搅拌10 min，观察现象，过滤，检测滤液，结果见表7。

表7 不同pH 值下PAC 破乳后废乳化液的理化参数

从表7 可以看出，废乳化液破乳效果随着pH 值增加，逐渐变好，但随着pH 值增加到9 后，絮凝破乳效果下降。这主要是由于pH 值低时，铝盐的混凝作用主要是以吸附-电性中和为主；随着pH 值的升高，絮凝作用以吸附架桥和网捕、卷扫作用为主；pH 值进一步升高，发展成为电中性的聚合度极高难溶的氢氧化铝，破乳絮凝效果下降[7]。

2.4 不同温度对于聚合氯化铝絮凝破乳的影响

各取300 mL 废乳化液置于500 mL 烧杯中，分别加入15 mL 的10%聚合氯化铝（PAC）溶液，用NaOH 调溶液pH 至9，搅拌10 min，分别保温于20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，观察现象，过滤，检测滤液，结果见表8。

虽然温度升高，反应加快，凝聚分子扩散速度增加，絮体生长加快，同时水中分散相颗粒运动加剧，处理效果显著提高。分析表8 的数据发现，随着温度的升高，破乳絮凝的效果提升，但效果不明显。综合考虑成本，可以在常温下破乳。

表8 不同温度下PAC 破乳后废乳化液的理化参数

3 结论

（1）安徽某企业产生的乳化液废液最佳的破乳剂选择聚合氯化铝，最佳投入量为5‰，反应pH 为9，温度为常温，反应时间10 min。

（2）破乳后，废乳化液的COD 去除效率为87.5%，SS 去除效率为99.3%，浊度的去除效率为99.8%，反应迅速。