乳化液废水处理概述

2023.08.29

闫思敏白栓栓

摘要：乳化液废水中，油与水的界面自由能最低，油与水的亲和力最强，液体内部产生电离，油珠外表面形成电荷层，并吸附水分子层后形成水化离子膜，与其所带电荷相反的离子再吸附于水分子外表面形成扩散层，这样的水化离子膜具有弹性并带有同性电荷，即使油珠相互碰撞，也不能结合在一起，使水中油的成分稳定。

关键词：切削液乳化液；矿物油；乳化剂

1 乳化剂的主要来源

乳化液主要用于水压机和车丝机工作过程中所使用的冷却或润滑液，这其中以水压机的打压液为主，虽然车丝机的切削液用量不大（成分与水压机的打压液相近），但已被丝扣油污染，所以也需要废液处理。在制造石油钢管的过程中，会产生大量的热，对金属切削设备造成严重损耗，因此在此工段使用乳化液，由于其润滑及冷却作用，设备损耗率大大降低。乳化液可以循环使用，一定周期后，排放至废水收集区域跟其它废水经过处理后再外排或回用。

2 乳化液的主要成分

乳化液是用矿物油、乳化剂及添加剂混合配制好的乳化油稀释而成。为了使油水能够混合，所以需要加入适量的乳化液。乳化液中主要含有机油和表面活性剂，是由有机油加水稀释后再加入乳化剂配置的，三者比例是根据需要来确定的。由于乳化液中的主要成分是乳化剂，而乳化剂主要由表面活性剂组成，其分子包含极性基团和非极性基团。极性基团可溶于水，非极性基团可溶于油，所以乳化剂起到了水与油相互交融的作用。其原理为：乳化液废水中，油与水的界面自由能最低，油与水的亲和力最强，液体内部产生电离，油珠外表面形成电荷层，并吸附水分子层后形成水化离子膜，与其所带电荷相反的例子再吸附于水分子外表面形成扩散层，这样的水化离子膜具有弹性并带有同性电荷，即使油珠相互碰撞，也不能结合在一起，使水中油的成分稳定。当在水中加入油后，乳化剂分子将水与油连接起来形成水离子化膜，使油水能均匀的分布，形成白色乳化液。乳化液中由于乳化油的浓度不同，形成的乳化液有不同的用途：低浓度乳化液常常用于削磨或粗加工，此类乳化液适用于清洗及冷却；高浓度乳化液由于润滑效果好用于精加工。如需要更高的润滑性能，通常在乳化液中加入一些非金属，如氯、磷等极压添加剂，制成极压乳化液。

本设计中使用的乳化液为Quaker Chemical公司提供的半合成型乳化液，其主要由矿物油（15%）、边界润滑剂、防锈添加剂、消泡剂（10%）、乳化剂（35%）、水（40%）组成。乳化液中还会含有一定量的芳香剂、杀菌剂等，这些含量非常少。

3 设计的乳化液处理水排放标准

序号项目名称控制指标注

（1）SS ≤200mg/l

（2）COD ≤150mg/l

（3）BOD ≤60mg/l

（4）石油类 ≤10mg/l

4 处理工艺简介

（1）去油方法

对于漂浮在水面上的油类，采用带式除油器处理。其主要组成结构：特种吸油带、刮板和传动装置。将除油器放置隔油池中，开启设备，传动装置带动吸油带转动，将浮油吸附后将油提出，经刮板去油，吸油带清净后重新由传动装置带回隔油池继续工作，挂去的油收集到桶中，根据生产工艺需要进行再利用。除油器将油水快速分离，隔油池中处理后的水进入调节池深化处理，使后续工艺简单化。

（2）破乳方法

乳化液有机污染主要来自于乳化油和乳化剂以及相应的化学添加剂，其COD较高，而这些COD又形成乳化状和水分子相互结合，因此乳化液水处理最主要的就是破乳将油水分离，破乳方法种类较多，有盐析法、乳酸法、凝聚法、顶替法、高压电法、吸附法等等。本次设计采用酸析法和盐析法联合处理。

乳化液中加入氯化铁破乳，氯化铁在水中电解产生电解质离子，在这一过程中发生争水作用，大大减少了废液中的自由水分子，破坏了水油平衡，瓦解了双电层结构使油水分层，在电解质的作用下产生絮凝现象。加入混凝剂，则加快起到油水分离的目的。本设计采用氯化铁作为破乳和絮凝剂，3价铁盐优点在于破乳能力强，分离速度快。使用时将氯化铁浓度调节为5%～30%，通过计量泵添加，具体添加量根据现场调试定。加入混凝剂，则加快起到油水分离的目的。

（3）沉淀气浮分离

破乳后的乳化油废水呈浑浊状态，在氯化铁盐电荷的作用下有细小的絮凝体，再次添加PAM形成大的絮凝体，经过斜管沉底及气浮工艺，重力部分沉淀到设备底部的污泥槽，轻质部分上浮到气浮区域进行分离，本次设计为压力溶气气浮。

5 MBR处理技术

通过沉淀气浮、双氧水氧化分解、二次沉淀气浮处理后，油类、金属离子类、P等达到了国家排放标准，但COD还需要二次生化处理，本次使用的MBR膜生物反应器技术介绍如下。

废水进入一体化废水处理设备反应箱，加入酸调节PH值到5～6，加氯化铁破乳，加入PAM加速混凝后进行泥水分离，达到除油和去除部分有机物的目的，出水进入有机物分解变性池，同时加入双氧水并进行搅拌，待反应完全后进入生化调节池。本设计最终处理工艺采用膜生物处理技术（MBR），这一处理技术适用于中水回用处理，即本设计流程。膜生物处理装置放置于MBR池中，预处理后的水经过水解酸化活性污泥法处理，自流进入MBR池，通过膜分离单元将清水抽走。膜生物反应器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便。

6 结论

经过本工艺处理，出水的水质达到排放标准，符合出水要求。处理系统从调试完毕至今运行稳定。

参考文献：

[1]李新冬，黄万抚.废乳化液处理技术研究[J].中国资源综合利用，2009（12）.