在建材、機械等行業設備加工過程中,使用水包油型(O/W)的乳化液作潤滑劑、冷卻液、積壓抗磨劑、防銹劑,以便減小摩擦力、降低熱效應、延長刀具壽命、提高加工質量和生產效率。由于該類乳化廢水中含有大量不飽和油脂、皂類、乳化劑和添加劑等有機物,在長期使用中被空氣氧化,以及切削過程中摩擦受熱和金屬的催化作用,使乳化液中的油脂氧化,而且乳化液中缺少陽光,細菌大量繁殖形成缺氧環境,致使逐漸腐敗變質失去作用,并產生難聞的臭味,因此乳化液必須定期更換,故在這些行業中會排放出大量的廢水。這類廢水的主要成分為機械油或礦物油、皂類、乳化劑、消泡劑、潤滑防腐劑、可溶性有機物、金屬切削和固體懸浮物,也含有一定濃度的表面活性劑、穩定劑、乳化油。切削乳化廢水非常穩定,不易破壞,采用常規方法難以達到理想的效果,而且處理費用高,如果直接排入環境,會對環境造成嚴重的污染。本文采用硅酸鋁鐵絮凝劑(PAFSi),對西安某建材機械加工企業切割車間產生的切削乳化廢水進行破乳絮凝處理,取得了良好的效果。

　　實驗試劑及儀器

　　試劑:濃H2SO4,Fe2(SO4)3,Al2(SO4)3·18H2O,Na2SiO3·9H2O,均為分析純儀器:SWC-Ⅱ型數字貝克曼溫度計,南京桑力電子設備廠;pHS-29A型數字酸度計,杭州東星儀器廠;76-1型玻璃恒溫水浴鍋,山東鄄城華魯電熱儀器有限公司;ESJ60-4型電子天平,沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司;1000W萬用電爐,哈爾濱永豐電器廠。

　　絮凝劑的制備

　　按n(Si)∶n(Al)∶n(Fe)摩爾比為3∶2∶1制備該絮凝劑,制備過程:①制備聚硅酸PSi:取一定量的水玻璃,溶解于蒸餾水中,在攪拌下,用30%H2SO4調節pH為3在室溫下反應2h,使硅酸有一定的聚合度,待用;②定量移取Al2(SO4)3溶液(0.5mol/L),調節pH為3,溫度60℃下,快速攪拌的同時用酸式滴定管將適量的Fe2(SO4)3溶液(0.5mol/L)滴入Al2(SO4)3溶液中,反應一定的時間;③將一定量熟化后的PSi引入鋁鐵鹽混合溶液,后在慢速攪拌溫度70℃下反應2h,取出熟化24h后,即得液體硅酸鋁鐵絮凝劑(PAFSi)。具體聯系污水寶或參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。

　　實驗水樣

　　機械切削乳化廢水COD為9×104~1×105mg/L范圍,屬于高濃度有機廢水,pH在12以上,顯強堿性。含有油酸類、防銹劑、極壓劑、太古油、礦物油、機械油、多種表面活性劑及添加劑等物質,其中的兩種廢水成分更特殊。穩定性都相當高,外觀有暗灰色,粘稠,氣味惡臭刺鼻。

　　實驗方法

　　試驗采用單因素法,對該種乳化廢水進行處理試驗,優化工藝操作參數。具體操作步驟:取100ml機械切削乳化廢水于200ml燒杯中,用1∶1HNO3調整pH,在不同溫度下,加入不同量的自制液體硅酸鋁鐵絮凝劑(PAFSi),攪拌使其破乳絮凝,后靜置分層,取清液,測其COD,COD測定方法采用國標K2Cr2O7回流法(CODCr)進行測定,以下均記為COD。對穩定性強、COD值很高、含有油劑表面活性劑的切削乳化廢水,若使用一般單一的無機或有機絮凝劑處理,很難將其破乳絮凝分離處理,而且存在處理效率慢、藥劑用量大、工藝繁瑣、出水水質仍然相當差等問題。PAFSi絮凝劑具有優良的破乳、絮凝效果。究其原因是該絮凝劑具有較高的電荷和較大的分子量,容易發揮電中和及吸附架橋作用;其中的Al3+、Fe3+等高價離子低分子電解質有高度的水解-聚合,接近沉淀態而不沉淀的多羥基聚合物;氧橋、羥橋形成的分子鏈更長、更穩定,長鏈能同時包裹、吸附許多膠體粒子,在架橋絮凝的同時發生了卷掃網捕作用。采用PAFSi絮凝劑處理切削乳化廢水,在100ml切削乳化廢水中投加絮凝劑量為10.0ml~12.0ml,pH控制在5.8~6.5之間,溫度50~55℃,攪拌方式先快后慢,即先2min內100r/min,后期15min內600r/min~70r/min,COD去除率達98.5%。且處理后的水質清,絮體大,沉降速度快等,效果好。