【摘 要】
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作为一种代表性金属加工过程产生的危险废物,废切削液因其有机物浓度极高、稳定性极强的特点给合理处置带来很大挑战。为了保护环境与人体健康,国家环保法规要求,废切削液必须无害化处置,然而,高昂的处理费用和环境风险让企业的废切削液处理面临压力,破乳减量化处理成为一个较优的选择。破乳能在短时间内大幅降低废切削液中有机物、油类和各种添加剂的浓度,同时不可避免地产生油泥,油泥的减量化、无害化、资源化处置对环保行
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作为一种代表性金属加工过程产生的危险废物,废切削液因其有机物浓度极高、稳定性极强的特点给合理处置带来很大挑战。为了保护环境与人体健康,国家环保法规要求,废切削液必须无害化处置,然而,高昂的处理费用和环境风险让企业的废切削液处理面临压力,破乳减量化处理成为一个较优的选择。破乳能在短时间内大幅降低废切削液中有机物、油类和各种添加剂的浓度,同时不可避免地产生油泥,油泥的减量化、无害化、资源化处置对环保行业可持续发展具有重要意义。本文以某金属零部件加工公司产出的废切削液为研究对象,采用化学破乳法对其减量处理,并对分离油泥的焚烧过程开展了研究。首先,以废切削液的水油分离为目的,采用上层分离清液水质和下层分离油泥产量为主要考核指标,考察了多种金属阳离子对破乳的影响,优化了破乳条件,并进行了破乳经济性分析,以期为破乳药剂的选择和工艺参数提供参考。实验结果表明:在总离子浓度为0.08 mol/L,Al3+:Fe3+=1.5:1,初始p H为6.00,搅拌时间为18min,温度为50℃的条件下,对废切削液破乳后的CODCr去除率、SV30、透光率和CODCr/SV30分别为80.21%、40.00%、95.20%和128.33 mg/m L。同时,废切削液在该条件下的破乳运行成本约为委托处置费用的10%。因此,本研究方法能较好地实现废切削液破乳减量化处理,并表现出良好的经济性。其次,模拟分离油泥的焚烧过程并考察油泥焚烧行为,通过热重-差示扫描量热法研究了油泥在不同升温速率下的焚烧过程,并对105℃、300℃和800℃的油泥进行SEM-EDS-Mapping、IR、XPS和XRD测试表征,揭示其可能的焚烧机理,实验结果表明:在105℃-800℃温度区间,油泥的总失重率为58.22%,焚烧过程呈放热状态。随着温度升高,油泥表面逐渐粗糙,C、N、Cl和部分金属元素的含量大幅降低,只有Fe因素呈富集状态。IR测试发现焚烧后油泥中的官能团大量减少,部分官能团完全消失。另外,XRD和XPS测试表明油泥表面在高温条件下形成了KFe O2和KAl Cl2O晶体,并在800℃时生成了Al2O3和Fe2O3。结合TG-DTG-DSC曲线推测油泥焚烧过程主要分为三个阶段:物理脱水、油类物质和低沸点有机物燃烧、剩余固定碳燃烧。最后,进一步构筑用于描述油泥焚烧行为的热动力学模型。其中,失重段的Eα和ln(A)是根据FWO法计算得出,分析了油泥焚烧过程的热动力学参数,并根据Eα的变化趋势判定焚烧过程包含多步反应,通过无模型拟合法得到活化能分布函数f(Eα)符合Lorentz分布,最后基于多步分析的DAEM模型,获得了油泥焚烧过程的热动力学模型,为优化油泥焚烧工艺提供了理论参考。
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