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摘要: 机械制造工业中,金属切削加工过程中使用大量乳化液作为润滑冷却之用,乳化液经过一段时间使用后,就会变成废水排出。乳化液中主要含有机油和表面活性剂,是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。
关键词:乳化剂 助溶剂 破乳剂油
中图分类号:TQ423.92 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)30-0089-01
1.概述
机械制造工业中,金属切削加工过程中使用大量乳化液作为润滑冷却之用,乳化液经过一段时间使用后,就会变成废水排出。乳化液中主要含有机油和表面活性剂,是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。在机床切削的乳化液中为了提高乳化液的防锈性,还加入了亚硝酸钠等添加物。
由于乳化剂都是表面活性剂,当它加入水中,使油与水的界面自由能大大降低,达到最低值,这时油便分散在水中。同时表面活性剂还产生电离,使油珠液滴带有电荷,而且还吸附了一层水分子固定着不动,形成水化离子膜,而水中的反离子又吸附再其外表周围,分为不动的吸附层和可动的扩散层,形成双电层。这样使油珠外面包围着一层有弹性的、坚固的、带有同性电荷的水化离子膜,阻止了油珠液滴互相碰撞时可能的结合,使油珠能够得以长期地稳定在水中,成为白色的乳化液。配制的乳化液pH值一般在 8-9 之间,有的甚至高达 10-11。
2.乳化液废水的处理
2.1 乳化液废水处理原理
根据乳化液的性质,进行乳化液废水的处理需经过二个步骤: (1)破乳;(2)水质净化去除表面活性剂等物质。破乳方法较多,有盐析法、乳酸法、凝聚法、顶替法、高压电法、吸附法等等。一般常用的采用盐析凝聚混合法,现介绍如下:
在乳化液中加入电解质,电解质的离子在乳化液中发生强烈的水化作用即净水作用,使乳化液中的自由水分子减少了,对油珠产生脱水作用,从而破坏了乳化液油珠的水化层,中和了油珠的电性,破坏了它的双电层结构,因而油珠失去了稳定性,产生凝聚现象 ( 电解质一般分为二、三价的钙、镁、铝等盐类 ),其反应式如下:
2C17H33COONa + 2MgCl2-→(C17H33COO)2Mg+2NaCl
加入混凝剂,则加快起到油水分离的目的。 在实际使用中,应注意调整水的pH值,将 pH值调整为 8.5 较好。
2.2 处理工艺流程选择及设备
2.2.1國内常用的乳化液处理的工艺流程中存在以下问题:
a. 由于乳化液中油、SS、COD含量较高,一级气浮只能除去大部分油、SS、COD,残留的部分只能靠石英砂滤罐、两级活性炭吸附来保证出水达标,因此石英砂滤罐及两级活性炭滤罐负荷较重,造成经常反冲和活性炭很快饱和失去吸附作用需要更换的情况发生。
b.气浮设备进气未设自控装置,靠人工调整,很难达到良好的气浮效果,工人操作难度大。
c.三个滤罐需经常反冲洗,阀门多,操作繁杂,很难掌握,出水不能保证。
2.2.2新型乳化液废水处理设备特点:
a.采用两极气浮处理,能将SS、油在气浮处理阶段内完成达标,去除绝大部分CODcr值(COD值在70~170mg/L范围内),残留的少量CODcr值只需一级活性炭滤罐处理,就能达到国家排放标准。因此,活性炭使用时间长(可达一年),并不经常反冲(半个月一次)。
b.省去了一级石英砂滤罐,使处理工艺流程简便。
c.原水泵采用潜水泵,保证泵能随时启动。
d.气浮器1、气浮器2均采用自动控制,不需人工管理,能达到最佳气浮效果,电磁阀采用不锈钢材料,专利产品,使气浮效果更好。
该设备于 1996年5月起分别用在重庆某(集团)股份有限公司发动机车间乳化液废水处理、905车间乳化液处理、914车间乳化液处理、54车间乳化液处理,效果良好,见表2-3.
2.2.3JR-2型乳化液处理机技术参数
JR-2型乳化液处理机:由反应箱、二级气浮系统、二级活性炭过滤系统、加药系统、电控系统、楼梯六个部分组成。
反应箱 :A×B×L=1500×1000×800(mm),V 有效 =0.96m 3 ,t=28.8min, 内设搅拌机,N=0.55KW;
加药系统 :Φ×H=580×930(mm),V 有效 =0.43m 3 ;配有两台加药泵CDL2-20及搅拌机,N=0.37KW
二级气浮系统 :Φ×H=1.00×1.25(m),Q=2m 3 /h接触室上升流速V c =10mm/S,气浮分离速度V s =2.0mm/S,分离室停留时间10min,R=30﹪,水
压力0.25~0.3MPa ,设出水调节装置;
溶气泵 :32FPD15Z,Q=3.6m 3 /h,P=3.5-4.5kgf/cm 2 ,N=2.2KW;
活性炭过滤系统:Φ× H=0.80×2.00(m),配有过滤泵CDL2-20;
设备外形尺寸 :L×B×H=4400×2200×2100(㎜),Q=2m 3 /h装机容量:4.5KW。
3.结论
3.1采用JR型系列一体化乳化液废水处理机和1号高效破乳絮凝剂处理乳化液废水是可行的,并且由于处理效果好,设备自动化,运行成本低,确保出水水质达标等,具有极大的推广应用价值。
3.2破乳方法及破乳剂、絮凝剂对不同的乳化液废水是不同的,用户在处理该类废水时应先优选破乳剂及絮凝剂做小样实验,为正确选用处理设备、设施打下基础。
关键词:乳化剂 助溶剂 破乳剂油
中图分类号:TQ423.92 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)30-0089-01
1.概述
机械制造工业中,金属切削加工过程中使用大量乳化液作为润滑冷却之用,乳化液经过一段时间使用后,就会变成废水排出。乳化液中主要含有机油和表面活性剂,是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。在机床切削的乳化液中为了提高乳化液的防锈性,还加入了亚硝酸钠等添加物。
由于乳化剂都是表面活性剂,当它加入水中,使油与水的界面自由能大大降低,达到最低值,这时油便分散在水中。同时表面活性剂还产生电离,使油珠液滴带有电荷,而且还吸附了一层水分子固定着不动,形成水化离子膜,而水中的反离子又吸附再其外表周围,分为不动的吸附层和可动的扩散层,形成双电层。这样使油珠外面包围着一层有弹性的、坚固的、带有同性电荷的水化离子膜,阻止了油珠液滴互相碰撞时可能的结合,使油珠能够得以长期地稳定在水中,成为白色的乳化液。配制的乳化液pH值一般在 8-9 之间,有的甚至高达 10-11。
2.乳化液废水的处理
2.1 乳化液废水处理原理
根据乳化液的性质,进行乳化液废水的处理需经过二个步骤: (1)破乳;(2)水质净化去除表面活性剂等物质。破乳方法较多,有盐析法、乳酸法、凝聚法、顶替法、高压电法、吸附法等等。一般常用的采用盐析凝聚混合法,现介绍如下:
在乳化液中加入电解质,电解质的离子在乳化液中发生强烈的水化作用即净水作用,使乳化液中的自由水分子减少了,对油珠产生脱水作用,从而破坏了乳化液油珠的水化层,中和了油珠的电性,破坏了它的双电层结构,因而油珠失去了稳定性,产生凝聚现象 ( 电解质一般分为二、三价的钙、镁、铝等盐类 ),其反应式如下:
2C17H33COONa + 2MgCl2-→(C17H33COO)2Mg+2NaCl
加入混凝剂,则加快起到油水分离的目的。 在实际使用中,应注意调整水的pH值,将 pH值调整为 8.5 较好。
2.2 处理工艺流程选择及设备
2.2.1國内常用的乳化液处理的工艺流程中存在以下问题:
a. 由于乳化液中油、SS、COD含量较高,一级气浮只能除去大部分油、SS、COD,残留的部分只能靠石英砂滤罐、两级活性炭吸附来保证出水达标,因此石英砂滤罐及两级活性炭滤罐负荷较重,造成经常反冲和活性炭很快饱和失去吸附作用需要更换的情况发生。
b.气浮设备进气未设自控装置,靠人工调整,很难达到良好的气浮效果,工人操作难度大。
c.三个滤罐需经常反冲洗,阀门多,操作繁杂,很难掌握,出水不能保证。
2.2.2新型乳化液废水处理设备特点:
a.采用两极气浮处理,能将SS、油在气浮处理阶段内完成达标,去除绝大部分CODcr值(COD值在70~170mg/L范围内),残留的少量CODcr值只需一级活性炭滤罐处理,就能达到国家排放标准。因此,活性炭使用时间长(可达一年),并不经常反冲(半个月一次)。
b.省去了一级石英砂滤罐,使处理工艺流程简便。
c.原水泵采用潜水泵,保证泵能随时启动。
d.气浮器1、气浮器2均采用自动控制,不需人工管理,能达到最佳气浮效果,电磁阀采用不锈钢材料,专利产品,使气浮效果更好。
该设备于 1996年5月起分别用在重庆某(集团)股份有限公司发动机车间乳化液废水处理、905车间乳化液处理、914车间乳化液处理、54车间乳化液处理,效果良好,见表2-3.
2.2.3JR-2型乳化液处理机技术参数
JR-2型乳化液处理机:由反应箱、二级气浮系统、二级活性炭过滤系统、加药系统、电控系统、楼梯六个部分组成。
反应箱 :A×B×L=1500×1000×800(mm),V 有效 =0.96m 3 ,t=28.8min, 内设搅拌机,N=0.55KW;
加药系统 :Φ×H=580×930(mm),V 有效 =0.43m 3 ;配有两台加药泵CDL2-20及搅拌机,N=0.37KW
二级气浮系统 :Φ×H=1.00×1.25(m),Q=2m 3 /h接触室上升流速V c =10mm/S,气浮分离速度V s =2.0mm/S,分离室停留时间10min,R=30﹪,水
压力0.25~0.3MPa ,设出水调节装置;
溶气泵 :32FPD15Z,Q=3.6m 3 /h,P=3.5-4.5kgf/cm 2 ,N=2.2KW;
活性炭过滤系统:Φ× H=0.80×2.00(m),配有过滤泵CDL2-20;
设备外形尺寸 :L×B×H=4400×2200×2100(㎜),Q=2m 3 /h装机容量:4.5KW。
3.结论
3.1采用JR型系列一体化乳化液废水处理机和1号高效破乳絮凝剂处理乳化液废水是可行的,并且由于处理效果好,设备自动化,运行成本低,确保出水水质达标等,具有极大的推广应用价值。
3.2破乳方法及破乳剂、絮凝剂对不同的乳化液废水是不同的,用户在处理该类废水时应先优选破乳剂及絮凝剂做小样实验,为正确选用处理设备、设施打下基础。