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以哈尔滨某汽车发动机制造有限公司排放的乳化废水为处理对象,针对原处理工艺存在的破乳效果差、破乳效率低等问题,自行研制了破乳剂A,提出了微波辅助化学破乳法,具有实际工程意义。
本文首先采用传统化学法进行了破乳研究。结果表明,盐析法和酸化法的处理效果较差,静置时间较长;凝聚法的处理效果较好,但需要大量药剂。辅以水浴加热,盐析法处理效果提高不大。而酸化法的COD去除率可达71.4%,;但处理时间较长,耗能较大。采用微波辐射直接破乳,体积浓度1%的铸铁模拟乳化废水的COD去除率低于20%,处理效果不理想。
以150mL体积浓度为1%的铸铁和铸铝模拟乳化废水为研究对象,进行了微波辅助化学破乳工艺的研究。结果分别为:采用破乳剂A,调整废水pH值为2~3,在微波功率600W下辐射处理1min后,室温下静置1h,COD去除率达70%以上;在破乳剂A适量,废水pH值为3.0左右,微波功率为600W,辐射时间为30s,室温下静置2h的工艺条件下,COD去除率约为80%,说明该废水更易在微波辐照下实现破乳。对于这两种废水,本处理工艺均具有良好的抗冲击性;还可将出水和进水进行热交换,有效利用能量。对微波法与水浴加热法的处理效果均进行了对比,表明微波法更具有优越性,处理时间可缩短到十分之一左右。进一步优化了微波破乳工艺处理实际废水的各参数,获得的最佳处理条件为:破乳剂A适量,微波功率400W,辐射时间1.5min,室温下静置时间1h,pH值2~3。在此工艺条件下,废水的COD去除率可达50%以上,比原破乳工艺提高了40%。
以水样粘度、油珠粒径分布、zeta电位为参数,对微波辅助化学破乳机制进行了初步探讨。结果表明,微波破乳后,水样粘度显著降低,油珠粒径加大且分布不均匀,zeta电位显著降低;温度和pH值是关键因素。对水样温升行为的研究表明,破乳剂A对水浴加热的温升变化没有明显影响;微波辐射条件下,加入破乳剂使温升速率更快,说明破乳剂A对微波能的吸收有促进作用。对比了不同处理工艺的破乳效果,表明破乳剂和加热条件缺一不可;微波的非致热效应可能也起了一定作用;在特制破乳剂存在的一定条件下,微波与破乳剂发生协同作用,明显提高对废水的破乳效果。