切削液处理气浮+电絮凝技术

日期: 2024-06-23 01:15:02|浏览: 102|编号: 75734

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切削液处理气浮+电絮凝技术

切削液对金属部件有润滑、冷却作用,通常含有动植物油脂、表面活性剂等成分。一些添加剂在油水界面形成稳定的界面膜,乳化剂因电性相同而产生静电斥力,使油滴分布在水中形成乳化状态。使用后产生的切削液废水因生产条件不同,成分复杂,直接排放会对水体造成污染。

1、机加工切削液废水概述

切削液是在金属切削等加工过程中,用来润滑金属物体的工业液体,通常由基础油、表面活性剂、防腐剂等多种成分配制而成,具有良好的冷却、防腐性能,可以保护刀具和加工物,达到提高工作效率和预加工精度的目的。

切削液废水主要含有金属颗粒、润滑剂、杀菌剂等成分,废水CODcr浓度达数万毫升,若直接排放将造成环境污染,选择高效的处理工艺至关重要。机械加工中不同的生产工艺对切削液性能的要求也不同,处理切削液需要了解其类型,选择合适的处理工艺。

切削液分为油基和水基两大类,油基切削液具有优良的润滑性能,由于含油量高,使用过程中会产生油雾;水基切削液具有良好的冷却性能,切削液长期循环使用后会变质、发臭。切削液废水成分复杂,因生产工艺不同,混入金属颗粒。机加工切削液废水的特点是成分复杂、化学需氧量高、化学稳定性高。机加工切削液废水对人体健康和自然环境危害很大。切削液废水中含有大量有毒物质,会挥发扩散到空气中造成环境污染。油性物质聚集在水体表面,散发出恶臭气体,影响区域大气环境。为了防止切削液废水对人类环境的危害,选择有效的处理工艺尤为重要。

2、切削液废水处理方法

切削液废水中含有大量金属颗粒等,针对主要污染物选择合适的处理工艺,可以提高废水处理效果。由于切削液废水中含有表面活性剂,用普通方法很难破坏切削液废水的乳化体系,需要进行先进的预处理实验,选择不同的处理工艺进行深度处理。目前,国内外对切削液废水的处理方法有物理法、化学法、生物法和联合处理法。

切削液废水乳化状态稳定性较高,通常通过预处理实验降低界面张力等方法消除油包水状态,常见的破乳方法有盐析、酸析等。

盐析法是向废水中加入无机盐来破坏界面膜,常用的电解质有硫酸铝、氯化镁等,电解液加入乳化废水中,使阳离子排斥,达到油水分离的效果。盐析法优点是操作简单,缺点是药剂用量较大,对超高浓度废水破乳效果不明显。

酸沉淀法是向废水中加入浓硫酸等强酸性物质,使某些物质由胶体状态转变为悬浮状态。酸沉淀法操作简便,但需要在低pH值下破乳,对实验设备要求较高。酸沉淀法适用范围相对较小。

混凝是国内外常用的破乳方法,通常是在水中加入混凝剂,通过压缩双电层、吸附电荷,降低zeta电位,从而去除废水中的可溶解污染物,形成絮凝体,具有处理效率高的特点。国内外常用的混凝剂分为无机混凝剂和微生物混凝剂。

如果切削液处理后不达标,则需要进行深度处理,去除水中的油性物质。常用的深度处理方法有吸附法和气浮法。吸附法是将废水中的微生物等污染物通过某些多孔性物质吸附在固体孔隙中而被去除的方法。处理含油废水的机理是利用亲脂性材料吸附溶解油和其他可溶性有机物。常用的吸附剂有活性炭等。活性炭的吸附性能优良,但吸附容量有限,常用于处理含油浓度较低的废水。气浮法是向水中引入微小气泡,使污染物粘附在雨水和污水中,进行固液分离的过程。气浮法分为散气气浮法、电解气浮法和溶气气浮法。曝气气浮法是常用的散气气浮法,用鼓风机向水中引入大量微小气泡,具有间隔经济的优点。

3.电凝聚技术

目前电凝聚技术被应用于不同的领域,其在水处理中的应用包括印染废水、重金属废水的处理等。随着工业的快速发展,乳化液废水的产量不断增加。本研究采用电凝聚处理油田生化出水,试验研究了水流量、电流强度等对总有机碳、CODcr等的影响,结果表明:水流量为50mL/s,絮凝水曝气时间为30min,CODcr去除率为44%。本研究采用脉冲电凝聚处理三次采油废水,结果表明:在最佳条件下,处理后的废水CODcr可达66.3mg/L,处理效果达到国家污水排放标准。

近年来,重金属废水处理的研究逐年增多。利用电凝聚技术处理电镀废水中的重金属离子,结果表明,随着电流密度的增加,重金属离子的去除率提高,反应时间为45min,重金属离子去除率可达97%以上。利用电凝聚去除重金属废水中的Ni2+、Mn2+的研究表明,较高的pH值有利于金属离子的去除,重金属离子去除率可达96%以上。

4、采用气浮+电凝聚技术处理切削液废水

含油量高的废水是难处理的工业废水。切削液中含有大量的乳化油,由于切削液是杂环有机物,处理起来比较困难。奎克化学公司位于美国宾夕法尼亚州,为汽车制造业和采矿业生产和销售化工产品,生产过程中产生的废水是难以降解的物质,公司产品售出后面临污水处理的问题。公司的污水系统达不到排放要求,2015年完成了污水处理改造,解决了公司的污水排放问题。污水处理系统包括预处理和生化处理,预处理系统的作用是破乳,断链杂环COD。

进水水质COD为12000~/L,含油量/L,出水氨氮≥400mg/L。系统采用EDUR气浮,利用微小气泡作为载体粘附废水中的悬浮污染物,使污染物上浮至水面,用刮削设备将泡沫从水面刮落。通过投加PAC促进气浮效果。气浮效果是投加表面活性剂,保持泡沫的稳定性。表面活性剂的非极性端吸附在油粒上,变形端在水中电离,产生双电层现象,阻碍了油粒的吞并。投加气浮机使颗粒的表面性质发生改变。高浓度有机废水需采取适当的预处理措施,分解对生物有抑制作用的污染物。 电絮凝过程可使环状分子开环,提高废水的可生化性。应用对象包括染料废水、制药废水、电镀废水等。

电絮凝反应的原理是利用铁等金属作为阳极,通过直流电腐蚀阳极,产生Fe离子,经聚合和部分氧化,发展为多核羟基络合物,使废水中的胶体杂质沉淀分离,而带有污染物的颗粒则在电场中迁移。电絮凝工艺产生的污泥量比其他处理工艺少40%,降低了污泥处理成本。采用电解絮凝法处理废水,由于阳极氧化作用,水中的污染物被去除。电絮凝的机理有电解混凝、电解浮选和氧化还原。可溶性阳极产生的阳离子水解生成氢氧化物,可絮凝水中受污染的悬浮物。 水电解时会产生少量的O2微气泡,这些微气泡密度小,吸附能力强,能吸附乳化油并浮至水面。水电解过程中,阳极产生具有氧化能力的新生态,阳极产生具有还原能力的新生态。

气浮+电絮凝工艺在乳化液废水处理中起着重要作用,通过刮除去除大部分油,并打断大分子有机物的分子链,好氧池处理效率>90%。

5 结论

气浮+电絮凝工艺在高COD废水的预处理中起着重要作用,在难处理废水的处理中起到示范作用,为企业的可持续发展奠定基础。实验研究了气浮+电絮凝对切削液废水降解的效果,采用自制方法得到负载型催化剂,研究其降解机理及效果。采用盐酸法和电絮凝法进行高浓度切削液废水预处理的破乳实验,研究了电絮凝法处理切削液废水的影响因素。通过正交实验确定了电絮凝法处理切削液废水的影响因素,考察了不同体系对废水的处理效果,切削液废水色度去除率可达70%。 通过研究不同体系对切削液废水的处理效果发现,初始pH值为8,匀速投加H2O3,催化剂投加量为1.6g/L,切削液废水CODcr去除率可达65%。(来源:上海国瀚环保科技有限公司)

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