解析乳化液废液的工艺、特性以及来源和危害
1、乳化废液的来源及危害
1. 主要来源
金属及其合金材料在加工成各种机械零件的过程中，需要使用各种润滑剂。无屑成形过程中使用的润滑剂称为金属成形润滑剂，切屑成形过程中使用的润滑剂称为切削润滑剂。金属加工润滑剂分为油基和水基两大类。油基润滑剂是在矿物油、动植物油或二者的混合物中添加各种添加剂而形成的。水基润滑剂包括可溶性油、半合成液和合成液。可溶性油（又称乳化液）是由矿物油（或植物油）、水、乳化剂和添加剂组成的乳化液。其废液处理困难，常常引起许多问题。本文所说的乳化液，其实就是指可溶性油（乳化液、半合成液和合成液）。产生废液的主要行业是机械加工行业，涉及的行业有机电、机械加工、泵业、汽车加工、冶金、锻造、铸造等。
2. 主要有害成分及其危害
金属加工过程中使用的乳化液形成的润滑剂（可溶性油）主要包括油、乳化剂和添加剂。切削液主要是水，但产生的废液中含有废皂液、乳化油/水、碳氢化合物/水混合物、乳化液（膏体）、切削剂、冷却液、润滑剂、拉丝剂等有害物质，并且在使用过程中会因细菌的作用而腐败，因此其毒性和污染性大大增加。不同的润滑剂乳化液情况差别很大，一般都是含有大量有机物和油的废水，COD、BOD值较高，另外废水中还含有金属屑、砂粒等污物，会严重污染水源。因此切削废液贮存、处置不当，会严重威胁市民的身体健康，影响城市的形象和环境。
2.破乳技术简介
大多数情况下人们希望配制好的乳状液保持稳定，但有时也希望乳状液不稳定，能够破乳，达到油水分离的目的。常用的破乳方法可分为物理机械法、物理化学法、电学法三类。
（1）电沉淀法：主要用于W/O型乳液，在电场作用下，作为内相的水滴发生聚集。
（2）超声波法：超声波是形成乳液的常用搅拌方法，但如果其强度不够，可能会造成乳液破乳。
（3）加热法：加热使温度升高，分子热运动增强，有利于液滴的聚集，同时降低外相粘度，从而降低乳液的稳定性，容易破乳。
（4）强制过滤法：是让乳状液通过滤板，利用滤板刺破乳状液滴界面膜，使内相聚结、破乳的方法。此方法可用于处理含油洗涤废水。
（5）静置上浮或沉降分离法：乳状液在静置过程中，由于分散相与连续相的相对密度不同，o/w型乳状液中分散相一般上浮，而w/o型乳状液中分散相液滴则容易沉降。直径10um的油滴在水中的上浮速度约为2cnl/h，因此长时间静置可达到油在水中上浮分离的目的。乳状液中的油滴越大，用静置法越容易分离。
（6）离心分离：离心分离比利用重力分离乳状液内外相的静态方法要快得多。离心法可以分离较大的油滴，但要将细小的油滴全部分离出来，经济性不高。
（7）加压气浮法：将加压气泡吹入装有o/w乳化液的容器中，使分散的油滴吸附在微小气泡上，利用气泡的浮选作用将油滴从乳化液中分离出来。此法在含油废水处理中应用广泛。
（8）降黏法：一般来说，提高乳状液外相黏度，有利于维持乳状液的稳定性，反之，降低乳状液外相黏度，则有利于破乳。
3.常用流程
目前国内常用的乳化液处理工艺有：
（1）物化+生化。此法适用于乳化液浓度较低、水量较大的场所，优点是运行费用低，产水量好；缺点是一次性投资较高，运行管理相对复杂，对操作人员要求较高。
（2）物化+吸附。此法适用于大多数乳化液，其优点是适用性强，操作简单；缺点是吸附饱和后需更换活性炭滤料，导致运行成本增加。
（3）物化+膜过滤装置。此法为国内新工艺，适用于大多数乳化液。优点是出水水质好，管理简单；缺点是一次性投资大，浓水和反洗水处理困难，膜孔易堵塞。
乳液稳定性
乳状液的稳定性与制备过程中的原料特性、操作特性和机械特性有关。原料特性包括原料的种类、原料的软水性质、原料的加入顺序等；操作特性包括原料的加入和混合方法、乳化温度、乳化时间等；机械特性包括乳化装置的类型、装置的搅拌速度、搅拌旋转叶片的形状和直径等。
1. 原料特性
合适配比的乳化剂溶液是形成稳定的预乳液的前提。
单体应逐渐或分批加入搅拌的乳化剂溶液中，如果一次性加入，会造成局部单体液滴浓度过高，不能形成稳定的体系。
各种单体的加入顺序一般是不可逆的，原则是按照其软水性能的强弱顺序加入。
2. 运行特点
预乳化过程中，体系温度一般在10℃以上，温度过低时，形成的预乳液相对比较稳定，但所需乳化时间较长。
单体加入后，应先乳化一段时间（一般为30分钟）后再使用。工业生产中，为了节省能源，应根据预乳液的稳定性适当调整乳化时间，一旦达到要求应立即停止搅拌。
3. 机械性能
预乳化操作一般采用专用乳化机进行，其搅拌、旋转叶片形状、直径满足预乳化要求。当实验室条件不允许时，可用普通搅拌分散机代替，但使用者需要有较强的实践经验。
预乳化时的搅拌速度一开始应缓慢提高，因为界面张力梯度对于预乳液的形成非常重要，也是乳化剂的重要功能之一。如果速度较低，乳化剂形成的膜被拉伸，则液滴更容易形成；而且乳化剂预乳化的最高搅拌速度不宜过高，因为如果单体分散得太细，其表面自由能较高，使体系不稳定，容易产生泡沫，影响聚合反应。
乳化液的保养管理包括两个方面，一是防止外界污染物的混入并及时清除，二是保持水溶性工作液性能的稳定性：如浓度、防锈性能、pH值、抗菌能力等。一般切削液产品虽然都有一定的抗菌能力，但有些成分是细菌和微生物的营养物质，因此抗菌能力不足，切削液的使用寿命就会受到限制。各种杂物往往是切削液腐败的根本原因。例如：烟头、茶水、棉纱等杂物被随意扔进盆里，污染了切削液，成为细菌和微生物生长繁殖的载体和养料。因此，要严格控制外界异物的混入，一旦混入必须立即清理干净。
在不存在任何异物的情况下，污染切削液的物质主要有金属粉末及砂石粉末、浮油及游离水、微生物及繁殖体等。
浮油是指机床传动、液压系统中使用的油，由于机床密封性不好而漏入切削液系统中。浮油的危害在于使切削液系统中某些物质膨胀变形，扰乱乳化液的乳化平衡，使乳化液失去稳定性。而且浮油常常浮在乳化油的表面，阻断了乳化液与空气的接触，造成乳化液缺氧，引起厌氧菌的迅速繁殖，加速乳化液的腐败变质。