在建材、機(jī)械等行業(yè)設(shè)備加工過程中,使用水包油型(O/W)的乳化液作潤滑劑、冷卻液、積壓抗磨劑、防銹劑,以便減小摩擦力、降低熱效應(yīng)、延長刀具壽命、提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于該類乳化廢水中含有大量不飽和油脂、皂類、乳化劑和添加劑等有機(jī)物,在長期使用中被空氣氧化,以及切削過程中摩擦受熱和金屬的催化作用,使乳化液中的油脂氧化,而且乳化液中缺少陽光,細(xì)菌大量繁殖形成缺氧環(huán)境,致使逐漸腐敗變質(zhì)失去作用,并產(chǎn)生難聞的臭味,因此乳化液必須定期更換,故在這些行業(yè)中會(huì)排放出大量的廢水。這類廢水的主要成分為機(jī)械油或礦物油、皂類、乳化劑、消泡劑、潤滑防腐劑、可溶性有機(jī)物、金屬切削和固體懸浮物,也含有一定濃度的表面活性劑、穩(wěn)定劑、乳化油。切削乳化廢水非常穩(wěn)定,不易破壞,采用常規(guī)方法難以達(dá)到理想的效果,而且處理費(fèi)用高,如果直接排入環(huán)境,會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。本文采用硅酸鋁鐵絮凝劑(PAFSi),對(duì)西安某建材機(jī)械加工企業(yè)切割車間產(chǎn)生的切削乳化廢水進(jìn)行破乳絮凝處理,取得了良好的效果。

　　實(shí)驗(yàn)試劑及儀器

　　試劑:濃H2SO4,Fe2(SO4)3,Al2(SO4)3·18H2O,Na2SiO3·9H2O,均為分析純儀器:SWC-Ⅱ型數(shù)字貝克曼溫度計(jì),南京桑力電子設(shè)備廠;pHS-29A型數(shù)字酸度計(jì),杭州東星儀器廠;76-1型玻璃恒溫水浴鍋,山東鄄城華魯電熱儀器有限公司;ESJ60-4型電子天平,沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司;1000W萬用電爐,哈爾濱永豐電器廠。

　　絮凝劑的制備

　　按n(Si)∶n(Al)∶n(Fe)摩爾比為3∶2∶1制備該絮凝劑,制備過程:①制備聚硅酸PSi:取一定量的水玻璃,溶解于蒸餾水中,在攪拌下,用30%H2SO4調(diào)節(jié)pH為3在室溫下反應(yīng)2h,使硅酸有一定的聚合度,待用;②定量移取Al2(SO4)3溶液(0.5mol/L),調(diào)節(jié)pH為3,溫度60℃下,快速攪拌的同時(shí)用酸式滴定管將適量的Fe2(SO4)3溶液(0.5mol/L)滴入Al2(SO4)3溶液中,反應(yīng)一定的時(shí)間;③將一定量熟化后的PSi引入鋁鐵鹽混合溶液,后在慢速攪拌溫度70℃下反應(yīng)2h,取出熟化24h后,即得液體硅酸鋁鐵絮凝劑(PAFSi)。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　實(shí)驗(yàn)水樣

　　機(jī)械切削乳化廢水COD為9×104~1×105mg/L范圍,屬于高濃度有機(jī)廢水,pH在12以上,顯強(qiáng)堿性。含有油酸類、防銹劑、極壓劑、太古油、礦物油、機(jī)械油、多種表面活性劑及添加劑等物質(zhì),其中的兩種廢水成分更特殊。穩(wěn)定性都相當(dāng)高,外觀有暗灰色,粘稠,氣味惡臭刺鼻。

　　實(shí)驗(yàn)方法

　　試驗(yàn)采用單因素法,對(duì)該種乳化廢水進(jìn)行處理試驗(yàn),優(yōu)化工藝操作參數(shù)。具體操作步驟:取100ml機(jī)械切削乳化廢水于200ml燒杯中,用1∶1HNO3調(diào)整pH,在不同溫度下,加入不同量的自制液體硅酸鋁鐵絮凝劑(PAFSi),攪拌使其破乳絮凝,后靜置分層,取清液,測其COD,COD測定方法采用國標(biāo)K2Cr2O7回流法(CODCr)進(jìn)行測定,以下均記為COD。對(duì)穩(wěn)定性強(qiáng)、COD值很高、含有油劑表面活性劑的切削乳化廢水,若使用一般單一的無機(jī)或有機(jī)絮凝劑處理,很難將其破乳絮凝分離處理,而且存在處理效率慢、藥劑用量大、工藝繁瑣、出水水質(zhì)仍然相當(dāng)差等問題。PAFSi絮凝劑具有優(yōu)良的破乳、絮凝效果。究其原因是該絮凝劑具有較高的電荷和較大的分子量,容易發(fā)揮電中和及吸附架橋作用;其中的Al3+、Fe3+等高價(jià)離子低分子電解質(zhì)有高度的水解-聚合,接近沉淀態(tài)而不沉淀的多羥基聚合物;氧橋、羥橋形成的分子鏈更長、更穩(wěn)定,長鏈能同時(shí)包裹、吸附許多膠體粒子,在架橋絮凝的同時(shí)發(fā)生了卷掃網(wǎng)捕作用。采用PAFSi絮凝劑處理切削乳化廢水,在100ml切削乳化廢水中投加絮凝劑量為10.0ml~12.0ml,pH控制在5.8~6.5之間,溫度50~55℃,攪拌方式先快后慢,即先2min內(nèi)100r/min,后期15min內(nèi)600r/min~70r/min,COD去除率達(dá)98.5%。且處理后的水質(zhì)清,絮體大,沉降速度快等,效果好。