切削液是金属在切、削、磨等加工过程中,用来冷却和润滑的金属加工液。其种类繁多、成分复杂,通常包含基础油、乳化剂(如脂肪酸皂、环烷酸皂等)、防锈剂、油性剂等。切削液废水的特点是有机物浓度高且具有相当强的稳定性, 一些添加剂在油-水界面上能够定向吸附形成坚固的界面膜, 增大了扩散双电层的有效厚度, 从而使油珠高度均匀地分散在水中。因此,破乳除油、减少有机物是处理高浓度切削液废水的关键。目前常用的破乳方法有混凝、酸析、高级氧化、膜技术等。但膜过滤法、高级氧化法处理废切削液废水的设备投资大、成本高、并存在膜污染等问题,具有一定局限性;用酸析处理,虽能破乳,达到油水分层的目的,但要求设备具有一定的抗腐蚀性。采用混凝法处理切削液废水,不仅可以使油水分层,而且能去除大量的有机污染物, 且所需设备和操作工艺也相对简单。此外,对于高浓度切削液废水,单独使用一种方法可能较难达到良好的破乳效果, 因此可以考虑将两种或多种破乳方法相结合, 联合对切削液废水进行破乳预处理。结合COD 去除率、B/C、Zeta 电位等指标, 筛选出了最佳絮凝剂。在通过单独投加絮凝剂无法实现高效破乳的情况下,进行了酸析-混凝(絮凝剂辅以助凝剂)的联合破乳试验研究,并取得了较好的处理效果。
试验方法:1 絮凝剂筛选试验:取原废水500 mL 置于1 000 mL 烧杯中, 分别加入8 种不同的絮凝剂,置于六联搅拌机,混合快搅(300 r/min)3 min,絮凝慢搅(60 r/min)5 min,静沉30 min,取上层清液测定其水质指标。结合COD 去除率、B/C 以及Zeta 电位等水质指标,筛选出最佳絮凝剂。
2 酸析前处理试验:(1)考察加酸调节pH 能否直接破乳。取原废水500 mL 置于1 000 mL 烧杯中,加入浓硫酸调节至不同pH,分别在分液漏斗中静置6 h,待油水分层后,取下层清液测定COD 及Zeta 电位;(2)研究加酸调节pH 与混凝联合处理对切削液破乳的影响。对酸析后(即调节不同pH)水样进行2.1 所述的混凝试验,取上层清液测定COD、Zeta 电位。
3 混凝条件优化试验:(1)考察助凝剂对混凝破乳的影响。取原废水500 mL 置于1 000 mL 烧杯中, 分别加入PAC 与PAM,置于六联搅拌机,混合快搅(300 r/min)3 min,絮凝慢搅(60 r/min)5 min,静沉30 min,取上层清液
测定COD 去除率。(2)取酸析(即pH 调至6 并去除浮油)后废水,选取PAC 的用量、PAM 的用量、混合搅拌速度、混合搅拌时间四因素进行L9(34)正交试验,得出最佳破乳条件。
结论:(1)酸析破乳对稳定性高的乳化液效果更佳,pH 越低,后续破乳剂的用量越小。当pH 为2 时,无需加入任何破乳剂即可破乳; 但综合考虑酸耗以及对设备腐蚀性等问题, 最终确定将pH 调至6 进行切削液废水的破乳预处理。(2)PAC 的电中和能力强, 同时具有混凝与盐析的双重作用,当高分子无机絮凝剂PAC 与高分子有机助凝剂PAM 联合破乳时, 形成的絮体大而密实,处理效果较好。(3)经酸析预破乳除油,后投加PAC 与PAM 联合混凝破乳效果更好, 从试验结果得出最佳破乳条件:pH=6,PAC 质量浓度为6 g/L,PAM 质量浓度为0.1 g/L,快搅(350 r/min)5 min,慢搅(60 r/min)5 min,静沉30 min,COD 去除率可达61.2%。(4)Zeta 电位能反应乳化液的稳定性。Zeta 电位为0 时,系统最不稳定,破乳效果最佳,同时可根据测定Zeta 电位值确定絮凝剂的最佳投加量。