廢乳液廢水預處理工藝探究

劉 慧

（山東藍城分析測試有限公司，山東 濟南 250100）

廢乳化液廢水主要來自于機械加工切削液、石油煉化行業廢乳液[1]。在機械加工切削過程中，常采用乳化液作為潤滑劑及清洗劑，使用過后的乳化液中含有大量的皂類、乳化類物質，加上長期與環境接觸，乳化液中滋生大量的細菌、微生物，從而造成乳化液無法回收利用[2]。廢乳化液由于濃度高，廢水波動非常大[3]，如果直接排入自然環境中會對周圍環境造成極大的污染，所以有效的對廢乳化液廢水進行預處理是廢乳化液廢水處理的關鍵步驟之一。

目前國內外主要采用催化氧化、單一物化反應、物化與生化相結合工藝對廢乳化液廢水進行處理，但是這些工藝基本都存在投資成本高[4]、運行費用高、運行效果不佳等特點[5]。本文針對這一情況，在現有預處理工藝基礎上對廢乳化液廢水預處理進行進一步的探究，從而為廢乳化液廢水處理奠定基礎。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器及試劑

電化學催化氧化裝置、芬頓氧化裝置、混凝沉淀裝置、COD 恒溫加熱器、紅外分光光度計、玻璃儀器等。

濃硫酸、硫酸-硫酸銀溶液(Ag2SO4-H2SO4溶液)、重鉻酸鉀溶液、硫酸亞鐵銨標準液、試亞鐵靈指示劑、硫酸汞、四氯化碳、硫酸亞鐵、雙氧水、氫氧化鈉、PAM 等。

1.2 檢測方法

pH 檢查采用玻璃電極法；COD 檢查采用重鉻酸鉀氧化法；油類物質檢查采用分光光度法。

1.3 實驗研究思路

實驗主要采用真實廢水模擬的方式對廢水進行預處理模擬實驗，主體實現方式為：強制電化學反應、電化學+混凝沉淀、電化學+芬頓+混凝沉淀實驗。通過各種工藝的對比，探索出最佳的預處理工藝路線，并通過各種工藝的對比，探索出最佳的運行條件。

1.4 廢水特點分析

該實驗廢水取自于某機械加工廠切削液廢水，廢水顏色為乳白色，廢水pH 呈中性，COD 68 000 mg/L，油類物質為12 000 mg/L。

1.5 廢水預處理實驗步驟

（1）取5 L 廢水進入強制電化學反應裝置中，通過改變電化學反應裝置的反應時間、極板間距等條件，觀察廢水COD 與油類物質的變化，通過這些條件的變化，探索出最佳電化學反應的反應條件。

（2）在最佳電化學反應條件下，將電化學反應后的廢水進行絮凝沉淀反應，觀察不同PAC 的添加量與廢水COD、油類物質去除率之間的關系。

（4）在最佳電化學反應條件，最佳芬頓反應條件及最佳混凝沉淀等條件下，改變雙氧水的添加量，探究此時最佳的廢水預處理效果。

2 實驗結果與討論

2.1 強制電化學反應對廢乳化液廢水預處理的影響

通過改變強制電化學反應的極板間距、反應時間，觀察廢水COD 及廢水油類物質的含量，其中極板間距控制在1、2、3、4、5、6、7、8 cm，此時反應時間控制在30 min；反應時間為5、10、15、20、25、30、35、40 min，此時極板間距控制在1 cm，具體結果如圖1、圖2所示。

圖1 極板間距對廢乳化液預處理效果的影響

圖2 反應時間對廢乳化液預處理效果的影響

由圖1可以看出，隨著極板間距的增加，廢水COD 逐步增加，且油類物質減少量逐步減少。由圖2可以看出，隨著反應時間的增加，廢水COD 及油類物質逐步降低，當反應時間達到25 min 時，此時廢水COD 及油類物質含量達到最低。

隨著極板間距的增加，強制性電化學反應中產生的羥基自由基能力及數量逐步降低，且羥基自由基的活性逐步降低，導致廢水中有機物無法被羥基自由基破壞。隨著反應時間的增加，廢水中有機物被羥基自由基轉化為小分子物質，當反應時間超過25 min 時，此時羥基自由基已經無法對小分子物質進行破壞，導致廢水COD 及油類物質含量不再變化。

2.2 電化學反應+混凝沉淀對廢乳化液廢水預處理的影響

控制強制性電化學反應時間為25 min，極板間距為1 cm，極板材質采用石墨材質，改變PAC 的濃度，觀察廢水COD 及油類物質含量的變化曲線。其中PAM 的添加量為100、200、300、400、500、600 mg/L，具體結果如圖3所示。

圖3 PAM 添加量對廢乳化液預處理效果的影響

由圖3可以看出，隨著PAM 添加量的增加，廢水COD 與油類物質含量逐步減少，且將圖3與圖1、圖2進行對比發現，在最佳電化學反應狀態下，增加混凝沉淀的去除效果要優于未進行混凝沉淀的強制性電化學反應。

通過圖3可以發現，電化學反應過程中會將廢水中的部分有機物轉化成小分子的絮體物質，該部分物質如果不去除仍然會造成廢水油類物質及部分COD 的增加。通過添加PAM，將小絮體轉化為大絮體絮凝沉淀下來，從而實現廢水COD 和油類物質含量降低的目的。通過該實驗的研究可以確定，采用強制性電化學反應+混凝沉淀工藝是合理的。

2.3 電化學反應+芬頓+混凝沉淀對廢乳化液廢水預處理的影響

控制強制性電化學反應時間為25 min，極板間距為1 cm，極板材質采用石墨材質，PAC 的添加量為500 mg/L，硫酸亞鐵的添加量為1%（質量比），反應pH 為3.0～3.5，反應時間為2 h，改變雙氧水的添加量，觀察雙氧水量的變化與廢水COD 和油類物質含量之間的關系，具體結果如圖4所示。

由圖4可以看出，隨著雙氧水量的增多，廢水COD 及油類物質含量逐漸減少，但是隨著雙氧水量的增多，廢水COD 及油類物質的降解幅度大大降低。通過與圖1、圖2、圖3之間的對比可以看出，采用強制性電化學反應+芬頓+混凝沉淀工藝的處理效果要優于強制性電化學反應工藝及強制性電化學反應+混凝沉淀工藝。采用該工藝處理后廢水水質能夠達到乳化液廢水預處理的目的。

圖4 雙氧水添加量對廢乳化液預處理效果的影響

通過圖4可以看出，隨著雙氧水量的增加，芬頓反應過程中產生的羥基自由基增多，對廢水中的有機物進行強制性氧化作用，將廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水，且芬頓反應過程中也具有破乳的作用，將廢水中大量的油類物質進行破乳，從而促進油類物質的降解。

3 結 論

（1）采用強制性電化學反應能夠有效地去除乳化液廢水中的油類物質及COD，最佳反應條件為：極板間距1 cm，反應時間為25 min。

（2）采用強制性電化學反應+混凝沉淀工藝處理效果優于單純強制性電化學反應工藝，該工藝最佳PAC 的添加量為500 μg/g。

（3）采用強制性電化學反應+芬頓+混凝沉淀工藝對廢乳化液廢水預處理效果最好，此時芬頓雙氧水添加量在1 200 mg/L 時效果最佳。

（4）強制性電化學反應+芬頓+混凝沉淀工藝適用于對乳化液廢水的預處理，應進行工程應用推廣。

沈陽工業大學科研成果介紹 反電暈強化低溫等離子體催化降解 VOCs 技術

適用范圍：石油化工等行業 VOCs，惡臭、餐飲油煙及室內空氣污染。

參照標準：飲食業油煙排放標準（試行）（GB18483-2001）。

技術優勢：

通過在蜂窩狀催化劑上實現反電暈放電，并在中間輔以網電極限制電流的發展，強化催化劑表面和蜂窩孔道內低溫等離子體的發生和均勻分布，低溫等離子體中的高能活性粒子一方面與吸附在催化劑表面的 VOCs 發生反應，另一方面通過進一步結合形成長壽命的活性物質來誘發發生在催化劑表面的催化反應過程，來實現 VOCs 的降解與去除；流程短、易控制、適用范圍廣；處理效率高、能耗低、副產物少。

專利情況：

廚房油煙深度凈化處理的方法（ ZL201310344976.6 ）餐飲油煙一體化處理系統（ZL201320726903.9）。

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