乳化废水处理技术综述

乳液废水处理技术概述

乳液广泛应用于机械加工、汽车发动机加工、轧制锝和钢板冷却润滑。乳液在回收过程中受到金属粉尘和周围环境介质的影响，由于老化和变质，必须定期更换。替代乳化废水的化学性质极其稳定，给处理带来很大困难。笔者总结了乳化液废水的处理技术，以期为乳化液废水的处理提供一些参考。乳液废水处理技术概述

乳液废水处理技术概述

1.1乳液的形成向:乳液中加入大量表面活性剂，降低提高了体系的表面自由能，表面活性剂分子定向吸附在油水界面上，形成界面膜，防止油滴相互碰撞变大，使油滴在水中长时间稳定存在。因此，乳化废水处理时必须破坏其稳定性，必须消除或削弱表面活性剂稳定乳化液的能力，实现油水分离。

1.2乳化废水:乳化废水作为一种难处理的工业废水，具有极高的化学稳定性和污染负荷。相关数据显示，乳液废水中油的质量浓度高达15，000-20，000毫克/升，化学需氧量高达18，000-35，000毫克/升，生化需氧量高达5，000-10，000毫克/升。为了提高乳液的性能，需要大量添加剂，如油性添加剂、极压添加剂、防锈添加剂、防霉添加剂、抗泡沫添加剂等。这使得乳液的组成极其复杂，并且使得加工更加困难。

2乳化液废水处理技术

目前，乳化液废水主要采用化学混凝、共混凝气浮、电凝、氧化、超滤和生化组合工艺处理。共凝聚气浮和电凝工艺是基于化学凝聚的发展。氧化法和超滤法在水处理中分别采用氧化技术和膜技术。基于上述方法，生化组合工艺与生化处理发展相结合。分别介绍了它们在乳化废水处理中的应用现状。

2.1化学混凝:化学混凝是处理乳化废水的传统方法。乳化废水中加入化学混凝剂。一方面发生水解反应生成胶体吸附油珠，另一方面发生聚合反应形成不同程度的高分子聚合物。油滴通过吸附絮凝和架架桥作用被去除，实现破乳和油水分离。在化学混凝处理乳化废水的早期研究中，常用被应用于硫酸铁和硫酸铝等无机混凝剂。然而，由于传统无机混凝剂的效果不理想，近年来许多无机聚合物混凝剂得到了应用和研究。吴克明等人用硅酸钠和硫酸制备聚硅酸硫酸铝复合混凝剂处理浊度为10，910 NTU、油量为3，446毫克/升、化学需氧量为21，006毫克/升的高浓度乳化废水，相应的去除率分别为99.9%、99.7%和99.5%。张彭剑等人采用复合聚合铝铁混凝剂处理乳化废水，不仅破乳效果好，CODCr和油的平均去除率分别达到90%和99%以上，而且混凝后的出水具有较高的生化性能。林永正等以酸洗废液为原料制备的聚合氯化铝(PAC)应用于二次冷轧乳化废液的处理，化学需氧量去除率可达95%以上，从而达到废物处理的目的。

此外，有机混凝剂在乳化废水处理中有一定的应用。李姚政等人选用有机破乳剂SYS和聚合氯化铝联合破乳钢铁公司含油浓度为6200毫克/升、化学需氧量为34000毫克/升的冷轧乳化废水。二次破乳后，除油率和化学需氧量的去除率分别达到99.58%和97.79%，取得了非常理想的效果。作为嘴的基本污水指标，酸碱度势必成为一个热点

2.2共凝聚气浮:共凝聚气浮是一种以化学凝聚为基础，结合气浮工艺的方法。由于化学混凝后产生的大直径油滴和絮状物质会与气浮机产生的微气泡碰撞粘附，与空气形成大直径絮体，去除效果比混凝沉淀法更显著，对酸碱度、水温和污染物负荷的适应性更强，用量更少，反应时间更短。目前，国外对凝聚气浮处理乳化液废水的研究较为详细。祖布里斯等人用凝聚气浮法处理含正辛烷的模拟乳化废水。结果表明，该方法的主要影响因素包括絮凝剂用量、初始酸碱度、化学添加剂(如破乳剂)浓度、浮选捕收剂浓度和循环比。在z佳实验条件下，对初始油质量浓度为500毫克/升的模拟乳化废水进行处理，分离出95%的乳化油。K. Bensadok等人发现，在常规破乳法对化学需氧量去除率较低的情况下，与原工艺相比，溶气浮选工艺联合使用后出水化学需氧量和浊度分别降低了29%和71%。

国内在凝聚气浮处理乳化废水的研究中也取得了良好的效果。曹福等人用聚合氯化铝铁(PAFC)通过凝聚和气浮处理乳化废水。当PAFC浓度为1克/升时，浊度去除率达到98%以上。徐志等人采用共凝聚气浮破乳吸附法处理乳化废水。在添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的基础上，将具有一定吸附能力的污水处理厂剩余污泥添加到乳化废水中。结果表明，当污泥用量为15 g/L时，对化学需氧量有较好的处理效果。废水化学需氧量可由处理前的5000 ~ 20800毫克/升降至处理后的75毫克/升，处理效果达到 污水综合排放一级标准。

2.3电凝法:电凝法使用可溶性金属作为电极，金属失去电子，在电场的作用下被氧化生成氢氧化物胶体，氢氧化物胶体通过电解过程中发生的吸附、凝聚和氧化还原反应去除油渍。由于该方法可以大大降低混凝剂的用量，处理效果好，应用前景广阔。通常，电凝法的机理因电极材料的不同而不同。当金属用作阳极，惰性材料用作阴极时，电解过程中会产生金属胶体。电极反应的作用表现在还原脱色、电化学作用、混凝、吸附等方面。研究材料主要是铁屑和焦炭。陈依兰等人采用旋转电凝破乳技术处理金属加工乳液，除油率和化学需氧量分别达到59.9%和28.5%以上，原水生物活性炭从0.21提高到0.32。当金属作为阴极和阳极电极时，通常会加入氯化钠，在电极反应中会产生金属胶体、强氧化剂氯气和次氯酸盐，它们可以起到凝聚、吸附、气浮、氧化和还原等作用。P. Ca izares等人以铝为电极，在电极板间距为9 mm、电流密度为1.01×10-2 A/cm2的条件下，用电凝法处理乳液，并与三氯化铝或Al2(SO4)3化学凝固法进行比较。实验结果表明，两种方法的效果与剂量无关，而是与水中铝离子的浓度和酸碱度有关。在嘴pH 5~9时，化学需氧量的去除率较高。吴克明和其他人使用铝板作为电极。为了防止钝化，乳化废水通过周期性反电极和添加氯化钠进行处理。反应产生的氯和次氯酸盐用于氧化乳化废水中的有机物。电解过程产生的铝络合物离子和氢氧化铝用于去除有机物和悬浮物。结果表明，浊度、油和化学需氧量的去除率很高，分别达到99.1%、98.6%和99.3%。

一些研究人员讨论了电凝法的设计参数。对于外部电源电源模式，有研究表明交流电的混凝效果优于DC，频率高于其他电源模式

2.4氧化法:氧化法处理乳化废水是基于羟基的强氧化。芬顿氧化是这方面的主要研究方法。阿、中、西、特谢拉等人使用芬顿法和光辅助芬顿法处理含有不同浓度聚二甲基硅氧烷(一种氨基硅氧烷聚合物)的乳化废水。通过处理分析的化学需氧量、硝酸盐、铁和亚铁离子，表明氧化过程中去除了聚二甲基硅氧烷，这主要是由于乳液中表面活性剂的降解，使聚二甲基硅氧烷进一步聚集和羟基的作用。托尼(M. A.Tony)等人的研究结果也表明，光辅助芬顿工艺对乳化含油废水具有良好的处理效果，不仅能有效去除化学需氧量和油脂，而且能显著改善乳化废水水质。为了减少芬顿氧化中亚铁的用量，唐·文薇等人用H2O2代替湿式过氧化氢氧化过程中的部分或全部空气来处理乳化废水。亚铁的用量从010显著增加到10005。当进水化学需氧量为50 540毫克/升时，在150℃时，去除率达到82.4%。李程春结合微电解和芬顿工艺处理乳化废水，在z适宜的运行条件下，COD去除率可达97.16%。

2.5超滤:乳化废水超滤处理主要利用油水分子大小的显著差异，通过错流过滤来过滤油水，水分子小于孔隙，可透过超滤膜，油分子大于孔隙，不能透过超滤膜，从而实现油水分离。在乳化废水处理中，超滤前期采用有机膜。然而，以陶瓷膜为代表的无机膜因其成本高、耐低温、机械强度低、易水解等优点迅速占领市场。超滤系统在处理乳化液废水时，比氧化法具有更好的稳定性、对乳化液变化的适应性、运行管理和处理成本，因此在乳化液废水处理领域得到了广泛应用。为了解决超滤膜通量快速下降和膜污染容易的问题，赵薇等研究人员研究了运行参数对超滤系统的影响。通过控制操作温度为(60±5)℃，酸碱度为9~11，每个操作周期进行碱洗，每3个操作周期进行酸洗，取得了理想的效果。P. Janknecht等人比较了14种不同孔径超滤膜和微滤膜对工业切割乳化废水的处理效果。醉后，通过实验确定了适合处理切割乳化液废水的滤膜。

目前，超滤的研究主要集中在联合工艺的使用上。李树将超声波技术应用于超滤处理乳化废水，不仅大大提高了污染物的去除率，而且增加了膜通量，减少了膜污染。张益世等人利用超滤和氧化技术处理汽车零部件厂乳化液废水。超滤过程中未渗透的油可以重复使用，渗透液经臭氧氧化处理后可以作为回用水使用。

2.6生化组合工艺:的破乳操作可破坏乳状液中表面活性剂的稳定作用，实现油水分离，但处理后乳状液的化学需氧量仍保持在较高水平，需要进一步处理以满足排放标准或回用。由于去除了油类物质，破乳后的乳化废水具有一定的生物降解性，使得生化处理成为可能。用氯化钙和明矾破乳、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混凝处理出水，经水解-好氧-活性炭吸附，出水化学需氧量可达50~70毫克/升，悬浮物75毫克/升，石油类5.4毫克/升，色度可达5倍。林明等人采用破乳膜过滤芬顿氧化生化工艺处理高浓度乳化油废水。化学需氧量从3×104~2×106毫克/升降至50毫克/升以下，处理效果良好。朱静等人采用混凝气浮-SBR-过滤工艺处理乳化废水。化学需氧量、生化需氧量和油类从22 400、2 680和1 420毫克/升下降到137、25和0.8毫克/升，去除率分别为99.38%、99.06%和99.94%。

3 outlook

(1)化学混凝、凝聚气浮、电凝、氧化和超滤均可作为处理含油乳化废水的有效破乳工艺。共凝聚气浮和电凝比传统混凝工艺具有更好的处理效果，应成为氧化和超滤等乳化处理的重点研究对象。(2)目前，电凝法在实际工程中被广泛应用，因为这种方法可以大大减少化学混凝剂的用量，所以这种方法的研究重点应该放在电极操作参数条件的进一步优化上。(3)氧化法油水分离效果不如混凝法或超滤法，破乳后应作为物化处理方法，以进一步提高降低化学需氧量，提高生物降解能力。由于超滤膜的孔径直接影响分子的渗透性，因此在处理不同种类的乳液时，研究重点应放在超滤膜孔径的选择上。(4)乳化废水处理可考虑两种或两种以上工艺有机结合，相互促进。例如，超声波技术在超滤处理乳化废水中的应用，不仅可以提高污染物的去除率，还可以提高膜通量，减少膜污染。用氧化法处理超滤出水可进一步提高出水水质水质；如果采用生化工艺作为后处理，将具有较高的经济性。因此，组合工艺，特别是以生化工艺为后处理的组合工艺，将成为乳化废水处理研究的热点。