含油乳化液廢水兩級破乳沉淀應(yīng)急處理工藝

　　乳化液被普遍用于機(jī)械加工、金屬壓延等行業(yè)，作為機(jī)器零配件的切削、研磨等過程的冷卻劑、潤滑劑或傳遞壓力的介質(zhì)。乳化液在循環(huán)使用多次后，會發(fā)生不同程度的酸敗變質(zhì)，性能降低，需進(jìn)行更換，形成廢乳化液。乳化液廢水的主要成分為機(jī)械油或礦物油、乳化劑、防腐劑、表面活性劑等，具有高度分散穩(wěn)定性、化學(xué)成分復(fù)雜、污染物濃度高且不易降解、處理難度大等特點(diǎn)。由于表面活性劑的作用，廢水中的機(jī)械油高度分散在水中，使動植物、水生生物更易吸收。因此，乳化液廢水如果處理不當(dāng)，會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

　　現(xiàn)有的乳化液廢水處理技術(shù)包括重力法、化學(xué)破乳法、氣浮法、絮凝法、過濾法、膜分離法、吸附法等。其中，化學(xué)破乳法投資小、工藝設(shè)備簡單、綜合處理成本低。但不同的乳化液廢水需要用不同的破乳劑進(jìn)行處理，一般需要多級破乳，設(shè)備組成復(fù)雜，污泥產(chǎn)量大。絮凝法不僅有破乳作用，而且能夠去除大量有機(jī)、無機(jī)污染物，且所需設(shè)備和操作工藝簡單。陶瓷膜具有化學(xué)穩(wěn)定性好、膜管壽命長、費(fèi)用低、清洗容易等優(yōu)點(diǎn)，但是一次性投資較大，應(yīng)用范圍有限。由于單一處理方法都有其局限性，在實(shí)際應(yīng)用中，通常將幾種方法組合，如：隔油-破乳-氣浮-過濾處理工藝、隔油-破乳-Fenton氧化-混凝工藝、破乳-氣浮-過濾-超濾工藝等。

　　乳化液廢水一旦泄漏到地表水環(huán)境中時，需要進(jìn)行快速應(yīng)急處置，處理后需達(dá)到GB3838―2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，以免對水環(huán)境質(zhì)量和水生態(tài)安全造成影響。但現(xiàn)有處理方法主要針對高濃度乳化液廢水，在受污染地表水的應(yīng)急處置和深度處理方面研究較少，缺乏相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，本文針對受到乳化液廢水污染的地表水，研發(fā)高效的破乳-絮凝-沉淀-過濾-吸附組合工藝，優(yōu)化工藝參數(shù)及組合方式，改善去除效果，為乳化液廢水深度處理提供參考。

　　1、實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1 廢水水質(zhì)

　　本文研究對象為受到某鋁電子公司廢乳化液污染的魚塘廢水，呈乳白色，pH=7.3～7.6。處理后要求達(dá)到GB3838―2002中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求。受污染水水質(zhì)狀況如表1所示。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法

　　為了建立最佳工藝條件，分別研究了破乳方法、絮凝劑投加量、pH、活性炭吸附、工藝組合方式等對處理效果的影響。

　　1)破乳劑選擇。

　　工況一：直接投加100mg/L聚合氯化鋁(PAC)。

　　工況二：先按體積比1∶10投加5%的次氯酸鈉溶液，再加入100mg/LPAC。

　　2)PAC投加量的確定。

　　為了確定PAC最佳投加量，分別設(shè)置了100，150，200mg/L3個梯度，經(jīng)過混凝沉淀后測定上清液濃度。

　　3)pH調(diào)節(jié)。

　　為了研究pH對去除效果的影響，將pH分別控制在7、8、9、10，然后投加100mg/L的PAC，再投加5mg/L的PAM，混凝沉淀后測定上清液濃度。

　　4)活性炭吸附實(shí)驗(yàn)。

　　先投加100mg/LPAC混凝沉淀，再投加1g/L活性炭進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)。

　　5)二級混凝沉淀實(shí)驗(yàn)。

　　先投加100mg/LPAC，混凝沉淀。然后進(jìn)行二級混凝，分別設(shè)置了4種二級混凝階段混凝劑和助凝劑的投加量：

　　工況一：二級混凝投加10mg/LPAC+1mg/LPAM。

　　工況二：二級混凝投加25mg/LPAC+1mg/LPAM。

　　工況三：二級混凝投加50mg/LPAC+2mg/LPAM。

　　工況四：二級混凝投加100mg/LPAC+5mg/LPAM。

　　1.3 采樣和監(jiān)測方法

　　分別取處理前后的魚塘廢水水樣，沉淀、過濾后測定COD和石油類濃度。COD采用重鉻酸鹽法測定，石油類采用紅外分光光度法測定。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 不同破乳方法對處理效果的影響

　　不同破乳方法對污水處理效果的影響如圖1所示?？芍涸谶M(jìn)水ρ(COD)為497mg/L的條件下，直接投加PAC，經(jīng)過絮凝沉淀后，出水ρ(COD)降至88mg/L，去除率為82.3%。當(dāng)采用先加次氯酸鈉再加PAC的方法處理后，出水ρ(COD)為128mg/L，去除率為74.2%。可見，直接投加PAC，作為破乳劑和絮凝劑，處理效果最佳。

　　PAC是一種常見的絮凝劑，同時也是一種破乳劑，對乳化液廢水具有良好的破乳和絮凝沉淀效果。倪偉敏等發(fā)現(xiàn)，聚合硫酸鐵(PFS)對COD的去除效果比PAC好，但PFS產(chǎn)生的沉淀更多，所需沉降時間較長。龍冬清等發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)采用酸化法、鹽析法對破乳效果不佳，凝聚法、復(fù)合法具有較好的破乳效果，其中以PAC+PAM的破乳劑組合處理為最佳。

　　2.2 PAC投加量對處理效果的影響

　　PAC投加量對處理效果的影響如圖2所示?？芍弘S著絮凝劑濃度從100mg/L提高到150，200mg/L時，出水ρ(COD)分別從88mg/L降至81，69mg/L，去除率由82.3%上升至83.7%和86.1%。可見，投加100mg/L的PAC可取得明顯去除效果，繼續(xù)提高PAC濃度作用有限。

　　2.3 pH對處理效果的影響

　　pH對處理效果的影響如圖3所示?？芍寒?dāng)pH=7時，出水ρ(COD)為58mg/L，去除率為87.6%。調(diào)整pH為8和10的條件下，COD略有下降，但變化不大。一般認(rèn)為，PAC混凝處理的適宜pH為6～8，與本研究結(jié)果基本一致。

　　2.4 混凝-活性炭組合工藝處理效果

　　活性炭對處理效果影響如圖4所示。可知：廢水經(jīng)過混凝沉淀處理后，出水ρ(COD)為58mg/L。再經(jīng)過活性炭處理后ρ(COD)可進(jìn)一步降至30mg/L，去除率提高至90%以上。

　　2.5 二級混凝+活性炭組合工藝處理效果

　　加入二級混凝組合工藝對廢水處理效果如圖5所示?？芍涸谝患壔炷恋淼幕A(chǔ)上，第二級混凝時投加10mg/L的PAC和1mg/L的PAM，出水ρ(COD)從58mg/L降至42mg/L。繼續(xù)提高混凝劑和助凝劑投加量，處理效果改善不明顯。再經(jīng)過活性炭處理后，出水ρ(COD)進(jìn)一步降至20mg/L，去除率達(dá)94.7%。

　　3、現(xiàn)場應(yīng)急處置處理效果

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定最終處置工藝為二級破乳/混凝-砂濾-活性炭吸附組合工藝，工藝流程如圖6所示。

　　在污染事件發(fā)生9d后，現(xiàn)場處置設(shè)施建成并投入使用。同時，投放吸油氈，對魚塘表面油污進(jìn)行處理，處理效果如圖7、圖8所示?？梢姡何廴臼录l(fā)生1～8d，雖然未經(jīng)處理，但是魚塘中ρ(COD)濃度仍呈逐步下降趨勢，從497mg/L降至244mg/L。相反，石油類濃度呈升高趨勢，從2.94mg/L上升至39.5mg/L。分析結(jié)果認(rèn)為，在事件發(fā)生1～8d內(nèi)，廢水中大分子有機(jī)物發(fā)生降解作用，其中部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為石油類物質(zhì)。9～16d，魚塘廢水ρ(COD)繼續(xù)下降，從216mg/L降至73mg/L。但經(jīng)過處理10d后ρ(COD)可保持在20mg/L以下，其平均去除率為82.9%。9d后魚塘廢水中石油類濃度也有所下降，經(jīng)過處理后基本未檢出，去除率達(dá)99.6%。

　　4、結(jié)論

　　本文采用兩級復(fù)合破乳沉淀法工藝對受含油乳化液污染的地表水進(jìn)行深度處理，主要結(jié)論如下：

　　1)采用PAC作為破乳劑和絮凝劑去除效果較好，最佳工藝組合方式為兩級破乳(混凝)沉淀+活性炭吸附。

　　2)在實(shí)際應(yīng)急處置中，采用二級破乳/混凝-砂濾-活性炭吸附組合工藝，對受污染水中COD和石油類物質(zhì)的去除率分別為82.9%和99.6%以上，出水滿足GB3838―2002中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　3)該工藝優(yōu)點(diǎn)為：處理效率高、出水水質(zhì)好、反應(yīng)速度快。工藝操作簡便，可快速安裝并投入運(yùn)行。采用常規(guī)的材料和藥劑，處理成本低，對環(huán)境影響小。適用于乳化液廢水深度處理和受乳化液污染水體的現(xiàn)場應(yīng)急處置。(來源：環(huán)境保護(hù)部 華南環(huán)境科學(xué)研究所)