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乳化液廢水對(duì)環(huán)境五大危害
鋁材軋制乳化液廢水中油含量為5000~50000mg/L,乳化液廢水對(duì)環(huán)境的危害亦主要體現(xiàn)在油類對(duì)環(huán)境的破壞,油類對(duì)環(huán)境的破壞主要表現(xiàn)在油類對(duì)土壤、水體等自然環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重影響:
?、偃榛簭U水的浮油流入水體容易擴(kuò)散形成油膜,數(shù)據(jù)顯示,4.5cm3的浮油流入水體在其表面形成的油膜厚度為2.8×10-4mm,覆蓋水體表面的面積為2.0×104m2,水體表面油膜的形成斷絕了水體中水的來(lái)源,導(dǎo)致水體缺氧;
?、谌榛簭U水中的乳化油及溶解油流入水體被水體中的好氧微生物作用,乳化油及溶解油在被好氧微生物的分解過(guò)程中消耗水體溶氧產(chǎn)生CO2和H2O,導(dǎo)致水體溶氧不足、CO2濃度,進(jìn)而導(dǎo)致水體的pH值降低于正常的范圍之下,嚴(yán)重影響水體中魚類等水生物的存活;
?、哿魅胪寥赖娜榛簭U水中的油類被土層吸附、過(guò)濾,于土壤顆粒上產(chǎn)生油膜,油膜對(duì)空氣向土壤透入的隔絕致使土壤中微生物的繁殖,導(dǎo)致土層團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的破壞,終影響農(nóng)作物在土壤中的生長(zhǎng);
?、苋榛簭U水排入城市排水管道對(duì)排水設(shè)備和城市污水處理廠造成影響,通常流入到生物處理構(gòu)筑物的混合污水含油濃度不能大于30~50mg/L,不然將影響到活性污泥和生物膜的正常代謝過(guò)程;
?、萑榛簭U水中的油類和它的分解產(chǎn)物中存在著多種有毒物質(zhì)(如b并芘、b并蒽及其它多環(huán)芳烴),這些物質(zhì)在水體或土壤中被生物吸收并富集引起畸變通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體中,使腸、胃等組織發(fā)生病變,危害人體健康。
乳化液廢水的幾種處理方法
1.超濾法 (Ultrafiltration)
國(guó)外早在20世紀(jì)60年代末就開(kāi)始將超濾裝置用于工業(yè)系統(tǒng),我國(guó)從70年代k始著手這方面的研究工作,但無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,將超濾裝置應(yīng)用于廢水處理工程的并不普遍,這與超濾裝置相對(duì)昂貴的價(jià)格,技術(shù)的復(fù)雜性有一定關(guān)系。隨著超濾膜技術(shù)的不斷發(fā)展,其低壓、常溫、單一相態(tài)、控制系統(tǒng)集中、管理方便的優(yōu)越性日益受到用戶的公認(rèn)。2、超濾處理機(jī)加工乳化液廢水采用超濾工藝來(lái)處理機(jī)加工乳化液廢水,z好使用管狀的超濾膜,有利于產(chǎn)生徑向和軸向的紊流從而提高混凝效果。
1.1超濾法原理
超濾法的原理是利用孔隙較大的半透膜,采用交叉流動(dòng)的方式,在一定的壓差和紊流流動(dòng)的情況下,廢水中大部分極性分子能通過(guò)半透膜,而所有非極性分子(如膠體微粒)和分子量較大的物質(zhì)則不能通過(guò)半透膜而被截留,從而使廢水得到凈化。交叉流過(guò)濾是一個(gè)連續(xù)過(guò)濾的過(guò)程,輸入液流與膜平行,而有一部分液體則垂直滲透過(guò)膜,膜兩邊的壓力差是滲透壓。液體交叉流動(dòng)造成湍流,能沖洗膜表面的微粒,降低膜表面的污染程度。超濾主要是分離分子級(jí)的微粒,直徑大小為0.01~10mm,分子量一般大于500,這種液體的滲透壓很小,因而采用的操作壓力較小,一般在0.1~0.5Mpa即可。金屬切削乳化液是用切削乳化油和自來(lái)水調(diào)配而成,而切削乳化油的主要成份是低粘的機(jī)械油,乳化劑和防銹劑,有的還需添加穩(wěn)定劑、助溶劑等。例如上文提到的利用超濾法處理半穩(wěn)定性水包油型乳化液廢水,超濾膜可以截留的分子量為15000~20000,操作壓力為0.35Mpa,凈化水透過(guò)率為~340L/m2˙h,乳化液的透過(guò)率為46L/m2˙h。
1.2超濾膜材質(zhì)
由于超濾是在超濾膜兩側(cè)進(jìn)行的,因此超濾膜的材質(zhì)將直接影響超濾的效果。超濾膜的研制早是從有機(jī)膜開(kāi)始的,早在60年代初就研制出醋酸纖維素膜,這種膜耐PH值范圍為3~10,g工作溫度~40OC,穩(wěn)定性較好,通量較大,清洗周期一般為5~10天,膜的壽命較長(zhǎng)。我國(guó)80年代末某冷軋廠引進(jìn)的超濾裝置采用的就是這種超濾膜,到目前為止,超濾管僅更換了三分之二。后來(lái),人們又研制出聚酰胺膜,PH耐受范圍擴(kuò)至2~13.5,g工作溫度~57OC。為改善乳化液的性能,還加入大量添加劑,如油性添加劑、極壓添加劑、防銹添加劑、防霉添加劑、抗泡沫添加劑等,使得乳化液成分極為復(fù)雜,處理難度加大。經(jīng)過(guò)多年研究,人們發(fā)現(xiàn)比較理想的超濾膜—荷電型磺化聚礬膜和聚偏氟乙烯膜等,這種膜表面帶有負(fù)電荷,本身就能吸附(或截留)某些無(wú)機(jī)離子,使其達(dá)到電平衡,具有較好的抗污染能力。這些有機(jī)膜的乳化液截留率一般>99.8%,通量為<50L/m2˙h,膜管壽命一般3~5年,但費(fèi)用較高,一般33~35元r民幣/m2,清洗也不容易干凈,油污容易附著在膜上,清洗時(shí)必須借助海綿球或纖維球等物擦拭。
乳化液廢水處理裝置
傳統(tǒng)采用化學(xué)法進(jìn)行破乳,即加藥——?dú)飧 ^(guò)濾工藝:由于在常溫常壓下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)難以即時(shí)和充分,加之乳化液采用的表面活性劑不盡相同,采用的藥劑也難以使油滴脫穩(wěn),因此,采用化學(xué)法破乳,必然有一定的局限性和不可靠性。同時(shí)由于管理維修量較大,處理費(fèi)用較高,在乳化含油量變化時(shí),也難以達(dá)標(biāo)。硬度過(guò)大的水不但會(huì)影響乳化液的穩(wěn)定性和防銹性,并會(huì)加快x菌的繁殖,見(jiàn)表1。
一、電解法破乳的機(jī)理
該裝置采用鐵板作電極材料,反應(yīng)槽材料為聚b烯。電解反應(yīng)如下:
由于電解時(shí)生成羥自由基·OH氧化性極強(qiáng),可有效破壞油滴的表面張力σ值,使油滴脫穩(wěn);為減少Fenton氧化中亞鐵的使用量,唐文偉等采用以H2O2替代部分或全部空氣的濕式過(guò)氧化q氧化工藝處理乳化液廢水,顯著降低了亞鐵投加量,150℃、進(jìn)水COD50540mg/L時(shí),去除率達(dá)82。帶正電膠體的Fe(OH)2和Fe(OH)3也中和油滴表面所帶的負(fù)電荷,降低電勢(shì),壓縮雙電層,在脈沖電流起到切割作用下,促使油滴脫穩(wěn),使油水分離,小油滴集聚上??;同時(shí)由于電解時(shí)所產(chǎn)生的氫氣泡直徑為20μm,氧氣泡直徑為20-60μm遠(yuǎn)小于化學(xué)氣浮法的氣泡直徑80μm,因此破乳去除率較高.實(shí)踐證明,當(dāng)含乳油量>3000mg/L,適當(dāng)降低板間電壓值,提高板間電流值,進(jìn)行破乳效果十分理想。
電解破乳時(shí),應(yīng)調(diào)整PH=7,乳化油去除率>95%,PH值高于或低于7時(shí),去除率稍有降低。 對(duì)于有機(jī)廢水,在直流脈沖電壓電流的壓縮和切割下,進(jìn)行氧化還原,絮凝的電化學(xué)反應(yīng),大大削減COD值,一般一次處理即可達(dá)標(biāo)。同時(shí)表面活性劑還產(chǎn)生電離,使油珠液滴帶有電荷,而且還吸附了一層水分子固定著不動(dòng),形成水化離子膜,而水中的反離子又吸附再其外表周圍,分為不動(dòng)的吸附層和可動(dòng)的擴(kuò)散層,形成雙電層。若含b酚有機(jī)酸類,作為預(yù)處理,再生化處理,可取得事半功倍的效果。
乳化液廢水處理設(shè)備主要構(gòu)筑物說(shuō)明
隔油調(diào)節(jié)池作用:儲(chǔ)存生產(chǎn)車間排放的乳化液廢水均衡水質(zhì)水量。同時(shí)去除部分游離態(tài)油脂。
一體化氣浮機(jī)設(shè)備目的:去除比重接近于1的懸浮固體及游離態(tài)油脂。
氣浮原理:q浮法凈水是當(dāng)前上新的水處理方法之一,它的工作原理是在壓力狀況下,將大量空氣溶于水中,形成溶氣水,作為工作介質(zhì),通過(guò)釋放器驟然減壓快速釋放,產(chǎn)生大量微細(xì)氣泡。微細(xì)氣泡與混凝反應(yīng)廢水中的凝聚物粘附在一起,使絮體比重小于1而浮于水面,從而使污染物從水中分離出去,達(dá)到凈水的目的。過(guò)濾器堵塞頻率高,在堵塞后不易清洗或自清洗頻率高導(dǎo)致不能連續(xù)供給乳化液,自動(dòng)化程度低。
從車間出來(lái)的各種類型的廢水在同一調(diào)節(jié)池進(jìn)行混合調(diào)節(jié),然后泵入第y反應(yīng)池,還原劑用硫s亞鐵或其他還原劑均可,其用量比分流處理少1/3~1/2,具體用量視水質(zhì)情況而定,反應(yīng)完成后進(jìn)入第二反應(yīng)池,加礦物污水治理劑和礦粉(一部分起中和作用,可以節(jié)約大部分的堿,另外有去除重金屬的作用)綜合反應(yīng),可將廢水的pH調(diào)節(jié)到5~6,該階段一般要求不少于20min,再進(jìn)入第三反應(yīng)池,用堿將廢水的pH調(diào)節(jié)到8~8.5,同時(shí)加入漂白水等氧化劑破,后經(jīng)沉淀池沉淀后排放。Zouboulis等使用共凝聚氣浮法處理含有正辛烷的模擬乳化液廢水。
我國(guó)火力發(fā)電廠多年致力于節(jié)水方法研究改進(jìn),但過(guò)去的研究只是為了確保電廠安全運(yùn)行,并沒(méi)有上升到節(jié)約水資源的高度,導(dǎo)致很少注意低水耗技術(shù)的開(kāi)發(fā),總是想著先用水,再處理廢水、排放。但如今,水資源短缺日益突出,在中國(guó)北方的表現(xiàn)尤為突出,水資源污染已成為我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展中的重要問(wèn)題。采用導(dǎo)氣浮選法(LAF)利用旋轉(zhuǎn)剪切力迫使液體通過(guò)分散孔,造成負(fù)壓將空氣吸入液體中形成微氣泡上浮。