乳化液废水主要是化工、机械制造业产生的常见废水,乳化液中主要含有机油和表面活性剂,是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。在机床切削使用的乳化液中为了提高乳化液的防锈性,还加入了亚硝酸钠等。其特点是品种繁多,CODcr 和含油量浓度高,处理难度大.
机械制造工业中,金属切削加工使用大量乳化液作为润滑冷却之用,乳化液经过一段时间使用后 , 就会变成废水排出。由于乳化剂都是表面活性剂,当它加入水中,使油与水的界面自由能大大降低,达到最低值,这时油便分散在水中。同时表面活性剂还产生电离,使油珠液滴带有电荷,而且还吸附了一层水分子固定着不动 , 形成水化离子膜,而水中的反离子又吸附再其外表周围,分为不动的吸附层和可动的扩散层 , 形成双电层 . 这样使油珠外面包围着一层有弹性的、坚固的、带有同性电荷的水化离子膜,阻止了油珠液滴互相碰撞时可能的结合,使油珠能够得以长期地稳定在水中 , 成为白色的乳化液。 配制的乳化液 pH 值一般再 8-9之间,有的甚至高达 10-11.乳化液废水处理工艺如下:
破乳絮凝
由于乳化液废水中油分散在水中所以破乳是处理工艺的核心,破乳的好坏影响后续工艺的处理。常规破乳方法主要分为酸化法和聚化法。
酸化法
酸化法就是往乳化液里加入酸(盐酸或者硫酸),也可利用工业废酸,不过加药量会偏大,调节PH 在4 左右,乳化液会自然破乳,油水分离。分离后需要回调PH 再通过加药絮凝,进行后续处理。酸化法的优点是油质较好,成本低廉,水质也好,其缺点是沉渣较多。
聚化法
聚化法就是在废乳化油中添加盐类电解质( 如0.4% 氯化钙) 和凝聚剂( 如0.2% 明矾),以达到乳化液破乳的目的。聚化法的优点是投药量少,一般工厂均有条件使用,但油质较差。由于酸类储存使用存在一定危险系数所以大部分工艺会选择聚化破乳法,通过实验发现,前期乳化液废水收集时加入0.3% 氯化钙混合均匀,储存罐的停留时间能保证在一周以上时,乳化液废水能在储罐里自行缓慢破乳,后续加药混凝时,加药量明显减少,残渣量也大幅度降低,残渣需送至有资质的单位处理。
厌氧
乳化液废水破乳后由于其COD 组成成分复杂,可生化性低(0.1-0.2),大分子物质较多,为了后续生化处理达标必须先降解其大分子物质。厌氧系统处理技术是一种有效去除有机污染物的技术,能将有机化合物转化为甲烷和二氧化碳。与好氧系统相比, 有以下特点:(1) 对高或中等浓度有机废水,厌氧处理可以回收沼气,是一种产能工艺;(2)由于采用现代高负荷厌氧反应器,因此反应体积小;(3)可以应用与不同规模的废水处理工程,处理能耗低,约为好氧的10%-15%;(4)产泥量少,约为好氧的10%-15%,且对营养物质需求低;(5)厌氧污泥增长慢,启动时间长。目前,市场上使用的厌氧反应器有颗粒污泥厌氧反应器( 如UASB、EGSB、IC 等)、絮状污泥厌氧反应器( 升流式、平流式等)。根据现场情况可以选择适当的反应器。
厌氧反应的控制参数
(1) 温度:厌氧可分为中,低,高温消化,一般选择中温消化30-35℃,厌氧消化对温度突变十分敏感,波动过大对除去率影响很大。(2)PH:厌氧反应器产甲烷的PH 值范围在6.5-8.0,最佳PH 值范围6.5-7.5。(3)氧化还原电位:厌氧环境主要以体系中的氧化还原电位来反映,产甲烷细菌的最优氧化还原电位在-350- -400mV。(4) 有毒物质:厌氧消化中,一些重金属、氯代有机物等会对厌氧过程产生抑制和毒害作用,导致厌氧消化速率降低。
水解酸化
厌氧就是发酵产生沼气的过程可分为水解阶段、酸化阶段、和甲烷化阶段。水解池就是把反应控制在第二阶段完成之前不进入第三阶段。水解、产酸阶段的产物主要是小分子,所以水解池的的作用主要是改变废水的可生化性,一般的停留时间HRT=8h,但其COD 的去除率相对较低, 主要作用在于分解大分子物质提高废水的可生化性。
SBR
SBR 称为间歇式活性污泥法,它包括进水、反应、沉淀、出水和待机阶段,所有阶段都在一个池子内完成,因此不需要设置沉淀池,污泥回流泵等装置。相对于其他活性污泥工艺,SBR 将所有反应都集中在一个反应池内完成,占地面积小。反应时间及过程可以根据水质情况不断变化,在不同事件里进行有机物的氧化,硝化,脱氮,磷的吸收,磷的释放等过程。在SBR 反应器中,进水事件在处理周期中占的越短,越利于成为理想的推流式反应池(在传统活性污泥反应池中浓度是沿水流方向变化,而在SBR 反应池中浓度是随时间变化)。因此,为获得同样的处理效率,SBR 法与完全混合型的传统活性污泥法相比其反应池理论容积较小。根据乳化液的性质,决定了废水属于高浓度低产量的废水,日处理量不高,从经济和场地的基础上,SBR 是最理想的工艺。
(1)进水工序。进水工序是反应池接纳污水的过程。在污水流入开始之前是前个周期的排水或待机状态。因此反应池内剩有高浓度的活性污泥混合液。这相当于传统活性污泥法中的污泥回流的作用,此时反应池内水位最低。在进水过程所确定时间诶或者说达到最高水位之前,反应池排水一直是关闭状态,此过程中高浓度废水进来与低浓度废水混合可以充当稀释作用,降低系统的单位负荷,具体由池容决定。(2)反应工序。当废水注入达到预定容积后,进行曝气或搅拌,以达到反应目的(去除BOD, 硝化,脱氮除磷)。为保证沉淀工序的效果,在反应工序后期,进入污泥沉淀工序之前需要进行短暂的微量曝气,去除附着在污泥上的氮气。在反应工序的后期还可以进行排泥。(3)沉淀工序。本工序相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池。停止曝气和搅拌,活性污泥颗粒进行重力沉淀和上清液分离。传统活性污泥的二沉池是各种流向的沉淀分离,而SBR 的沉淀工序是静止沉淀,因而有更高的沉淀效率。(4)排水工序。排出活性污泥的上清液,作为处理后的出水,一直排放到最低水位。反应池底部沉降的活性污泥大部分作为下个处理周期的回流污泥使用。过剩的剩余污泥引出排放、另外反应池中还剩余一部分处理睡,可起循环水和稀释水作用。(5)待机工序。沉淀之后到下个周期开始的期间称为待机工序。根据需要可进行搅拌或者曝气。在厌氧条件下采用搅拌不仅能省能量,同时对保持活性污泥也是有利的。在以脱单除磷为目的的装置中,剩余污泥的排放一般是在待机工序之初和沉淀工序的最后进行。
深度处理
深度处理即待排水的最后消毒,过滤。一般采用活性炭吸附以及次氯酸消毒。活性炭吸附活性炭吸附在废水处理中有以下作用:
(1) 除臭出去酚,石油引起的异味;(2)去色。去除由各种染料形成的颜色或有机物及铁,锰等形成的色度;(3) 去除有机物农药、杀虫剂、氯代烃、芳香族化合物以及其他生物难讲解有机物的去除;(4) 去除重金属汞、铬等中技术离子;(5) 合成洗涤剂的去除;(6)放射性物质的去除。
影响吸附的因素:(1)活性炭本身的性质。活性炭本身孔径的大小及排列结构会显著影响活性炭的吸附性。活性炭比表面积越大,其吸附量越大。常用的活性炭比表面积一般在500-1000m2/g。(2)废水的PH 活性炭一般在酸性溶液中比碱性溶液有较高的吸附率。(3)温度在其他条件不变的情况下,温度升高吸附量将会减少,反之吸附量增加。(4)接触时间在进行吸附操作时,应保证吸附质与活性炭有一定的接触时间,使吸附接近平衡,以充分利用活性炭的吸附能力。
次氯酸消毒
采用次氯酸钠发生器可以达到设备化连续运行,节省人工操作强度,由于实现自动计量投配消毒效果稳定。其缺点是盐耗、电耗造成的运行成本偏高及设备极易发生腐蚀。乳化液废水作为危险废物其传统处理工艺基本成熟,重点在于破乳如何彻底的分离油和水以及难讲解的高分子有机物质的降解。在经济方面如何减少药剂的投加量,采取合理的破乳方式减少残渣的产生,合理利用分离的油品达到废物的综合利用。