機械加工切削廢液中所含主要污染物有油類(lèi)物質(zhì)(浮油、乳化油等)、表面活性劑、難降解有機物及部分殘存可溶性金屬或者泥沙,目前國內外處理該廢水主要方法有化學(xué)法、物理法、生化法及各方法的聯(lián)用技術(shù),下面逐個(gè)介紹各種方法的主要過(guò)程及優(yōu)缺點(diǎn)。
切削液的預處理方法
切削廢液由于其成分復雜,化學(xué)穩定性好,故直接處理難度較大,一般需先經(jīng)過(guò)預處理再進(jìn)行后續處理。預處理主要是對廢液進(jìn)行破乳,以除去廢液中油包水或者水包油中的油類(lèi)物質(zhì)。根據乳化劑的作用的不同,乳化液穩定的原因包括界面張力、界面膜的性質(zhì)和界面電荷。乳化廢液的破乳處理過(guò)程中可以根據這些影響因素使其失穩而易于處理。下面就逐一介紹破乳的具體方法。
酸析法
通常的酸析是指在酸性條件下,某些物質(zhì)由溶解態(tài)或膠體態(tài)轉化為懸浮態(tài),從而將油類(lèi)物質(zhì)等從液體中分離出來(lái)的方法,該類(lèi)方法操作簡(jiǎn)單,所用藥劑一般為濃硫酸、硝酸等強酸性物質(zhì),也可用廢酸液代替純的酸性試劑。王浪等人利用硝酸對廢乳化液進(jìn)行破乳處理,結果COD去除率可達97.80%,浮油量少,且為后續的芬頓處理提供了適宜的pH條件。李義久等人利用濃硫酸對電子感光脫膜乳化廢水進(jìn)行酸化破乳,在pH調至4以下時(shí),COD去除率達75.2%,廢液清澈透明,沉淀易于分離。
鹽析法
鹽析法是指向廢水中投加無(wú)機鹽類(lèi)物質(zhì)至一定濃度,破壞油珠的水化膜,一般常用電解質(zhì)有氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉、硫酸鈣、硫酸鋁鉀等等。劉宏用不同的電解質(zhì)對乳化切削廢液進(jìn)行鹽析破乳研究,結果表明:陽(yáng)離子電荷越大,破乳效果越好;金屬離子為相同價(jià)態(tài)時(shí),其半徑越小,破乳能力越強,這是因為金屬離子的半徑越小,其電場(chǎng)強度越大,使得油珠擴散雙電層的有效厚度減小,其雙電層的電位分布寬度和陡度降低,從而易于破乳。但鹽析法通常效果不如酸化法,而且鹽析法藥劑投加量較大,價(jià)格較貴并會(huì )帶來(lái)大量污泥沉淀,給處理帶來(lái)較大麻煩。
混凝沉淀法
混凝沉淀法是目前國內外普遍采用的一種預處理方法,它具有經(jīng)濟簡(jiǎn)便、處理效率高的特點(diǎn)?;炷ㄖ赶驈U水中投加混凝劑和助凝劑,利用混凝物質(zhì)的吸附架橋、沉淀網(wǎng)捕等作用,使微粒油珠相互聚結變大,成為較大的集合體,再借助其它常規方法實(shí)現固液的分離和去除?;炷齽┯袩o(wú)機、有機和微生物三大類(lèi),其中有機混凝劑又可分為有機高分子和天然高分子兩種。
(1)無(wú)機混凝劑無(wú)機混凝劑在水處理中用量比較大,在近些年來(lái)工業(yè)化的發(fā)展中,無(wú)機混凝劑不僅在產(chǎn)量上大大增加,在技術(shù)上也有了明顯的進(jìn)步和提高,尤其在無(wú)機高分子混凝劑、復合型混凝劑的研究方面比較熱門(mén)。無(wú)機高分子混凝劑按金屬鹽類(lèi)的組成可分為鋁鹽系、鐵鹽系。而現階段水處理常用的無(wú)機高分子混凝劑有聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚合氯化鋁鐵、聚硅酸鋁鐵等等。薛笑莉等人分別使用聚硅酸鋁鐵、聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵對鋼廠(chǎng)和造紙廠(chǎng)廢水進(jìn)行混凝試驗,結果表明,聚硅酸鋁鐵在除濁、除色方面效果均較好,且污泥沉降體積最小,沉降時(shí)間最短,速度最快。Ghafari等用聚合氯化鋁處理垃圾滲濾液,當最佳投加量為2g/L,pH為7.5時(shí),COD、濁度、色度和TSS去除率分別為43.1%、94%、90.7%和92.2%,比普通鋁鹽混凝效果更具優(yōu)勢。Ma等人還進(jìn)行了PAC去除廢水中某種污染物的研究,他們做了對內分泌干擾物雙酚A的試驗研究,考察了pH、PAC投加量、TOC值和濁度對其去除效果的影響,結果表明,在最佳PAC投加量為2.6倍的雙酚A(摩爾比),pH為9時(shí),得到最佳的去除效率。(2)有機混凝劑有機混凝劑種類(lèi)較多,一般分為天然有機混凝劑和合成
有機混凝劑兩大類(lèi),如果從結構上來(lái)分,則有陰離子型、陽(yáng)離子型和非離子型三大類(lèi)。有機混凝劑中,聚丙烯酰胺應用最為廣泛,其分子量在50-600萬(wàn)之間,它以?xún)?yōu)異的性能在水處理行業(yè)中得到了廣泛的應用。楊?lèi)?ài)麗等人使用不同的相對分子質(zhì)量的陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺對含钚(含量較低)廢水進(jìn)行混凝試驗,結果顯示在PAM投加量為10-6g/L,pH為12時(shí),钚的去除率可達95%以上,產(chǎn)生的泥漿和沉渣量均比以無(wú)機絮凝劑為混凝劑時(shí)低,效果較好。許琳科等人用PAC和PAM聯(lián)合混凝處理垃圾滲濾液,結果表明,在pH為8時(shí),投加0.1%PAM后大大提高了PAC的混凝效果,COD去除率增加了近一倍,并且在絮凝混合階段投加去除率最高,在絮凝階段次之,沉淀階段去除率最低,說(shuō)明PAC與PAM相互配合進(jìn)行混凝可使效果顯著(zhù)提高。也有很多研究者對PAM進(jìn)行復配和改性,從而提高其混凝效果。朱馴等通過(guò)對丙烯酸等四種物質(zhì)的?;?、酯化及季銨化三步反應制成新型陽(yáng)離子單體DBPMA,并將其與丙烯酰胺聚合,得到分子量約為400萬(wàn)的聚合物,且將該聚合物通過(guò)對模擬廢水進(jìn)行混凝試驗,發(fā)現混凝效果好,形成絮體較大、沉降速度較快。Ahmad等研究了聚鋁與C-PAM復配處理造紙制漿廢水,結果表明復配后出水濁度、TSS和COD去除率分別達到99.7%、99.5%和95.6%,效果非常好。
(3)微生物混凝劑微生物混凝劑是一種新型混凝劑,是一類(lèi)由微生物或者其分泌物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物,它具有生物分解性和安全性,新型、高效、無(wú)毒且廉價(jià)。它與普通混凝劑相比,優(yōu)點(diǎn)比較多:容易固液分離,形成的沉淀及泥量較少;容易被微生物通過(guò)自身的代謝反應降解,無(wú)毒性、無(wú)害性;無(wú)二次污染;適用性廣;具有較好的除濁性和脫色性能。不同類(lèi)型的微生物混凝劑生成菌所產(chǎn)生的混凝劑需要不同的條件,其影響因素較多,其中培養基的碳源、氮源以及培養溫度、pH值和通氣速度等是影響其產(chǎn)生的主要因素。但是微生物混凝劑目前還不能廣泛應用,其今后的發(fā)展方向主要表現在以下幾個(gè)方面:探索和研究微生物混凝劑在工業(yè)生產(chǎn)中的應用和推廣,主要目的是降低微生物混凝劑的生產(chǎn)成本;根據不同的目標廢水,開(kāi)發(fā)和培養出具有針對目標廢水的高效的微生物混凝劑;進(jìn)行混凝劑的復配,從以往的研究來(lái)看,復合型混凝劑往往具有更好的混凝效果,因而對微生物混凝劑進(jìn)行科學(xué)合理的復配,能大大提高混凝的處理效果,降低處理的費用等。