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切削液及切削脱模混合液处理

发布时间:2019-10-22 15:53人气:

一、小试方法与目的

    此次小试试验对象为某发动机有限公司生产中产生的切削液(浓缩液及车间原液)和切削脱模 混合液,在常温条件下,对其进行药剂净化处理工艺试验。现行的高浓度切削液处理工艺采用的是经过简 单的物化处理后,经震动膜分离后再经低压浓缩蒸馏装置,处理后出 水进入调节池,混合其他低浓度废水后在排入综合废水处理系统,该 处理工艺耗能高、处理周期长且产能不高。

    根据绿色安全环保生产要求,为提升破乳效率和乳化液 COD 去除 率,降低后续处理的难度,广州安碧澄环保科技有限公司开发了一种 常温药剂破乳净化工艺。该工艺在常温条件下加入复合型药剂进行搅 拌反应即可有效破乳净化,并有效去除 COD,对该用户的复杂切屑液 COD 去除率可达 80%以上,对切削脱模液的处理效率也可达 到 50%以上,且去除其中大部分大分子有机物,仅留下部分水溶性小 分子有机物醇、酮类污染物,可用现有的工艺设备进行深度处理,然 后进一步降低污染物含量,便于后续处理。根据药剂特点,反应时间 仅需 1~2 小时,反应条件为弱酸性(反应 pH=5 左右),然后加入碱调 节反应体系至中性或碱性(pH=7~8)条件,再加入适量 PAM 加速絮凝, 加快含油污泥的沉降速率。批量处理整个破乳净化过程可控制在 5 小 时/周期,出水水质较好。本工艺可有效改善处理效果、确保生产过 程的安全性和显著提高生产能力。

二、安碧澄公司药剂简介

    安碧澄环保选用的药剂为自行开发的矿物复合型净水剂,其比表面积大,仅次于活性炭,因此在吸附方面有较好的效果。公司通过对 原料矿粉进行“活化”,进一步增大其比表面积,优化其相应的晶体 结构,提高对废水中有机物、氨氮、重金属离子、总磷和色度等污染 物的吸附絮凝作用。同时复配其他化学药剂,使复合型净水剂除吸附 絮凝作用外,还兼有足够的氧化能力,能破坏有机污染物的分子结构。在废乳化液中,油类物质与水通过乳化剂的作用形成稳定的乳化 液,不易处理。由于矿物复合型净水剂对废液中的乳化剂有机物质有 强大的吸附能力,投加的净水剂吸附了废液中的乳化剂,起到破乳剂 的作用。同时,通过氧化作用破坏了乳化剂的分子结构,使其不具备 乳化功能,从而达到综合破乳的目的,并吸附絮凝油类物质和其他有 机物沉淀下来,达到在常温条件下破乳并去除大部分 COD 的目的。

三、小试装置
3.1 小试装置 本工艺为直接加入药剂搅拌反应即可,因而试验直接采取烧杯搅拌试验,不需要加热。
3.2 试验仪器 分析天平,磁力搅拌器,哈希分光光度计,多孔消解仪,COD  预制试剂等。
检测 COD 方法:快速消解分光光度法(HJ/T  399-2007)。
 
四、小试检测数据与说明

4.1 样品状态 样品均由广汽丰田发动机车间现场取样,分别为一种切削液浓缩液,测试COD约为35.4万mg/L,一种切削原液,测试COD约为8.8 万 mg/L)和一种切削脱模混合液(测试 COD 约为 2 万 mg/L)。样品状态描述:切削液浓缩液及原液为灰绿色均质性乳浊液,不分层, 伴有刺激性有机溶剂气味;切削脱模液为灰绿均质性乳浊液,略透明 不分层,伴有刺激性有机溶剂气味。

4.2  切削液浓缩液破乳试验小试(烧杯试验)
鉴于样品的性状和高浓度的污染物含量,建议采用氧化吸附絮凝 和强吸附混凝沉降两级搅拌反应。

第一步:取混匀样品 500g 于烧杯中(样品不分层,pH 约为 9 左 右,COD 约为 35.4 万 mg/L),先加入适量硫酸溶液(质量浓度为 30%) 调节反应体系为 pH=5 左右,再加入 5.0g(约为样品量的 1%)  EC1-4 复合型净水剂粉剂,再加入 3.0g(约为样品量的 0.5‰)的双氧水(质 量浓度为 27.5%),再进行磁力搅拌反应 60min。加入适量 30%的氢氧 化钠溶液调节 pH 至 7~9(弱碱性),再加入 2mL  PAM 溶液(质量浓度 为 3‰)加速絮凝沉降。因含有大量轻质矿物油,絮凝矾花呈现上浮 状态,上层为棕色明显矾花状漂浮,下层为灰黄色乳浊液。经滤布过 滤和压滤试验,过滤效果好,泥水分离容易,且含油污泥不粘粘滤布。

第二步:取下层水相(或过滤液)于 200mL 烧杯中,加入 3.0g(约为上清液样品的 1.5%)P1-5 型复合型净水剂粉剂,再进行磁力 搅拌反应 40 分钟,加入少量 30%的氢氧化钠溶液调节 pH 至 7~9(弱 碱性),再加入 2mL  PAM 溶液(质量浓度为 3‰)加速絮凝沉降。沉 降结果见图 1,下层为黄色矾花状沉淀,上层为黄色透明水相,有刺 激性小分子有机物气味,测试 COD 结果为 1.56  万 mg/L 左右,可见 COD 去除率超过 90%,去掉了大部分有机大分子有机物,剩余部分为小分子醇类等有机物,便于后续处理。同时,从过滤效果看,沉降后污泥同样易于泥水分离,且沉淀不粘粘滤布。

图 1  切削浓缩液氧化絮凝破乳反应沉降效果(30min 沉降)

4.3  切削脱原液试验小试(烧杯试验)
鉴于样品的性状和污染物浓度含量,采用安碧澄强吸附型复合净 水剂进行处理。
取切削液原液样品 500g 于烧杯中(样品 COD 值为 8.8 万 mg/L), 直接加入 10g(约为样品量的 2%)P1-5  复合型净水剂粉剂,再进行 磁力搅拌反应 60min。加入少量 30%的氢氧化钠溶液调节 pH 至 7~9(弱 碱性),再加入 2mL  PAM  溶液(质量浓度为 3‰)加速絮凝。絮凝沉 降矾花明显,半小时分离结果见图 2,上层为黄色透明水相,下层为 矾花状沉淀。经滤布过滤和压滤试验,过滤效果好,泥水分离容易, 且污泥不粘粘滤布,见图 3。经测试,上清液 COD 为 14400mg/L,COD 去除效率为 80%以上,可见处理效果良好,出水水质稳定。经过手工 压滤试验结果,含水污泥量质量为 31.2g,污泥量约样品质量 6%左右, 现场试验为了得到明显的效果,加药量较大,后续可进一步验证减少 加药量达到效果,从而进一步减少污泥量。


图 2  切削脱原液处理反应效果(0.5h 沉降)

 
图 3  切削液原液处理后污泥手工压滤后效果

4.4  切削脱模混合液试验小试(烧杯试验)
鉴于样品的性状和污染物浓度含量,采用安碧澄强吸附型复合净水剂进行处理。
取混合液样品 500g 于烧杯中(样品 COD 值为 2 万 mg/L),直接 加入 5g(约为样品量的 1%)P1-5 复合型净水剂粉剂,再进行磁力搅 拌反应 60min。加入少量 30%的氢氧化钠溶液调节 pH 至 7~9(弱碱性), 再加入 2mL  PAM 溶液(质量浓度为 3‰)加速絮凝。絮凝沉降矾花明 显,半小时分离结果见图 4,上层为浅黄色透明水相,下层为矾花状 沉淀。经滤布过滤和压滤试验,过滤效果好,泥水分离容易,且污泥 不粘粘滤布。经测试,上清液 COD 为 8900mg/L,COD 去除效率为 50% 以上,可见处理效果良好,出水水质稳定。

图 4  切削脱原液处理反应效果(0.5h 沉降)

五、结果讨论
    经过现场试验结果可以看出,经过搅拌反应,加入安碧澄复合净 水剂搅拌试验后,原来的高浓度 COD 废液达到了明显破乳净化效果, 形成了明显的油水分离,水层较为清澈透明,带颜色是因为其中含有 部分铁离子,出水 COD 都较原有 COD 降低 50%以上甚至可去除 90%以 上。油层在药剂的强吸附性和氧化作用下吸附絮凝沉降,可采取沉淀 压滤等方式进行泥水分离。且出水 COD 稳定,说明药剂的处理对 COD 的去除有明显的效果。
    根据实验的结果,进一步验证了安碧澄复合型净水剂对切削液等 乳化液废水的处理效果,可针对不同批次的水样进行处理,进一步验 证药剂的稳定效果。采用本工艺基本无需改造现有工艺设备,仅需要 在反应池配备一套搅拌装置和加药装置,同时,定期处理污泥,在工 艺操作上比较简便,不需要增加太多的设备,建议进行现场中试试验。

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