氯化鈣處理乳化液廢水的試驗研究

摘 要：采用無機(jī)鹽破乳方法，以氯化鈣投加量、反應(yīng)時間、反應(yīng)pH值為變量進(jìn)行九組試驗。以前后污水的水質(zhì)為參數(shù)，得到該乳化液污水破乳的最佳試驗參數(shù)。

關(guān)鍵詞：乳化液廢水；破乳；氯化鈣；CODCr

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.004

乳化液通常是一種含礦物油的半合成加工液產(chǎn)品，廣泛用于金屬切削、磨加工過程中。其具有良好的冷卻性、清洗性以及一定的潤滑性、防銹性，是目前機(jī)械行業(yè)中使用最為廣泛的一種金屬切削液。使用過的廢乳化液中含有大量的礦物油料、乳化劑和亞硝酸鹽，成分復(fù)雜，COD等污染物濃度極高。[1] 如直接排放，會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染 。本文通過試驗，采用氯化鈣破乳。

電解質(zhì)氯化鈣破乳機(jī)理主要有以下幾點(diǎn)：

（1）CaCl2 投入乳化液廢水中離解成為正、負(fù)離子，發(fā)生強(qiáng)烈的水化作用即爭水作用，使乳化液中的自由水分子減少，對油珠產(chǎn)生脫水作用，從而破壞了乳化液油珠的水化層。

（2）向陰離子表面活性劑所穩(wěn)定的乳化液廢水中投加CaCl2 后，水中的離子濃度增加，由于濃差擴(kuò)散和靜電斥力，使擴(kuò)散層的厚度減少，Ca2+壓縮雙電層，降低ζ電位，減小乳化油膠粒之間的相互排斥力，在范德華力作用下有可能碰撞合并成為分散油。

（3） Ca2+可與表面活性劑生成不溶于水的金屬皂沉淀：

2RSO3Na + Ca2+ →（RSO3）2Ca↓+2Na+

（RSO3）2Ba + Ca2+ →（RSO3）2Ca↓+Ba2+

金屬皂的形成使乳化液由O/W型轉(zhuǎn)化為W/O型，在轉(zhuǎn)型中脫穩(wěn)，從而達(dá)到破乳目的。

1 試驗前的準(zhǔn)備

1.1 主要藥品和儀器

試驗藥品：氯化鈣，無水（CaCl2 ，分析純），上海潤捷化學(xué)試劑有限公司；氫氧化鈉（NaOH），浙江三鷹化學(xué)試劑有限公司； PAC（5%）；PAM（0.3%）；pH測試儀；硫化汞（HgS）；重鉻酸鉀（K2CrO4）；硫酸（H2SO4，分析純），浙江漢諾化工科技有限公司；硫酸銀（Ag2SO4），浙江漢諾化工科技有限公司；硫酸亞鐵銨（六水）（（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O），上海潤捷化學(xué)試劑有限公司。

試驗儀器：電子天平、攪拌器、萬用電熱器。

1.2 乳化液廢水

試驗所需的乳化液廢水來自浙江臺州某機(jī)械加工廠（以下簡稱“該機(jī)械廠”），水質(zhì)見表1。

1.3 試驗水樣的配制

機(jī)械行業(yè)產(chǎn)生的乳化液廢水的COD值，一般認(rèn)為在10000～

20000mg/L。該機(jī)械廠的乳化液廢水水質(zhì)見表2。

試驗主要考察三個因素：A 氯化鈣量，B pH值，C 反應(yīng)時間。每個因素取三個水平：A 氯化鈣量為0.16g、0.20g、0.27g；B pH值為8、10、12；C 反應(yīng)時間為5min、10min、20min，得到表3。

根據(jù)表3的試驗因素和水平，用正交設(shè)計原理，安排試驗如表4所示。

2 廢水處理測試

2.1 測定方法與過程

取50mL20倍稀釋液于小燒杯中，用氫氧化鈉固體調(diào)pH值至一定堿度 ，再加入一定量氯化鈣攪拌一定時間，然后滴加1ml PAC溶液，再加入0.5ml PAM溶液至有較大礬花出現(xiàn)，靜置，使溶液澄清透明 ，然后采用重鉻酸鉀法測CODCr去除率。 2.2 結(jié)果與討論

2.2.1 數(shù)據(jù)分析與處理

CODCr的去除效果如表5所示。

在表6中K1、K2、K3為表4對應(yīng)的測試結(jié)果，據(jù)此做極差R和各因素的趨勢圖。如圖3所示。

2.2.2 結(jié)果與討論

（1）表6中的極差R反應(yīng)了該因素對CODCr處理結(jié)果的影響力的大小，據(jù)此可得各因素對CODCr處理結(jié)果的影響力的大小為：反應(yīng)時間 >氯化鈣量 >pH值。

（2）本試驗改變的因素是氯化鈣的用量、時間、pH值。為排除PAC與PAM的用量不同對試驗的最終CODCr的影響，采用相同的投加量。因加入PAC與PAM造成的體積變化而造成的CODCr的變化較小，此處不計。

根據(jù)以上分析，使用0.20g氯化鈣處理50mL的20倍稀釋液，反應(yīng)時間為20min，pH值為10，CODCr去除率可達(dá)77.5%。

3 結(jié)論

（1）本論文先確立了以氯化鈣量、時間、pH值為因素的試驗方案。每個因素取三個水平：A 氯化鈣量為0.16g、0.20g、0.27g；B PH值為8、10、12；C 反應(yīng)時間為5min、10min、20min。通過正交試驗設(shè)計得到九組方案。據(jù)此改變氯化鈣的使用量、時間、pH值來對該乳化液進(jìn)行破乳處理并檢測CODCr值，根據(jù)去除率與是否澄清得到最佳的參數(shù)：4使用0.20g氯化鈣處理50mL的20倍稀釋液，反應(yīng)時間為20min，pH值為10。

（2）用這個試驗方案得到的最佳氯化鈣使用量來處理某機(jī)械加工廠的乳化液廢水，CODCr去除率可達(dá)77.5%，處理該廠的乳化液廢水效果較好。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉恒，閆紹峰，安勇，孫月秋，丁延霖.廢乳化液處理技術(shù)的分析[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014（02）：117-119.

[2]倪偉敏，陳春平，徐根良.混凝法處理廢乳化液的研究[J].環(huán)境污染與防治，2003，25（01）：39-42.

作者簡介：林建平（1983-），男，九三學(xué)社社員，工程師，主要從事廢水、廢氣治理工程的設(shè)計工作。