廢乳化液的破乳預(yù)處理至關(guān)重要，國(guó)內(nèi)外對(duì)各種“破乳”方法進(jìn)行了大量的研究。這些方法中的化學(xué)方法有：酸化、鹽析、酸化凝聚法、凝聚法、破乳劑法等，物理方法有電解處理、氣浮法、高梯度磁選法、超濾等。還有一些物理和化學(xué)方法，如化學(xué)破乳+電解氣浮等。這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，適合處理不同的乳化廢水。下面談?wù)剣?guó)內(nèi)幾個(gè)冷軋廠乳化液廢水的常用處理方法。

1.超濾(Ultrafiltration)

超濾設(shè)備在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用早在20世紀(jì)60年代后期就開始了，我國(guó)從70年代就開始了這方面的研究工作，但無論是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，在污水處理工程中應(yīng)用超濾器的情況并不多見，這與其相對(duì)昂貴的價(jià)格、技術(shù)的復(fù)雜性有關(guān)。隨著超濾膜技術(shù)的不斷發(fā)展，其低壓、常溫、單相、控制系統(tǒng)集中、管理方便等優(yōu)點(diǎn)越來越被用戶所認(rèn)可。

1.1超濾原理。

超濾的原理是利用大孔隙的半透膜，在一定的壓差和湍流條件下，在一定的壓差和湍流的條件下，廢水中的極性分子大部分可以穿過半透膜，而所有非極性分子(如膠體微粒)和分子量較大的物質(zhì)都不能通過半透膜進(jìn)行截留，因此廢水也不能得到凈化。正交流動(dòng)過濾是一種連續(xù)的過濾過程，輸入液流平行于膜，有一部分液體穿過膜，膜兩側(cè)的壓力差為滲透壓。液膜流動(dòng)產(chǎn)生湍流，可沖洗膜表面微粒，減少膜表面污染。超濾膜主要是分離出分子級(jí)的微粒，其直徑在0.01~10mm之間，分子量一般超過500，這種液體的滲透壓很小，因此采用的操作壓力較小，一般在0.1~0.5Mpa即可。如上面提到的用超濾法處理半穩(wěn)定水包油乳化液廢水，超濾膜能截留的分子量在15000~20000，工作壓力為0.35Mpa，凈化水透過率為~340L/m2，乳化液的透過率為46L/m2。

廣州邁源科技乳化液廢水MVR處理現(xiàn)場(chǎng)·處理量5t/h

1.2超濾材料。

超濾膜的材料直接影響超濾的效果，因?yàn)樗膬擅娑际浅瑸V的主要材料。超濾薄膜最早是從有機(jī)膜發(fā)展而來，早在六十年代初就開發(fā)了醋酸纖維素膜，這種膜的耐溫范圍可達(dá)3~10℃，最高工作溫度~40OC，穩(wěn)定性較好，通量高，清洗周期一般為5~10天。在我國(guó)80年代末，一家冷軋廠引進(jìn)的超濾膜就是這種超濾膜，超濾膜只更換了三分之二。隨后又開發(fā)了聚酰胺膜，將PH耐受范圍擴(kuò)大到2~13.5，最高工作溫度~57OC。經(jīng)多年的研究，發(fā)現(xiàn)較為理想的超濾膜—荷電磺化聚鋁膜和聚偏氟乙烯膜等，這種膜表面帶有負(fù)電荷，使其本身能夠吸附(或截留)某些無機(jī)離子，使之達(dá)到電平衡，具有較好的抗污染能力。這類有機(jī)膜的乳化液的截留率一般都大于99.8%，膜管的通量為<50L/m2；膜管的使用壽命一般為3~5年，但費(fèi)用較高，一般33~35元人民幣/m2，清洗時(shí)易產(chǎn)生污垢，清洗時(shí)必須借助海綿球或纖維球等物擦拭。

因?yàn)橛袡C(jī)膜價(jià)格昂貴，且具有耐高溫、孔徑分布寬、機(jī)械強(qiáng)度低、易水解等缺點(diǎn)，人們開始研究成本低、壽命長(zhǎng)、耐用性好的膜材料。在80年代末至90年代間，終于研制出了一種以高溫氧化鋯、氧化鋁、氧化鐵等為原料的無機(jī)陶瓷材料的非對(duì)稱膜—無機(jī)陶瓷膜。瓷膜化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸、堿、有機(jī)溶劑、耐高溫、抗微生物能力強(qiáng)，PH耐受范圍為0~14，溫度范圍在0~300OC，工作壓力可達(dá)~8bar。它的乳化液的截留率一般>99.9%，膜管的通量為100L/m2Ωh，膜管壽命一般是3~10年，但其費(fèi)用不高，一般6~10元人民幣/m2；而且，陶瓷膜易附著于膜上。其缺點(diǎn)是制膜工藝復(fù)雜，尤其是小孔徑膜制備難度大，質(zhì)脆、韌性差、沖擊性能差，在運(yùn)輸和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中易碎。

在國(guó)內(nèi)也有報(bào)道稱，該復(fù)合膜的制備過程與有機(jī)膜相同，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，并具有有機(jī)膜和無機(jī)膜的共同優(yōu)點(diǎn)。該復(fù)合膜可在多種載體上制備，可制成多種形式的膜組件。添加無機(jī)陶瓷材料，可使復(fù)合膜性能接近陶瓷膜，同時(shí)避免了陶瓷膜易脆的缺點(diǎn)。該復(fù)合膜的孔隙率最高可達(dá)81.3%，在0.1Mpa工作壓力下最大通量可達(dá)124.4L/(m2·h)。

4超濾過程。

由于冷軋乳化液廢水的特性，常采用超濾方法處理。

一般情況下，由于乳化廢水中含有大量雜質(zhì)，將冷軋生產(chǎn)線排出的乳化液廢水先收集到調(diào)節(jié)池內(nèi)，進(jìn)行均質(zhì)預(yù)處理，調(diào)節(jié)來水不均勻性，同時(shí)可除去廢水中的浮油和沉淀的油泥；另一方面，在調(diào)節(jié)池中對(duì)廢水進(jìn)行加熱，使乳化液的溫度升高，從而提高后續(xù)超濾器除油效果。

調(diào)整池的出水在進(jìn)入超濾裝置之前，先經(jīng)過一道過濾措施，較多的冷軋廠使用紙帶過濾機(jī)，就可以除去廢水中較大顆粒雜質(zhì)，防止超濾膜堵塞。此種設(shè)備操作和維護(hù)簡(jiǎn)單，含雜質(zhì)的紙帶可燒掉，不會(huì)帶來二次污染的問題，設(shè)備成本也較低，因此受到用戶的青睞。

一般而言，當(dāng)含油濃度超過50%時(shí)，滲透性大大降低。國(guó)產(chǎn)超濾系統(tǒng)多采用二次或多級(jí)處理工藝，正是基于此。經(jīng)過普通竟預(yù)處理的含油廢水，經(jīng)泵送到循環(huán)槽，再經(jīng)供泵輸送到超濾器。循環(huán)泵使廢水在超濾管中循環(huán)，在操作壓力的作用下，水分子通過濾膜變成滲透出水，油和大分子物質(zhì)在管道中不斷濃縮。經(jīng)一級(jí)、二級(jí)或多級(jí)處理后，精煉出的油水得到凈化。一級(jí)超濾處理出水的含油濃度在20~30%左右，超濾后出水含油量可達(dá)50%左右。

對(duì)乳化廢水進(jìn)行了超濾處理，可使乳化廢水中的油量達(dá)到8~10mg/l。因?yàn)槌瑸V工藝不能從水中溶解的COD去除，所以，當(dāng)乳化廢水中的溶解COD指標(biāo)過高時(shí)，需要對(duì)超濾滲透出水進(jìn)行COD降解；超濾滲透出水可與其他廢水系統(tǒng)結(jié)合一道處理。為得到高質(zhì)量、小型化的廢油，超濾處理后的廢油可送至油水分離槽，經(jīng)加溫進(jìn)一步濃縮和分離，可使最終濃縮廢油的濃度達(dá)到90%以上。

為了維持超濾膜的滲透性，延長(zhǎng)濾膜使用壽命，需要停機(jī)清洗，需要停機(jī)清洗。超濾膜的清洗周期隨超濾膜材料及乳化廢水的性質(zhì)而變化。對(duì)有機(jī)膜超濾管的清洗，一般使用化學(xué)清洗劑、酸堿，并借用海綿球或纖維球，通過清洗泵進(jìn)行循環(huán)機(jī)械清洗，清洗周期一般為5~7天。對(duì)無機(jī)膜超濾管的清洗，一般只用化學(xué)清洗劑清洗，但清洗周期較短，一般為3~5天。

5、超濾器。

超濾設(shè)備包括超濾管、循環(huán)泵、供料泵、循環(huán)槽、廢液槽、清洗槽、滲液槽等組成。現(xiàn)在市場(chǎng)上超濾管的形式多種多樣，有管式、卷板式、板式、螺旋式等部件。我國(guó)冷軋廠超濾裝置多采用管式超濾管串聯(lián)或并聯(lián)而成，組裝成一套有一定處理能力的設(shè)備，能適應(yīng)不同廢水量和廢水水質(zhì)的要求。

6、超濾的利弊

采用超濾技術(shù)處理冷軋廠乳化液廢水，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定，能保證出水含油濃度小于10mg/l，油水分離工藝無需化學(xué)藥劑，系統(tǒng)本身不產(chǎn)生污泥，回收廢油濃度較高，設(shè)備緊湊，占地面積小，維護(hù)方便。尤其針對(duì)國(guó)內(nèi)許多冷軋廠的實(shí)際情況，要求在有限的占地面積下，有效地解決了乳化液廢水的污染問題，而且水量比較小，采用超濾工藝是有效的。

一般認(rèn)為，超濾法的缺點(diǎn)是一次性投資較大，原來采用引進(jìn)國(guó)外的有機(jī)膜超濾裝置，整體設(shè)備平均售價(jià)在30萬美元/m3左右。近期，國(guó)內(nèi)研制出無機(jī)超濾膜設(shè)備，總設(shè)備平均售價(jià)約為50萬元/m3，其中包括土建和電氣控制系統(tǒng)投資。此外，超濾器不能除去溶解性COD，滲透水中的COD還需進(jìn)一步降解。

超濾具有一定的適應(yīng)性，并不是所有的乳化廢水都能用超濾法處理，尤其是皂化度高、分子鏈長(zhǎng)的乳化液含油廢水，如果采用超濾法工藝，皂化油或乳化油會(huì)堵塞超濾膜表面，使超濾無法進(jìn)行。

總之，選擇超濾法處理冷軋乳化液廢水時(shí)，必須根據(jù)乳化液廢水的性質(zhì)，選擇合適材料和孔隙率的超濾膜，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上合理結(jié)合工藝，才能達(dá)到滿意的處理效果。

化學(xué)破乳+氣浮法(電子破乳+空氣浮法)

針對(duì)冷軋乳化液廢水的特性，還可采用化學(xué)破乳+氣浮法工藝進(jìn)行處理。近年來，國(guó)內(nèi)許多冷軋廠的乳化液廢水都采用這種方法進(jìn)行處理，實(shí)踐證明處理效果良好。

2.1化學(xué)破乳+氣浮法原理。

化學(xué)破乳法是在廢水中加入化學(xué)藥劑，降低雙電層的z電勢(shì)，使雙電層聚集，并加入絮凝劑，使小油珠凝結(jié)成較大的油滴，從而降低雙電層的z電勢(shì)，并加入絮凝劑，使小油珠凝結(jié)成較大的油滴，然后從水中分離。

化學(xué)破乳法包括：投加混凝劑；投加酸；投加鹽類物質(zhì)并加熱乳化液；投加鹽類物質(zhì)并電解；加酸和有機(jī)分散劑；投加有機(jī)脂物質(zhì)和混凝劑等。

氣浮是指在污水破乳后，將空氣泡通到污水中，形成水-氣-粒三相混合體系，以微小氣泡托住廢水中產(chǎn)生的較大油滴，使污物與污水分離。氣浮方法主要包括兩種：一種是通過旋轉(zhuǎn)葉輪引入空氣，用通稱導(dǎo)氣浮法(IAF)，在一定壓力下使部分污水中溶解的空氣飽和，然后在污水中突然釋放，形成許多小氣泡，附著于油滴上至液面，通稱溶氣氣浮。

導(dǎo)氣氣浮法一般由導(dǎo)氣氣浮法產(chǎn)生的氣泡粒徑約0.5~10毫米，用于除去較大顆粒的油滴；而且導(dǎo)氣氣浮法產(chǎn)生的氣泡大小不一，運(yùn)動(dòng)速度快，氣泡與油滴接觸時(shí)間短，去除效果不均勻。溶氣氣浮法可產(chǎn)生0.1~10毫米的氣泡，用于去除較小的油滴；溶氣氣浮法產(chǎn)生的氣泡也比較均勻，對(duì)油滴的去除效果較好。

2.2破乳劑的選擇。

其作用就是在廢水中投加化學(xué)藥劑，破壞乳化油與水之間的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使油滴與水分離，從而便于有效地去除油滴。大多數(shù)乳化廢水是水包型，其中乳化劑親水端的親水端會(huì)離解，并帶有負(fù)電荷，造成油珠不能聚析，因此應(yīng)采用以高電荷陽離子為主體的絮凝劑，同時(shí)應(yīng)盡量提高絮體的密實(shí)度和強(qiáng)度，便于沉淀或氣浮處理。不同的乳化劑種類不同，選擇的破乳劑也不同，實(shí)際選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)乳化劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)分析。

鐵、鋁鹽的混凝作用在乳化過程中通常能有效地實(shí)現(xiàn)乳化，最近有報(bào)道稱，聚合硫酸鐵-聚硅酸復(fù)合絮凝劑處理高濃度乳化液廢水，其破乳效果好，PH值適用范圍廣，藥劑耗量低，但鐵鋁沉淀形成難脫水的氫氧化物污泥，增加油泥處理難度和處理成本。有些企業(yè)采用廢硫酸或廢鹽酸作為破乳劑，其破乳效果好于混凝鹽，但油、水分離后必須對(duì)產(chǎn)生的酸性廢水進(jìn)行中和，而且酸破乳對(duì)乳化廢水PH值的要求不同，處理困難。與此同時(shí)，無機(jī)破乳劑帶來的普遍問題是廢水中溶解物增多，造成二次污染。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)許多新近建成的冷軋廠乳化液廢水處理中使用有機(jī)破乳劑，有機(jī)破乳劑一般反應(yīng)效果好，且品種廣泛，不會(huì)增加污泥量，但運(yùn)行費(fèi)用較高。如：某冷軋廠生產(chǎn)鍍錫板，乳化液廢水用Spectrafloc8115藥劑、有機(jī)聚酯類絮凝劑，一般投加濃度控制在30mg/l左右，處理效果較好。也如某冷軋廠以生產(chǎn)鍍鋅板和硅鋼片為主，投加乳化液廢水用ULTIMER7751破乳劑代替，為了加強(qiáng)絮凝效果，投加了N3457型混凝劑。隨著生產(chǎn)過程中乳化液不斷更換，廢水中破乳劑投加濃度可達(dá)200mg/l，絮凝劑的投加濃度在30~50mg/l之間，處理效果良好。

因此，對(duì)于各種乳化廢水，應(yīng)根據(jù)各廠實(shí)際情況，并結(jié)合廢水處理工藝，綜合考慮選用哪種破乳劑。