0 引言

鋁廠熱軋乳化液由礦物油與一種或多種乳化劑和眾多添加劑混合而成。熱軋乳化液具有的基本功能是減小摩擦，防止軋輥與工件粘結(jié)，同時控制工作輥的溫度和輥型，提高產(chǎn)品的板形質(zhì)量。鋁廠熱軋生產(chǎn)過程中使用的乳化液會發(fā)生不同程度的酸敗，使性能降低，因此要定期更換新的乳化液。廢乳化液主要含有鋁離子、雜油、細(xì)菌、固體雜質(zhì)。如果對乳化液廢水的排放處理不當(dāng)會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，破乳除油是處理乳化液廢水的關(guān)鍵步驟，本試驗(yàn)采用加熱和加酸的方法進(jìn)行乳化液的破乳，取得了較好的效果。

本試驗(yàn)屬于河北省某鋁業(yè)公司乳化液廢水治理改造工程小試試驗(yàn)。原乳化液廢水采用超濾膜進(jìn)行處理，膜過濾后廢水進(jìn)入生化處理單元，濃縮廢油委托危廢公司回收，由于濃縮廢油的油質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%左右，回收價值不高，而且膜過濾成本高，鋁業(yè)公司為了降低成本擬取消膜過濾，采用加熱加酸*基金項目：美國鋁業(yè)基金會資助項目(編號219764)階段性成果。方法進(jìn)行破乳。本試驗(yàn)對廢乳化液進(jìn)行水浴恒溫加熱研究破乳的效果和加硫酸調(diào)整pH值研究酸化破乳的效果，還研究了加熱加酸組合工藝的破乳效果。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1廢水的來源與水質(zhì)：試驗(yàn)廢水來自河北省某鋁廠熱軋車間，該車間排放的含油3%的廢乳化液和設(shè)備清洗廢水共同排入儲罐。在儲罐中混合后的廢乳化液呈混濁的乳白色，有惡臭味，COD平均值為48 350 mg/L，油平均質(zhì)量濃度為28 362.5 mg/L，pH值5—6。

1.2分析儀器與方法：主要儀器：0IL460型紅外分光測油儀，AE01型自動萃取器，HACH DRB200數(shù)字式消解器，HACHDR2800便攜式分光光度計，PHSJ一4A型試驗(yàn)室PH計，HHS一1I一4電熱恒溫水浴鍋，梅特勒AL204電子天平，78HW一1恒溫磁力攪拌器。分析項目與方法：①油含量：AE01型自動萃取器，0IL460型紅外分光測油儀;②pH值：PHSJ一4A型試驗(yàn)室pH計;③COD：HACH DRB200數(shù)字式消解器，HACH DR2800便攜式分光光度計。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1加熱破乳：移取廢乳化液150 mL置于250 mL錐形瓶中，直接水浴加熱60。C、70℃、80℃，分別加熱0.5，2，4，6，8 h，然后靜置I h冷卻后取錐形瓶底部溶液10mL，稀釋50倍測定數(shù)據(jù)，觀察破乳效果，試驗(yàn)結(jié)果如圖1、圖2所示。

從圖1和圖2可以看出，溫度對破乳效果不明顯，加熱到80℃，油的最大去除率為22%，COD最大去除率為18%。加熱實(shí)驗(yàn)過程中時可以看到乳化液表面有一層很薄的黑色浮油，隨著加熱溫度的升高和加熱時間的增加，黑色浮油量呈上升趨勢。但是即使加熱到80℃，下部的溶液仍然是混濁的乳白色，并沒有出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。所以含油量和COD的去除主要與黑色浮油產(chǎn)生量有關(guān)，單純加熱并沒有達(dá)到理想的破乳效果。另外由于廢乳化液靜置后會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，所以試驗(yàn)中破乳效果有一部分原因是靜置造成的。另外加熱時間長短對破乳效果也不明顯，所以從能耗角度考慮，加熱時間不宜過長，加熱4 h即可。

2.2加酸破乳：移取廢乳化液150 mL置于250 mL錐形瓶中，在室溫20℃下，加硫酸調(diào)整pH值分別為1、2、3，然后靜置2，6，10，16，24 h觀察破乳效果，試驗(yàn)所測油和COD值是移取錐形瓶底部溶液10 mL，稀釋50倍后測定的值。試驗(yàn)結(jié)果如圖3、圖4所示。

從圖3和圖4可以看出，加酸破乳比加熱破乳效果更明顯，油的去除率最高可以達(dá)到73%，COD的去除率可以達(dá)到64%。試驗(yàn)過程中加入硫酸調(diào)整pH值，加入酸后震蕩1 min，水面明顯出現(xiàn)一層油，但是比單純加熱產(chǎn)生的浮油顏色淺，呈黃色，這說明加酸后破壞了乳化液，形成了有機(jī)酸而使油水分離。而且pH值越低，產(chǎn)生的浮油量越多，浮油出現(xiàn)的速度也越快。隨著靜置時間的增加，pH值越低錐形瓶內(nèi)乳化液分層越明顯。靜置10 h以上，pH值為1、2的錐形瓶底部出現(xiàn)一層透明的清液，中間大部分是混濁的乳白色，上部一層黃色浮油，pH=3的錐形瓶底部沒有明顯的透明清液。建議酸化破乳pH值控制在1—2。

2.3組合方法破乳：由于pH值比溫度更能影響乳化液的破乳，所以確定溫度來試驗(yàn)不同pH值的破乳效果。移取廢乳化液150 mL置于250 mL錐形瓶中，加硫酸調(diào)整pH值為1、2、3，水浴加熱80℃，加熱時間4 h，然后靜置2，6，10，16，24 h觀察破乳效果，試驗(yàn)所測油和COD值是移取錐形瓶底部溶液10 mL，稀釋50倍后測定的值。試驗(yàn)結(jié)果如圖5、圖6所示。

從加熱試驗(yàn)效果和加熱能耗兩個方面考慮，本次試驗(yàn)選擇加熱至80℃和加熱4 h來進(jìn)行破乳效果的觀察。從圖5和圖6的數(shù)據(jù)曲線對比圖3和圖4數(shù)據(jù)曲線可以看出，相同pH值條件下，加熱可以加速初期破乳，加熱后靜置2，6，10 h后破乳效果明顯優(yōu)于同pH值下不加熱破乳效果。但是靜置時間超過16 h以上后，相同pH值條件下，破乳效果同不加熱相比增加不多。

3 結(jié)論

(1)溫度升高雖然可以提高破乳效果，但是溫度對破乳效果的影響并不明顯，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明即使加熱到80℃破乳效率也不高，所以不建議采用單純的加熱破乳方法。(2)pH值比溫度更能影響乳化液的破乳，pH值越低破乳效果越好，建議pH值在1—2之間，但是要考慮到設(shè)備的防腐問題。(3)靜置時間對于pH=1—2的乳化液破乳比較明顯，靜置16 h基本達(dá)到極限，時間再長效果也不會明顯增加。(4)力ff熱和酸化組合效果比單獨(dú)加熱或加酸更好，從試驗(yàn)結(jié)果得出鋁廠廢乳化液的最佳破乳條件為：pH=1，加熱80 qC，加熱4 h，靜置16 h，此時油去除率可以達(dá)到79%，COD去除率可以達(dá)到70%。

來源:《工業(yè)安全與環(huán)?！? 作者:李國會等

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