电凝聚处理轧钢乳化液废水

Posted 2023-01-15 污染物

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目前，钢铁企业为了消除带钢冷轧时产生的变形热，需要采用乳化液或棕榈油进行冷却和润滑，乳化液受细菌、微生物、高温、金属碎屑的选择吸附等作用，夏季十几天，冬季月余，乳化液逐渐由乳白色变成灰黑色，腐败变质发臭，不得不排放废液，更换新液。废乳化液含有大量的矿物油及其乳化剂，直接排放造成环境严重污染。冷轧乳化液废水治理一直是企业面临的主要难题之一，通常采用的乳化液处理方法：混凝气浮法、超滤处理法等。从效果看，排水的余油<10mg/L，COD<200mg/L，NO2-含量不达标，但治理费用较(12元/t)。

运行实践证明电凝聚与其他方法相比，具有设备简单、操作容易、不引入新的污染物等特点。

试验装置

电凝聚反应器主要由反应槽、电极板和直流电源三部分组成，见图1。试验方法

废乳化液的原始浊度4000NTU；原始COD平均16000mg/L，含油8000mg/L、pH=7.5，外观灰黑色，有难闻的臭味。试验中采用铝极板，将乳化油废水放入水槽中，调整废水的pH并投入一定比例的NaCl。通电后，废水在水泵的作用下提升到反应槽中，调节反应槽中反应的电流密度。一定时间后，取出一定体积的水样静置30min，然后对除油效果进行测试。

化学原理

(1)凝聚与絮凝作用。电解时阳极Al被氧化成Al3+，Al3+是高价阳离子，其新生态具有很高的活性。一方面它能压缩乳化油胶粒周围扩散双电层，使乳化胶粒之间彼此靠近而破乳，微小油滴凝聚成大油团；另一方面Al3+可水解形成Al(OH)3胶体，这些胶体能吸附油滴或络合其他污染物并起架桥作用而达到絮凝目的；Al3+还可水解形成多羟基水合大分子，由于其荷电性，在电场作用下，在溶液中作定向移动，移动过程中能对污染物产生吸附、络合及架桥等作用，并形成大的胶团，有的胶团密实而下沉，有的疏松并在气泡带动下上浮。

(2)化学氧化作用。在外加直流电源作用下，通过在反应槽内电解NaCl溶液引发一系列反应。电解大量产生[O]、[Cl]、HO•等氧化性很强的粒子，这些新生态的产物都具有很强的氧化性，能使废水中的大部分有机物和无机物被氧化而改变其结构和价态，从而使污染物的化学性质得到调整，利于通过其他工艺除去。

电凝聚反应器的经济分析

电凝聚系统费用包括两部分：(1)设备投资主要包括反应槽、直流电源、水泵及管路等，多属小型、低价设备，投资不高，折旧费比例很小；(2)运行费用主要包括电耗、盐耗、铝耗、和人工费。

本次试验系统中，处理废水量Q=7.1L，反应器的电流I=0.8A，电解历时t=2/3h，达到电流I=0.8A时所需的电压U=14V，代入有关价格后，经计算处理每m3废水的运行费用介于1.90～2.36元，平均为2.13元。

结论

(1)电解法处理轧钢乳化液废水，工艺简单，设备程度化高，可用于工业实践，只要稍加调整，即可用于其他类型的废水。

(2)投加适量的NaCl可以提高COD去除率，并能降低处理电压，减少能耗。

(3)电凝聚对于处理低浓度的轧钢乳化液废水效果较好，浓度过高不容易达标排放。