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乳化液是广泛用于机械加工和金属加工等行业的加工液,在加工中起到润滑、冷却和防腐等作用,其主要成分包括基础油、表面活性剂、添加剂等。乳化液废水成分复杂且稳定,有毒有害,直接排入水体会对生态环境造成严重破坏,对其无害化处理并达标排放一直是水处理行业中的难题之一。
在各行业中,化学混凝仍是处理乳化废水最主要的方法之一。但在实际工程中,乳化液中烃类等有机物质含量的变化,会改变废水稳定度,也造成絮凝剂在絮凝过程中出现油水分离不彻底甚至难破乳的现象,往往需要高效助凝剂的配合使用来降低乳化废液的稳定性。而有效破乳后,由于污染物浓度仍处于较高水平,可生化性差,使得后续生化处理工艺难以达到理想效果。因此,寻求高效、清洁且经济的乳化液废水处理方法是十分必要的。
本课题针对山西某公司产生的实际乳化液废水,在实验室内采用混凝沉淀+电化学氧化两段式工艺对该废水进行了试验研究,通过工艺优化,达到了理想的效果。
对于混凝沉淀工艺段以絮凝剂投加量、高铁酸钾投加量、初始pH等影响因素为主,比较了高铁酸钾辅助四种絮凝剂即聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、硫酸铝、硫酸铁对乳化液废水的处理效果,比选出高铁酸钾+PAC为最佳混凝组合。结果表明,当PAC投加量为50mg/L,高铁酸钾投加量为50mg/L,初始pH值为9,反应温度为40℃,沉降时间30min时,CODcr和浊度的去除率分别达到89.5%和92.5%,且反应过程中絮体密实,分层明显,出水较为清澈。利用高铁酸钾的氧化性有效的提高了难降解物质的分解,铁离子与铝离子在水解过程生成各类中间产物能够增强溶液中吸附架桥作用,产生的Fe(OH)3和Al(OH)3胶体会与水中胶体颗粒发生共沉淀;使得絮体的密实度加强。同时,高铁酸钾能够改变絮体结构,促进PAC水解生成的絮体更快的沉淀。此时,高铁酸钾除了发挥氧化性和絮凝作用外,也起到了一定的助凝作用。根据三维荧光和紫外-可见光谱分析,高铁酸钾复配PAC能够有效去除废水中的有机物。有利于后续电化学氧化工艺段的进行。
对于电化学氧化工艺段采用BDD电极为阳极对混凝沉淀工艺段出水进行降解。针对电解质浓度、电流密度、电解pH和反应温度进行单因素实验。实验结果表明,当支持电解质浓度为500mg/L,电流密度为75mA/cm2,初始电解pH值为9.0,反应初始温度为40℃,电解5h后,CODcr、氨氮和TOC的去除率分别达到94.86%、95.02%和96.95%。此时各指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准的要求,正说明经过高铁酸钾辅助PAC+BDD电化学氧化两段式工艺能够满足乳化液废水的处理要求。
在各行业中,化学混凝仍是处理乳化废水最主要的方法之一。但在实际工程中,乳化液中烃类等有机物质含量的变化,会改变废水稳定度,也造成絮凝剂在絮凝过程中出现油水分离不彻底甚至难破乳的现象,往往需要高效助凝剂的配合使用来降低乳化废液的稳定性。而有效破乳后,由于污染物浓度仍处于较高水平,可生化性差,使得后续生化处理工艺难以达到理想效果。因此,寻求高效、清洁且经济的乳化液废水处理方法是十分必要的。
本课题针对山西某公司产生的实际乳化液废水,在实验室内采用混凝沉淀+电化学氧化两段式工艺对该废水进行了试验研究,通过工艺优化,达到了理想的效果。
对于混凝沉淀工艺段以絮凝剂投加量、高铁酸钾投加量、初始pH等影响因素为主,比较了高铁酸钾辅助四种絮凝剂即聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、硫酸铝、硫酸铁对乳化液废水的处理效果,比选出高铁酸钾+PAC为最佳混凝组合。结果表明,当PAC投加量为50mg/L,高铁酸钾投加量为50mg/L,初始pH值为9,反应温度为40℃,沉降时间30min时,CODcr和浊度的去除率分别达到89.5%和92.5%,且反应过程中絮体密实,分层明显,出水较为清澈。利用高铁酸钾的氧化性有效的提高了难降解物质的分解,铁离子与铝离子在水解过程生成各类中间产物能够增强溶液中吸附架桥作用,产生的Fe(OH)3和Al(OH)3胶体会与水中胶体颗粒发生共沉淀;使得絮体的密实度加强。同时,高铁酸钾能够改变絮体结构,促进PAC水解生成的絮体更快的沉淀。此时,高铁酸钾除了发挥氧化性和絮凝作用外,也起到了一定的助凝作用。根据三维荧光和紫外-可见光谱分析,高铁酸钾复配PAC能够有效去除废水中的有机物。有利于后续电化学氧化工艺段的进行。
对于电化学氧化工艺段采用BDD电极为阳极对混凝沉淀工艺段出水进行降解。针对电解质浓度、电流密度、电解pH和反应温度进行单因素实验。实验结果表明,当支持电解质浓度为500mg/L,电流密度为75mA/cm2,初始电解pH值为9.0,反应初始温度为40℃,电解5h后,CODcr、氨氮和TOC的去除率分别达到94.86%、95.02%和96.95%。此时各指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准的要求,正说明经过高铁酸钾辅助PAC+BDD电化学氧化两段式工艺能够满足乳化液废水的处理要求。