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高濃度乳化液廢水破乳技術(shù)分析

      乳化液在鋼鐵冷軋、機械加工和機械制造等冶金行業(yè)中被廣泛應用。乳化液含有大量的表面活性劑、礦物油、添加劑、金屬屑等物質(zhì),CODCr的質(zhì)量濃度一般在幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)左右,可生化性差,屬于高濃度難降解廢水,排入水體后會(huì )產(chǎn)生嚴重的污染。

      目前乳化液的處理可分為物理破乳處理、化學(xué)破乳處理、生物破乳處理和焚燒處理。其中,化學(xué)破乳處理是傳統的處理方法,處理效果顯著(zhù),但是它存在耐沖擊負荷差、設備組成較多、產(chǎn)生大量污泥,需要進(jìn)行進(jìn)一步處理等缺點(diǎn)。

      近年來(lái),國內學(xué)者研究了一些新型處理工藝,混凝氣浮法是目前國內常用的乳化液處理工藝,CODCr的去除率達到90%以上,但對難降解的有機小分子去除效果不佳。Fenton試劑是由H2O2和Fe2+混合得到的一種強氧化劑,反應速度快,可以將多數已知難降解的大分子有機物氧化成小分子有機物,適用于處理難治理或對生物有毒性的工業(yè)廢水。Fenton試劑在有機廢水處理中已得到成熟的應用,而用于乳化液廢水處理還在探索階段。

      采用Fenton氧化法破乳,乳化液會(huì )變成紅棕色,然后有大量氣泡生產(chǎn),廢液溫度明顯升高。15min后反應溫度達到最高,然后溫度開(kāi)始降低。60min后廢液溫度恢復到常溫。當調節廢液PH值為7時(shí),形成大量沉淀物,加入PAM后沉淀顆粒變大。靜置出現分層,且破乳后乳化液廢水為澄清液,CODCr的去除率達到75.7%。因此,Fenton氧化破乳法較傳統破乳方法效果好,且對CODCr的去除率也明顯要高。

      隨著(zhù)H2O2投加量由60mL/L增加到140mL/L,CODCr去除率先快速增大然后略有降低。當H2O2的投加量為100mL/L時(shí),CODCr去除率達到最大,為97.85%。在H2O2的投加量較低時(shí),反應產(chǎn)生的•OH也少,氧化能力不足;隨著(zhù)H2O2的投加量增加,反應產(chǎn)生•OH也隨之增加,并迅速對廢水中有機物進(jìn)行氧化分解。當H2O2的投加量高于100mL/L時(shí),導致過(guò)量的H2O2無(wú)效分解。由此可知,Fenton氧化最佳的H2O2投加量為100mL/L,此時(shí)FeSO•47H2O投加量是45.4g/L。

      由于乳化液膠體穩定且CODCr濃度高,在Fenton氧化前投加PAC的目的是對乳化液進(jìn)行破乳預處理,有利于Fenton氧化對乳化液的處理效果。破乳劑的作用是中和或改變膠體離子表面的電荷,破壞乳化液的穩定狀態(tài),使油類(lèi)物質(zhì)從乳化液中分離去除。

      隨著(zhù)PAC投加量由100mL/L增加到300mL/L,CODCr的去除率呈先增加后降低趨勢。分析其原因可能是當PAC投加量過(guò)少時(shí),其對膠體離子表面的電荷中和不充分,乳化液破乳效果不明顯;當PAC投加量為200mL/L時(shí),CODCr的去除率達到最大,為92.63%;PAC投加量過(guò)多,形成大量絮體物,反而不利于Fenton氧化。因此,PAC破乳+Fenton氧化處理乳化液最佳的PAC投加量應控制在200mL/L。

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