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机械加工行业废水处理研究进展

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引言：

机械加工工业在磨、切、削、轧等加工过程中，普遍使用乳化剂来冷却、润滑、防锈、清洗等，以提高产品的质量，减少机床磨损，从而延长机床的使用寿命。而废弃的乳化剂便是一种高浓度含油废水，其COD、油类、SS等浓度较高，且油、乳的稳定性好，带有刺激性惡臭，较难处理[1]。机加工含油废水处理技术大致可分为物理法、物理化学法、化学法、生物化学法、电化学法。

1.物理法

废乳化液的物理处理方法主要包括重力法和膜分离法。重力法是指利用废乳化液中油和水的密度差，在重力作用下，对漂浮油和分散油进行重力分离。重力法通常只用于去除废乳化液中的浮油，以作预处理之用。膜分离技术是利用特殊制造的多孔材料的拦截作用，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的污染物。根据推动力及选择透过性膜的类型不同，膜分离技术一般分为微滤、超滤、钠滤、反渗透、电渗析等几种类型。在含油废水的处理工艺中采用膜分离工艺时，可以不需要经过破乳等预处理工作，直接利用选择透过性膜实现油类物质与水的分离工作，操作简单，污泥产量低，能耗小，分离效率高。但是，由于膜的孔径较小，膜的清洗工作较为复杂，膜污染问题也往往较为严重[2]。

2.物理化学法

物理化学法包括吸附法和气浮法。吸附法是利用多孔吸附剂对废乳化液的溶解油进行物理吸附（范德华力）或化学吸附（化学键力）或是交换吸附（静电力）来实现油水分离。常用的吸附剂有活性炭、活化煤、活性白土、磁铁砂、硅藻土、焦炭、纤维、高分子聚合物及吸附树脂等。活性炭是一种优良的吸附剂，表面积高达5×105～2.5×106m2/kg，具有较好的处理效果。气浮法是在油水悬浮液中释放大量的微气泡（10～120μm），依靠表面张力作用将分散于水中的微小油滴粘附于微气泡上，使气泡的浮力增大上浮，达到分离的目的。当污水中含有的表面活性物质造成悬浮液严重乳化时，为提高分离效果，可在浮选前向水中加入絮凝剂进行破乳。陆斌[3]等采用两级混凝-气浮-生物接触氧化工艺处理金属加工行业乳状液废水，结果表明，在废水进水平均COD浓度为9820mg/L，油类浓度为2350mg/L的情况下，出水平均COD浓度为43.7mg/L，油类为2.04mg/L，COD平均去除率为99.55%，油类去除率为99.91%，出水各项指标均达标。

3.化学法

（1）絮凝法

絮凝法是采取投加混凝剂来破坏乳化液的稳定性。由于乳化液中的胶体相互聚集，形成絮凝体，絮凝体在重力或浮力的作用下沉降或上升，与水分离，达到破乳的目的。絮凝法是目前国内外普遍用来提高水质处理效率的一种既经济又简便的水质处理方法。倪伟敏[4]等采用投加聚合硫酸铁（PFS）和聚合氯化铝（PAC）处理废乳化液，结果表明，在进水COD为7000～35000mg/L的情况下，PFS投加量为0.46～0.56mg/L，PAC投加量为1.5～3.5mg/L时，COD去除率可达94%以上，处理效果较好。田禹[5]等依托实际废水处理工程，采用石灰+聚丙烯酰胺（PAM）的破乳剂组合对高浓度、酸性乳化液进行处理，在原水COD平均浓度为32424mg/L，浊度为3500NTU的情况下，投加石灰40g/L，PAM10mL/L后，乳化液浊度去除率达到98%，COD去除率达到34%。

（2）盐析法

盐析法是指向乳化液中投加无机盐类的电解质，电解质可以很快离解成正、负离子，使油珠扩散层中阳离子由于排斥作用被赶到吸附层，压缩油水界面的双电层，同时减少了电荷，导致双电层被破坏，油珠脱稳，油珠间吸引力得到恢复而相互聚集，达到破乳目的。涂湘激[6]等采用聚沉法对高浓度超稳定废乳化液进行处理，在原水COD平均浓度为107662.3mg/L，石油类为10950mg/L的情况下，COD最大去除率为70%，石油类最大去除率为93.5%。田禹[7]等依托实际废水处理工程，采用投加氯化钙（CaCl2）处理高浓度含油乳化液，其原水COD平均浓度为30000mg/L，浊度为4000NTU，在40℃、CaCl2投量为8g/L、反应时间为10min的条件下处理效果最佳，浊度去除率可达91%，COD去除率为30%。

（3）高级氧化法

高级氧化法是指利用强氧化剂如O3、Cl2、H2O2、KMnO4、Fenton试剂等氧化分解含油废乳化液中的油和乳化剂等污染物质，达到净化污水的一种方法。在废乳化液处理工艺中，应用最为看好的是Fenton及其组合处理工艺。Fenton试剂是Fe2+和H2O2的混合物，H2O2在Fe2+的催化作用下离解出强氧化性的羟基自由基（·OH），可氧化降解废乳化液中的有机物，形成CO2、H2O等无机物质，从而达到降解废水的目的。

李春程[8]等采用微电解—Fenton