切削废液处理工艺的试验研究

段书芬

（上海新禹固废处理有限公司，上海 201302）

切削液广泛应用于金属加工业的制冷、润滑等工艺中，其主要含有制冷剂、润滑剂、防腐剂、杀生剂、稳定剂和消泡剂等成分[1-2]。但切削液在使用过程中易变质，废切削液的有机污染物含量高，难生物降解，含有大量的油类物质，这些废切削液如果直接排放到环境中会带来严重的环境问题[3]。目前，处理切削废液的主要方法有物理法、化学法、生物法以及各方法的联用技术[4-5]。因此，本文针对某厂机械加工过程产生的切削废液，采用破乳-蒸发浓缩-生化处理工艺，研究处理后出水浓度能否达到《污水综合排放标准》三级标准。

1　试验材料和方法

1.1　试验废水来源及水质状况

试验用废水是某厂机械加工生产过程产生的切削废液，主要成分有油类物质、表面活性剂、难降解的有机物等，其水质状况如表1所示。

表1　废水性质

1.2　分析项目

CODCr：重铬酸钾法；pH值：玻璃电极法[6-7]。

1.3　废水处理工艺试验

1.3.1破乳试验

（1）酸析破乳。取废水加硫酸调pH至2.0，静置，观察酸析效果，一段时间后取中间层清液测COD[8]。

（2）混凝剂破乳。取废水加液碱调pH至7.0，从中取相同量的水样三份，分别加入三氯化铝、三氯化铝和PAM（聚丙烯酰胺）、PFS（聚合硫酸铁），搅拌，静置，观察破乳效果，一段时间后取中间层清液测COD[9]。

1.3.2蒸发浓缩试验

破乳后，废水在不同温度、压力条件下负压蒸发，测得蒸发水的COD。

1.3.3生化试验

蒸发浓缩所得蒸发水分别进入好氧池，停留12 h后，测出水COD。

2　结果与讨论

2.1　破乳试验结果

废水中加入不同的破乳剂后，破乳的现象和结果如表2所示，不同破乳剂对废水COD去除率的影响如图1所示。

表2　破乳试验结果及现象

图1　不同破乳剂对废水COD去除率的影响

由表2、图1可知，硫酸和三氯化铝对废水没有明显的破乳效果，三氯化铝和PAM的组合与PFS对破乳的效果就比较显著。其中，PFS加入废水中立即出现大量矾花，静置5 min后出现明显分层；废水中加入三氯化铝和PAM，静置10 min后也出现明显的分层现象。但PFS的破乳效果从反应时间和COD的去除效果上都优于三氯化铝和PAM的处理效果，故选用PFS作为混凝剂进行破乳。

2.2　蒸发浓缩试验结果

破乳后，废水分别在90℃、120℃、150℃和40 kPa、70 kPa条件下进行蒸发浓缩，所得蒸发水的COD和COD去除率如图2所示。

由图2可知，温度越高，蒸发水的COD越大；压力越高，蒸发水的COD也越大。因此，蒸发操作时的压力和温度对蒸发水的质量有很大的影响。

图2表明，操作压力在70 kPa时，蒸发水的COD浓度高于操作压力为40 kPa时蒸发水的COD。这可能是由于较大的操作压力带来更高的热量，这使得冷凝物中有有机化合物存在，造成蒸发水中的COD 较高[10]。

在操作压力不变的条件下，蒸发温度越高，蒸发水的COD越大，COD的去除率越低；操作压力有变化时，蒸发温度对蒸发水的COD的影响趋势不变。这是因为较高的蒸发温度增加了体系的热量，从而增加了油在水中的溶解度[11]。由图2可知，在上述各种操作压力和温度条件下，蒸发水的COD去除率都能达到90%。

图2　操作压力和温度对蒸发水的COD及去除率的影响

本试验中，蒸发浓缩后得到的蒸发水要进入好氧池进行生化处理，所以在蒸发浓缩阶段产生的蒸发水经生化后能够达标排放就达到了试验目的。因此，选取蒸发浓缩试验得到的蒸发水进行下一步试验。

2.3　生化试验结果

蒸发水进入好氧池好氧处理后，出水的COD和COD去除率分别如图3、图4所示。

由图3可知，当进水浓度达到1 600 mg/L时，经生化处理后的出水浓度高于500 mg/L，未能达到污水排放三级标准。当进水浓度低于1 500 mg/L时，生化出水的浓度就已经达到排放标准。故试验中蒸发浓缩的蒸发水经生化处理后是可以达到排放标准的。

由图4可知，当进水浓度由1 000 mg/L增加到1 465 mg/L时，废水的COD去除率由64.7%上升到70%。其后，再增加进水浓度，废水的COD去除率开始下降。因此，蒸发水的浓度宜控制在1 500 mg/L以下，这样的进水浓度既可以保证出水达标排放，又保证COD的去除率较高。

图3　进水COD浓度对COD处理效果的影响

图4　进水浓度对COD去除率的影响

3　结论

采用氯化铝+PAM和PFS破乳效果好，经破乳处理后，废水的COD从79 576 mg/L降低到17 000 mg/L，水的色度也由原来的乳白色浑浊变为澄清，此时废水为黄绿色。

采用蒸发浓缩工艺处理破乳后废水，在150℃、70 kPa的操作条件下，得到的蒸发水的COD最高为1 600 mg/L，其他操作条件下的蒸发水COD都在1 400 mg/L以下，此工艺COD的去除率都在90%以上。

采用好氧处理蒸发水，当进水浓度不高于1 500 mg/L时，出水的COD可以达到污水排放三级标准。采用破乳-蒸发浓缩-生化工艺对某厂机械加工生产过程产生的切削液进行处理是可行的。