廢切削液新技術處理的廣泛推廣
在金屬切削、磨加工行業中,用于冷卻和潤滑刀具和加工件的工業用液體被稱為切削液,它由多種功能性化學助劑配制而成,具備良好的冷卻、潤滑、防銹、除油清洗、防腐、易稀釋的功能,然而切削液在循環使用后會變質、失效,成為廢切削液。
廢切削液由于其乳化程度高、化學性質穩定以及可生化性差,是一種高濃度、難降解、難處理的有機廢水,屬于國家危險廢物HW09。
1 廢切削液的成分、特點及危害
將汽油和水混合在一起,無論如何攪拌,靜止一段時間后,汽油和水都會很快分層,但是如果在混合液中加入少量的餐具洗滌劑,再攪拌就會形成像牛奶一樣的乳白色液體。仔細觀察,可以發現此時的汽油以很小的液珠的形式分散在水中,能很長時間保持穩定的狀態,這就是乳狀液。切削液也屬于這種乳狀液,因此,切削液中含有部分表面活性劑,如皂類、磺酸鹽與硫酸脂類。它還含有碳酸鈉、三乙醇胺、苯乙醇胺等堿類以及石油磺酸鋇、環烷酸鋅、羊毛脂等油溶性緩蝕劑。
在金屬切削過程中,為了提高切削效率,提高工件的精度和降低工件表面粗糙度,延長刀具使用壽命,達到最佳的經濟效果,就必須減少刀具和工件、刀具與切削之間的摩擦,并且帶走切削區內因材料變形而產生的熱量。因此,廢切削液就具備以下特點:
1、含油量較高。切削液的一般含油量為3%~5%,即油含量為30000~50000mg/L,CODcr高達40000~80000mg/L;
2、微乳化狀態好,穩定性較高。乳液的穩定性是切削液品質要求的重要指標之一,由于表面活性劑的作用,油粒徑一般在5μm~0.05μm,廢切削液即使長時間靜置,或者在低溫和高溫甚至在沸騰狀態下也難以破乳;
3、金屬離子、固體顆粒物粒徑較小,含量較高。在循環使用過程中產生的金屬粉塵、微小金屬顆粒包括銅、鋅等附著在乳液中,也呈較穩定的分散狀態。
而廢切削液的危害主要表現在:油面的覆蓋隔絕了水體的表面復氧,使水體喪失了自凈能力;水體溶解氧的減少又破壞了水中生態平衡;而油類的氧化作用又將加速水體惡化;油中一些低沸點芳香烴化合物對水中生物有直接的毒害作用,而多環芳香烴的存在還會導致人類癌癥發病率的升高;水中的油會使水質變壞變臭,影響人體的健康。因此,廢切削液必須經過適當的處理后才能排放。
2 常規處理工藝
目前,在廢切削液處理方面的常規處理工藝有氣浮、混凝、生化處理和焚燒處理等。
2.1 氣浮、混凝、生化處理工藝
采用氣浮、混凝沉淀后與其他廢水一并進入生化處理系統,由于廢切削液的除油效率低,石油類物質對生化系統有較強的抑制作用,混合后的廢水往往對生化系統產生沖擊和毒害影響。該工藝是廢切削液處理的最早的一種工藝,在早期的鋼鐵行業和金屬切削行業都有應用,但隨著工廠切削液種類的增多和環保標準的不斷提高,該工藝適用性大大降低。
優點:1. 是最早的一種工藝大部分早期企業都建有。
2. 前期投資費用低。
缺點:1. 不能滿足環保要求。
2. 運行費用高
2.2 焚燒處理工藝
焚燒處理是指在焚燒爐的燃燒室內,通過可控高溫化學反應破壞廢切削液中各種有害物質的分子結構,把廢切削液氧化成CO2和H2O等無害物質的技術。廢切削液的焚燒過程可分為蒸發、氣化、氧化3個階段。廢切削液中的水分在高溫環境中首先蒸發出來,可燃組分呈霧狀細滴。而后,油脂等有機物氣化,高分子有機物可能會裂解為低分子化合物(反應溫度約為700~800℃)。最后,氣態有機物與爐內的氧氣發生氧化反應,生成CO2和H2O,并隨煙氣排出爐。
優點:1. 廢乳化液最終變成氣態。
缺點:1. 投資非常高,運行費用非常高。
3 廢切削液資源化再利用工藝
針對廢切削液的特點,我們采用如下工藝:廢切削液通過油水分離設備,分離出水通過催化氧化設備處理,基本達到排放標準。
3.1 油水分離系統
油水分離系統采用膜分離法,膜分離法是利用特殊的薄膜對液體中的成分進行選擇性分離的技術。其特點是在分離過程中,不發生相變化,能量的轉換效率高,不添加藥劑,無二次污染,并且易于實現自動化控制。
3.2 催化氧化系統
高級催化氧化技術是以羥基自由基為主要氧化劑與有機物發生反應,反應中生成的有機自由基可以繼續參加·HO的鏈式反應,或者通過生成有機過氧化自由基后,進一步發生氧化分解反應直至降解為最終產物CO2和H2O, 從而達到氧化分解有機物的目的。
結論
1.本工藝用于處理廢切削液對CODcr、NH3-N、SS等主要污染物去除率不低于90%,出水水質可達或高于GB8978-1996的第二類污染物的三級排放標準。
2.在廢切削液處理工藝的選擇上,本工藝存在一定的優勢,譬如成本低、無二次污染、設備管理方便簡潔、自動化管理控制、處理效果好、工藝適用性強等。