切削液按照組成大體可以分為油基切削液和水基切削液兩類(lèi),水基切削液分為乳化液型、半合成型和全合成型,通常由基礎(chǔ)油和各類(lèi)添加劑組成。切削液的多功能化主要依賴(lài)于切削液中的各類(lèi)添加劑,主要包括保護(hù)潤(rùn)滑表面的潤(rùn)滑劑、抗磨劑、極壓劑、摩擦改進(jìn)劑、防銹劑、金屬鈍化劑等,改善潤(rùn)滑介質(zhì)物理性質(zhì)的乳化劑、分散劑、助溶劑等;保護(hù)液體介質(zhì)本身的抗氧劑、抗泡劑、殺菌劑等。其中,極壓劑能夠增加切削液的極壓抗摩性,潤(rùn)滑劑能增加加工液的減摩性,防銹劑能夠減緩工件表面發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)腐蝕,乳化劑能夠使切削液保持均一穩(wěn)定的狀態(tài)等。添加劑的應(yīng)用決定了切削液的功能,不同的加工需求對(duì)切削液的性能要求有所不同。
切削液在使用過(guò)程中,會(huì)有金屬切削屑、灰塵、機(jī)器潤(rùn)滑油、機(jī)油等雜質(zhì)混入,同時(shí)會(huì)有細(xì)菌、微生物進(jìn)入,使乳化液變質(zhì),粘度增加,性能降低,需定期更換。長(zhǎng)時(shí)間使用后其性能會(huì)逐漸衰減直至失效、變質(zhì),形成金屬加工液廢液。變質(zhì)原因主要有:
①.設(shè)備引入的導(dǎo)軌油或液壓油等雜油,導(dǎo)致細(xì)菌滋生(是水基金屬加工液變質(zhì)的主要原因);
②.工件引入的金屬屑或離子,電導(dǎo)率過(guò)高導(dǎo)致析出分層;
③.環(huán)境引入的其他各種雜質(zhì)如灰塵等。
變質(zhì)的切削液需及時(shí)更換,因此會(huì)產(chǎn)生大量的廢液。廢切削液中含有礦物油、表面活性劑、極壓劑、防銹劑等各種助劑。廢液具有COD濃度高,在10~20萬(wàn)mg/L;乳化油含量高,約為5~10%;廢固體懸浮物含量高;難于破乳,油水分離困難;成分復(fù)雜,含油類(lèi)、乳化劑、殺菌劑等問(wèn)題。
● 切削液廢液處理方法
切削液廢液處理方法有膜分離法、低溫蒸發(fā)法、絮凝法、生物法等。
1、膜分離法
利用膜孔徑比油珠小的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)油水分離,同時(shí)去除雜質(zhì),主要有超濾、納濾和反滲透三種方式。采用膜分離方法可有效去除廢液中的油類(lèi)和COD等,但出水水質(zhì)不穩(wěn)定,膜易堵塞,需與其它方法聯(lián)用。膜過(guò)濾法又稱(chēng)為膜分離法,是利用微孔膜將油珠和表面活性劑截留,主要用于除去乳化油和某些溶解油。濾膜包括超濾膜、反滲透膜和混合濾膜等。膜材料包括有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜兩種,常見(jiàn)的有機(jī)膜有醋酸纖維膜、聚礬膜、聚丙烯膜等,常用的無(wú)機(jī)膜有陶瓷膜、氧化鋁、氧化鈷、氧化鈦等。采用膜分離法處理乳化油廢水具有不需加混凝劑、不產(chǎn)生含油污泥、濃縮液可焚燒處理、透過(guò)量和出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)越性,特別適合高濃度乳化油廢水的處理。但采用膜分離前必須先對(duì)含油廢水預(yù)處理,降低進(jìn)水的污染物含量,使進(jìn)水水質(zhì)能夠保證膜元件在一定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行,不產(chǎn)生膜污染。膜使用一定時(shí)間后必須采取適當(dāng)清洗方法再生。
2、低溫蒸發(fā)法
通過(guò)熱泵和真空泵形成低溫低壓環(huán)境,加速水分蒸發(fā)而分離油水。真空度達(dá)到0.95-0.97時(shí),水的沸點(diǎn)為35-40℃。需配合其他工藝,配合陶瓷膜過(guò)濾系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)廢液減量90-95%,形成濃縮油5-10%。
3、絮凝法
主要包括化學(xué)絮凝、電解絮凝及生物絮凝方法。化學(xué)絮凝通過(guò)投加絮凝劑,改變?nèi)榛陀椭楸砻骐姾桑褂椭橄嗷ブg吸附聚集,完成破乳過(guò)程。常用鋁鹽和鐵鹽,如聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等。用于廢液前處理以提高廢水可生化性,但化學(xué)藥劑消耗量大。電解絮凝使用可溶性陽(yáng)極如金屬鋁或鐵,電解中產(chǎn)生的氣泡起到氣浮分離的作用,產(chǎn)生的鋁或鐵陽(yáng)離子起到絮凝劑的作用。可去除廢液中的多種污染物,缺點(diǎn)是溶解性陽(yáng)極材料消耗極大,電力消耗大,運(yùn)行成本較高。生物絮凝法,一些胞外多糖具有絮凝和吸附的能力,能夠顯著降低污水的濁度、色度、重金屬離子含量,同時(shí),相較于化學(xué)絮凝劑和吸附劑,胞外多糖生物絮凝劑具有易降解、無(wú)毒、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。生物絮凝劑在單獨(dú)使用時(shí),往往存在絮凝效果不穩(wěn)定、使用成本高等問(wèn)題,為了降低化學(xué)絮凝劑殘留對(duì)水體的不良影響,同時(shí)節(jié)約生物絮凝劑的使用成本,提高絮凝效果,可將產(chǎn)胞外多糖微生物所制備的生物絮凝劑,分別與化學(xué)絮凝劑聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵和聚丙烯酰胺復(fù)配。
4、生物法
生物法為目前廢水處理最常用的方法之一,它具有應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)高效無(wú)害等特點(diǎn)。生物處理方法已在國(guó)外尤其在美國(guó)及西歐廣泛地應(yīng)用于油田及乳化油廢水處理、生活含油污水處理中。近年來(lái),人們?yōu)榱藢?duì)付日益普遍的海上石油污染,分離培養(yǎng)了專(zhuān)以石油為底物的微生物菌種,把菌種和營(yíng)養(yǎng)物一起制成浮子,撒到海面上能迅速分解石油。利用特種微生物處理含油的切削液廢液也已成為目前研究的熱點(diǎn)。生物法具有出水水質(zhì)好,運(yùn)行成本低,但存在基建費(fèi)用高、處理時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn),需要進(jìn)一步結(jié)合其他方法,進(jìn)一步革新傳統(tǒng)工藝。
5、組合處理法
目前由于切削液廢液的穩(wěn)定性越來(lái)越強(qiáng),單一的處理方法很難達(dá)到處理要求,因此針對(duì)高濃度切削廢液目前已經(jīng)發(fā)展產(chǎn)生多種組合工藝,以下介紹幾種常見(jiàn)的組合工藝。
①.低溫蒸發(fā)器+半導(dǎo)體無(wú)機(jī)膜+納濾:切削液采用低溫蒸發(fā)器將水分離后,凈液經(jīng)半導(dǎo)體無(wú)機(jī)膜除油,再進(jìn)入納濾去除鹽分,凈液用于配切削液,達(dá)到回用的目的。
②.混凝法+過(guò)濾:采用專(zhuān)用破乳混凝劑,搭配使用合適量聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺達(dá)到破乳分層的效果,物理過(guò)濾部分采用沉淀池、氣浮、壓濾、MBR、半導(dǎo)體無(wú)機(jī)膜、NF、碳濾、DTRO處理。
③.酸化破乳+沉淀法:在酸性條件下,硫酸亞鐵在水中產(chǎn)生一些高電荷物質(zhì),壓縮雙電層,對(duì)污水中懸浮膠體表面負(fù)荷產(chǎn)生很強(qiáng)的中和能力,使膠體表面電位降低,膠粒間斥力減少,使乳化態(tài)膠粒脫穩(wěn)、凝聚集結(jié)而與水分離,達(dá)到破乳效果;破乳后的污水進(jìn)行沉淀,底泥定期排出。
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