一、乳化液廢液的來源及危害

1、主要來源

金屬及其合金材料在加工成各種機械零部件過程中都需要使用各種潤滑劑。無屑成型過程使用的潤滑劑叫金屬成型潤滑劑，有屑成型過程使用的潤滑劑稱為切削潤滑劑。金屬加工潤滑劑分為油基型和水基型2大類。油基型潤滑劑是以礦物油、動植物油或2者的混合物為主加入各種添加劑形成的。水基型潤滑劑包括可溶性油、半合成液和合成液3種。

可溶性油(又稱乳化液)是由礦物油(或植物油)、水、乳化劑、添加劑組成的乳狀液。其廢液處理比較困難，常造成許多問題。本文提及的乳化液實際指的就是可溶性油(乳化液、半合成液和合成液)。產(chǎn)廢的主要行業(yè)是機加工行業(yè)，涉及的行業(yè)包括機電、機加、泵業(yè)、汽車加工、冶金、鍛造、和鑄造。

2、主要有害成分及危害性

金屬加工過程中使用的乳狀液形成的潤滑劑(可溶性油)主要成分包括油、乳化劑和添加劑。切削液以水為主體，但產(chǎn)生的廢液中含有廢皂液、乳化油/水、烴/水混合物、乳化液(膏)、切削劑、冷卻劑、潤滑劑、拔絲劑等有害物，而且在使用過程中由于細菌作用會發(fā)生腐敗，所以它的毒性和污染性大大增加。

不同潤滑劑乳狀液情況差異很大，一般屬于含有機物和油多、COD值和BOD值均大的廢水而且廢水中含有金屬屑、砂粒等多種污垢，會嚴重污染水源。因此，切削廢液貯存與處置不當，將嚴重威脅市民的身體健康，影響城市形象和環(huán)境。

二、破乳技術(shù)簡介

在多數(shù)情況下，人們希望制備的乳狀液保持穩(wěn)定，但有時卻希望乳狀液不穩(wěn)定，能夠破乳而使油水分離。常用的破乳方法可分為物理機械法、物理化學法和電力作用法3類。

(1)電沉降法：主要用于w/O型乳狀液，在電場作用下，使作為內(nèi)相的水珠聚結(jié)。

(2)超聲波法：超聲波是常用的一種形成乳狀液時的攪拌手段，但當其強度不大時又可以發(fā)生破乳。

(3)加熱法：加熱提高溫度，增加分子的熱運動有利于液珠的聚結(jié)，外相粘度降低，從而降低了乳狀液的穩(wěn)定性，容易破乳。

(4)強制過濾法：是讓乳狀液通過過濾板，利用濾板將乳液珠滴的界面膜刺破使其內(nèi)相聚結(jié)而破乳的方法。這種方法可用于含油洗滌廢水處理。

(5)靜置上浮或沉降分離法：乳狀液在靜置過程中由于分散相和連續(xù)相相對密度不同，o/W型乳狀液中的分散相通常發(fā)生上浮，而w/o型乳狀液中的分散相珠滴有沉降的傾向。直徑10um的油滴在水中上浮的速度大約2cnl/，h，因此長時間靜置可以達到使油在水中上浮分離的目的。乳狀液中油滴越大使用靜置的方法分離越容易。

(6)離心分離法：離心分離法比單純利用重力作用的靜置法使乳狀液內(nèi)、外相分離要快得多。用離心方法可把較大的油滴分離，但要把細小的油滴全部分離則還不夠經(jīng)濟。

(7)加壓空氣上浮法：是向裝有o/W型乳狀液的容器中鼓入加壓的空氣泡，使分散油滴吸附在微小的空氣泡上，利用氣泡的上浮把油滴從乳狀液中分離出來。這種方法被廣泛用于含油廢水的處理。

(8)降低粘度法：一般提高乳狀液外相粘度有利乳狀液保持穩(wěn)定，相反設(shè)法降低乳狀液外相粘度則有利于破乳。

三、常用工藝

目前國內(nèi)常用的乳化液處理工藝有：

(1)物化+生化。該法適用于乳化液濃度低，水量大的場所。優(yōu)點是運行費用低，出水效果好；缺點是一次投資較高，運行管理相對復雜，對操作人員要求高。

(2)物化+吸附。該法適用于大多數(shù)乳化液。優(yōu)點是適用性強，操作簡便；缺點是活性炭濾料在吸附飽和后需更換，導致運行成本增加。

(3)物化+膜過濾裝置。該法是目前國內(nèi)新興的一種工藝，適用于大部分乳化液。優(yōu)點是出水水質(zhì)好，管理簡便；缺點是一次性投資大，濃縮液與反洗水難處理，膜孔易堵塞。

乳化液的穩(wěn)定性

乳化液的穩(wěn)定性與制備過程中的原料特性、操作特性及機械特性有關(guān)。原料特性包括原料的種類、原料的軟水性、原料的加料次序。操作特性包括添加和混合原料的方法、乳化溫度、乳化時間。機械特性包括乳化裝置的種類、裝置的攪拌速度、攪拌旋轉(zhuǎn)葉片的形狀與直徑等。

1.原料特性

合適的乳化劑溶液配比是形成穩(wěn)定預乳化液的前提。

單體應該是逐漸或分批加入正在攪拌的乳化劑溶液中的，如一次性加入則會造成局部單體液滴濃度過大，不能形成穩(wěn)定體系。

各種單體的加入次序一般是不可逆的，其原則是按軟水性的強弱次序加入。

2.操作特性

預乳化過程中體系溫度一般在10℃以上，溫度過低時雖形成的預乳化液相對更加穩(wěn)定，但所需乳化時間較長。

單體添加結(jié)束后，應再乳化一段時間（一般為30分鐘）后使用。而工業(yè)生產(chǎn)時，為節(jié)省能源，應根據(jù)預乳化液的穩(wěn)定性適當調(diào)整乳化時間，一旦達到要求即刻停止攪拌。

3.機械特性

預乳化操作一般用專用的乳化機進行攪拌，它的攪拌旋轉(zhuǎn)葉片形狀與直徑是符合預乳化要求的。在實驗室內(nèi)條件不允許時也可用普通攪拌分散機代替，但使用者需要有較強的實踐經(jīng)驗。

預乳化時的攪拌在剛開始時應該緩慢提速，因為界面張力梯度對預乳化液的形成很重要，也是乳化劑的重要作用之一，如果乳化劑形成的膜以較低速度被拉伸，則液滴形成比較容易；而乳化機預乳化的最高攪拌速度也不宜過高，因為單體分散過細，其表面自由能高，造成體系不穩(wěn)定，且容易產(chǎn)生泡沫，影響聚合反應。

乳化液的維護管理有兩個方面，一是防止外界污染物的混人和及時清除，另一個是保持水溶性工作液的性能穩(wěn)定：如濃度、防銹性、pH值、抗菌能力等。雖然一般切削液產(chǎn)品都具有一定的抗菌能力，但某些成分由于就是細菌和微生物的養(yǎng)分，所以在抗菌能力不足的情況下，切削液的使用壽命是有限的。各種雜物往往是切削液腐敗的根源。例如：煙頭，茶水，棉紗等雜物隨意丟棄于水盆內(nèi)，污染了切削液，成為了細菌和微生物生長和繁殖的載體和養(yǎng)分，所以必須嚴格控制不讓外界異物混人，一旦混人須立即清理。

在基本無外界異物混人的情況下，污染切削液的物質(zhì)主要是金屬粉末和砂礫細粉、飄浮油和游離水、微生物和繁殖物等等。

飄浮油是指機床傳動和液壓系統(tǒng)用油因機床密封不嚴漏人切削液系統(tǒng)的油。飄浮油的危害是使切削液系統(tǒng)的某些材料膨脹變形，干擾了乳化液的乳化平衡，使乳化液失去穩(wěn)定性。而且飄浮油常浮于乳液油表層，阻擋了乳化液和空氣的接觸，導致乳化液缺氧，使厭氧菌快速繁殖，加速乳化液的腐敗變質(zhì)。