废金属切削液降解处理研究

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1、陕西理工学院毕业论文废金属切削液降解处理研究（陕西理工学院化学与环境科学学院应用化学专业1102班，陕西汉中）指导教师：[摘要]工业废液对我国生态环境造成的损害日益严重，废金属切削液的降解研究还处于落后状态，所以迫切需要这方面的研究并尽快使这项技术实用化。本文研究了工业废水质切削液的降解处理过程，通过对废金属切削液基本成份分析，提出了以碳化铁电解和生物降解为主要处理手段的工艺过程与方法，通过实验研究，以达到降解的目的。并对预处理进行优化。[关键词]废金属切削液；碳化铁电解；生物降解；COD1.引言金属切削液是用于金属切削加工的冷却液。金属切削液作为机械加工重要的配套材料，它在机械加工中主

2、要起冷却，润滑，清洗和防锈四个作用。在过去以及今后相当长的一段时期内，金属切削在金属切削加工中的使用仍是金属切削加工中主要的冷却方法[1]。它的优点是冷却和清洗性能良好，并具有一定的润滑性和防锈性，缺点是使用寿命较短，循环使用后易变质，变性发臭，失效后产生废金属切削液是一种难降解的环境污染物。废金属切削液中还有大量的矿物油，表面活性剂，金属屑、防锈剂、防腐剂、润滑剂等，如果对废金属切削液的排放处理不当会造成严重的环境污染,主要表现为油类物质会覆盖在水面上，阻止空气中的氧溶解于水，使水中的溶解氧减少，导致水生生物死亡，妨碍水生植物的光合作用，甚至使水质变臭，破坏水资源的应用价值。然而，近年

3、来切削液的使用日益广泛，切削液废水的处理难度也随之加大，所造成的环境污染问题日益严重，因此寻找一种最佳的方法处理切削液废水已迫在眉睫[2]。切削液废水处理中包含的主要难降解有机物有：(1)芳香胺、多环芳烃、萘等多环类有机化合物；(2)有机氯、有机汞；(3)氰化物、硫化物；(4)聚丙烯等高分子聚合物。以上物质都具有很高的毒性，而且难降解从而逐步的在环境中富集，对人自身的健康和生态环境的持续发展造成了极大的威胁。因此，环保要求对于废金属切削液是不能排放的，为了生态环境和人体的健康，必须对各种废金属切削液进行严格的处理，达标后才能排放。机械加工废金属切削液因其COD浓度高，成分十分复杂以及生物

4、难降解性差等特点成为废水处理行业中比较头疼的问题[3-4]。废金属切削液的预处理方法虽然较多，但各种方法都有其自身的局限性，采用单一的方法进行处理废金属切削液往往达不到排放要求。在实际应用中，通常将几种方法组合起来，形成多级处理工艺，使出水水质达到排放标准。因此，开发高效的预处理方法组合有望成为废金属切削液处理领域中的研究热点。通过实验研究，寻找出废切削液降解处理的最佳工艺路线。以研制出适应21世纪绿色制造发展需要的废金属切削液降解工艺。在处理废金属切削液工艺过程中，破乳预处理是处理废金属切削液的关键步骤,由于切削液的油状极细，其表面的一层界面常有电荷，油珠外围形成双电层，使油珠相互排斥

5、，极难聚结。因此要使油水分离，首先要破坏油珠的界膜，使油珠相互接近并聚集成大的油珠，从而浮生于水面，这种处理方法叫做破乳。常用的破乳方法有电场法破乳，药剂法，离心法破乳，超滤法破乳。药剂法主要有盐析法、酸化法、凝聚法等。破乳之后在其基础上对废金属切削液进行进一步的降解处理[5-9]。第6页共6页陕西理工学院毕业论文碳化铁电解工艺是根据金属的腐蚀电化学原理，利用形成一种微电池效应对废水进行处理的一种工艺。碳化铁由于其独特优势在废水降解处理中被广泛应用，并且处理水质效果好，碳化铁使用寿命长，成本低廉及操作和维护简便等优点，并且使用的原料为废弃的铁屑，节约了大量的电力资源，具有“以废治废”的意

6、义[12-13]。近几年以来，在该领域碳化铁电解法发展速度较快，在废水治理方面相继有研究报导，有的已投入实际生产中运行。碳化铁电解工艺可以在生物难降解废水领域被广泛的应用和研究探讨，以实现大分子有机污染物的断链，从而提高废水的可生物降解性，降低后续处理成本与负荷。在对废金属切削液进行碳化铁电解后利用絮凝剂进行处理。化学絮凝法在处理废水中具有很重要的作用，其可以用来降低废金属切削液的浊度、色度等感官指标还可以去除高分子有机物、重金属、放射性物质。絮凝剂种类包括无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂。本实验采用无机絮凝剂对试液进行处理[14-18]。采用生化法中的厌氧法对试液进行处理，其主要是

7、利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌将废水中大分子有机物降解为低分子化合物，废金属切削液的处理过程中的有机物经过大量微生物的共同作用，利用厌氧性微生物的代谢特性，在无需提供外援能量的条件下，同时产生有价值的能源，终将被转化为CH4、CO2、H2O、H2S、NH3。在此过程中，各种微生物的代谢过程相互制约、相互影响，并且形成了复杂的生态系统。厌氧生物降解过程可分为四个阶段，分别为水化阶段、酸化阶段、产乙酸阶段、产甲烷阶段[19-23]。厌氧处理