本发明涉及一种适用于水基切削液废水的强化处理方法，可以有效提高废水的可生化性，促进废水中高浓度难降解有机物的去除，用于水污染强化处理领域。
背景技术：
切削液废水属于高浓度工业废水，难以处理，难以降解，含有大量的污染物。水基切削液主要以冷却为主，一般可分为乳化液、半合成切削液和合成切削液，由于其成分复杂，化学稳定性好，直接处理难度较大，一种方法通常难以去除，必须几种方法进行联用，比如：物理分离、化学法去除、生物法降解、高级氧化矿化等。对于预处理过程，主要是对废液进行破乳除去废液中油包水或水包油中的油类物质。破乳处理后再进行深度处理以去除废水中部分油类物质和溶解性有机物、悬浮物、氨氮等。
目前，破乳方法有混凝、酸析、高级氧化、膜技术等，但膜过滤法设备投资大、成本高、并存在膜污染等问题，具有一定的局限性；酸析处理，虽然能破乳达到油水分离的目的，但对设备的要求较高。反相破乳剂能有效地改善油包水（w/o）或水包油（o/w）乳液的界面张力，使污水内的胶体颗粒失去稳定的排斥力及吸引力，最终失去稳定性而形成絮体，更进一步通过化学桥联，最终完成对污水中的油水分离及有害杂质的分离，达到回收油品、使污水得到净化的目的。但是，目前国内外的反相破乳剂种类繁多，破乳率差异较大，如何筛选出高效低成本的破乳剂或联合其他处理工艺从而达到良好的破乳效果，是亟待解决的一个难题。高级氧化处理作为切削液废水的强化处理工艺，利用高浓度的羟基自由基，可以对有毒有害污染物转化较为彻底，能有效提高废水的可生化性。但是高级氧化技术虫类多，运行费用较大，在实际应用中存在一定的局限性。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种适用于水基切削液废水的强化处理方法，具有处理工艺流程简单，处理效果显著、运行成本低、使用性广泛等优势，可为含油难处理废水提供一条可实用性方案。本发明采用物理隔油先初步去除表面浮油，有利于简化和提高破乳混凝处理工艺和效率，再利用非均相臭氧催化氧化技术可以进一步促进对废水中有机物的去除效率，提高废水的可生化性，最后再进行絮凝沉降，利用高效的无机复合吸附絮凝剂，能进一步去除废水中的有机物与氨氮含量，从而使废水达到排放指标。
本发明目的通过下述方案实现：一种适用于水基切削液废水的强化处理方法，其特征在于利用物理隔油-破乳混凝-臭氧催化-絮凝沉降联合工艺，达到高效去除codcr和氨氮的效果。
所述的适用于水基切削液废水的强化处理方法，具体包括以下步骤：（1）首先，将水基切削液废水进行离心分离，去除浮油；（2）在磁力搅拌下，按照一定体积比向（1）中的切削液废水中加入一定质量分数的阳离子破乳混凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（pda），充分混合搅拌后，进行油水分离；（3）去除上层浮油，取下层溶液置于非均相臭氧催化反应装置中进行臭氧催化氧化处理，加入一定量的非均相臭氧催化剂，并调节臭氧曝气时间和流量；（4）待反应结束后，进行固液分离，向废水中加入一定体积的无机复合絮凝剂，充分搅拌1min后静置沉降，并测量其codcr和氨氮的去除率。
所述的破乳混凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（pda），其特征在于所述的pda的制备方法，具体包括以下步骤：（1）在一定温度下，向三口烧瓶中加入固含量为60%的二甲基二烯丙基氯化铵单体，并加入去离子水后充分搅拌，调节ph，通入氮气30min后加入一定量的引发剂和螯合剂，反应12h。（2）将得到的液体缓慢倒入丙酮中，搅拌均匀，倒出上清液，再加入无水乙醇进行洗涤至固态，真空干燥后即可得到破乳混凝剂pda。
所述的破乳混凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（pda），其特征在于所述的反应温度为60～75℃，ph为4.5～5.5，引发剂和螯合剂分别为过硫酸铵和二水合乙二胺四乙酸二钠盐，过硫酸铵和二水合乙二胺四乙酸二钠盐的质量比为1:1；
所述的破乳混凝工艺，其特征在于所述的阳离子破乳混凝剂pda的单体质量百分比为1%，pda与废水的体积比为（4～20）:1；
所述的非均相臭氧催化工艺，其特征在于所述的非均相臭氧催化剂为三元复合金属氧化物mncelaox、feniceox和fecelaox中的一种，非均相臭氧催化剂的添加量为0.7～1.2g/ml，臭氧曝气时间为45～60min，气体流量为300ml/min；
所述的絮凝沉降工艺，其特征在于所述的无机复合絮凝剂为液态改性聚合氯化铝，无机复合絮凝剂的投加量为0.5%～2%。
可以有效去除废水中的有机污染物和氨氮。采用物理隔油-破乳混凝-臭氧催化-絮凝沉降联合工艺，利用阳离子型破乳混凝剂充分地中和乳化油油珠的表面电荷，破坏其水化膜，压缩双电层，增加油珠间的碰撞几率，加速乳化油脱稳破乳，并结合非均相三元复合臭氧催化剂对臭氧的分解速率，产生更多的活性羟基自由基，有利于催化臭氧化水中有机污染物，大大提高了有机物的矿化率和废水的可生化性；最后利用液态改性聚合氯化铝絮凝剂进一步强化对水中污染物和氨氮的去除，不仅明显降低废渣含水率，节省运行成本，而且提高水基切削液废水的处理效果。本发明采用的处理方法不仅工艺简单、处理效果显著，而且运行成本低、使用性广泛等优势，可为其他含油难处理废水提供一条可实用性方案。
本发明具有如下优点：
（1）本发明提出的一种水基切削液废水的强化处理方法，通过物理隔油-破乳混凝-臭氧催化-絮凝沉降联合工艺，在常温、常压下利用破乳混凝剂使水包油型乳化液急剧脱稳破乳，油水界面清晰；结合非均相臭氧催化氧化技术，利用臭氧催化剂加速臭氧的分解，产生大量的强氧化羟基自由基，促进废水中大分子有机物氧化分解；最后再结合絮凝沉降技术，利用液态改性聚合氯化铝絮凝剂进一步强化对水中污染物和氨氮的去除，不仅明显降低废渣含水率，节省运行成本，而且提高水基切削液废水的处理效果。
（2）本发明提出的一种阳离子型破乳混凝剂的制备方法，通过控制单体、引发剂和螯合剂的配比及反应温度等参数，提高阳离子度，并使得其处理水基切削液废水时，能充分地中和乳化油油珠的表面电荷，破坏其水化膜，压缩双电层，增加油珠间的碰撞几率，加速乳化油脱稳破乳。该阳离子型破乳剂pda不仅正电荷密度高、水溶性好、阳离子单体结构稳定、ph适用范围广泛，而且破乳效果显著、沉降速度快。
（3）本发明提出的液体改性絮凝剂，可直接投加无需稀释，操作简便，絮凝剂可快速吸附架桥，提高对水中有机物、胶体、悬浮物等吸附能力，混凝沉降效果突出，用于高级氧化处理工艺后可进一步提高废水的codcr和氨氮含量去除效果。
具体实施方式
通过实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1：
一种适用于水基切削液废水的强化处理方法，利用物理隔油-破乳混凝-臭氧催化-絮凝沉降联合工艺，达到高效去除codcr和氨氮的效果，按下述步骤：
（1）首先，将水基切削液废水进行离心分离，去除浮油；
（2）破乳混凝：
在65℃，向三口烧瓶中加入固含量为60%的二甲基二烯丙基氯化铵单体，并加入去离子水后充分搅拌，调节ph为5.5，通入氮气30min后按照质量比为1:1加入过硫酸铵和二水合乙二胺四乙酸二钠盐作为引发剂和螯合剂，反应12h；将得到的液体缓慢倒入丙酮中，搅拌均匀，倒出上清液，再加入无水乙醇进行洗涤至固态，真空干燥后即可得到阳离子破乳混凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（pda）；在磁力搅拌下，按照体积比为15:1向（1）中的切削液废水中加入单体质量分数为1%的阳离子破乳混凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（pda），充分混合搅拌后，进行油水分离；
（3）臭氧催化：去除上层浮油，取下层溶液置于非均相臭氧催化反应装置中进行臭氧催化氧化处理，加入1g/ml的非均相臭氧催化剂fecelaox，并调节臭氧曝气时间和流量分别为45min和300ml/min；
（4）絮凝沉降：待反应结束后，进行固液分离，向废水中加入2%的液体改性聚合氯化铝，充分搅拌1min后静置沉降，并测量其codcr和氨氮的去除率分别为81.1%和87.3%。
实施例2
一种适用于水基切削液废水的强化处理方法，利用物理隔油-破乳混凝-臭氧催化-絮凝沉降联合工艺，达到高效去除codcr和氨氮的效果，按下述步骤：
（1）首先，将水基切削液废水进行离心分离，去除浮油；
（2）破乳混凝：
在70℃，向三口烧瓶中加入固含量为60%的二甲基二烯丙基氯化铵单体，并加入去离子水后充分搅拌，调节ph为4.5，通入氮气30min后按照质量比为1:1加入过硫酸铵和二水合乙二胺四乙酸二钠盐作为引发剂和螯合剂，反应12h；将得到的液体缓慢倒入丙酮中，搅拌均匀，倒出上清液，再加入无水乙醇进行洗涤至固态，真空干燥后即可得到破乳混凝剂pda。
在磁力搅拌下，按照体积比为4:1向（1）中的切削液废水中加入单体质量分数为1%的阳离子破乳混凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（pda），充分混合搅拌后，进行油水分离；
（3）臭氧催化：去除上层浮油，取下层溶液置于非均相臭氧催化反应装置中进行臭氧催化氧化处理，加入1.2g/ml的非均相臭氧催化剂mncelaox，并调节臭氧曝气时间和流量分别为60min和300ml/min；
（4）絮凝沉降：待反应结束后，进行固液分离，向废水中加入2%的液体改性聚合氯化铝，充分搅拌1min后静置沉降，并测量其codcr和氨氮的去除率分别为92.4%和95.3%。
实施例3
一种适用于水基切削液废水的强化处理方法，利用物理隔油-破乳混凝-臭氧催化-絮凝沉降联合工艺，达到高效去除codcr和氨氮的效果，按下述步骤：
（1）首先，将水基切削液废水进行离心分离，去除浮油；
（2）破乳混凝：
在75℃，向三口烧瓶中加入固含量为60%的二甲基二烯丙基氯化铵单体，并加入去离子水后充分搅拌，调节ph为5，通入氮气30min后按照质量比为1:1加入过硫酸铵和二水合乙二胺四乙酸二钠盐作为引发剂和螯合剂，反应12h；将得到的液体缓慢倒入丙酮中，搅拌均匀，倒出上清液，再加入无水乙醇进行洗涤至固态，真空干燥后即可得到破乳混凝剂pda。在磁力搅拌下，按照体积比为20:1向（1）中的切削液废水中加入单体质量分数为1%的阳离子破乳混凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（pda），充分混合搅拌后，进行油水分离；
（3）臭氧催化：去除上层浮油，取下层溶液置于非均相臭氧催化反应装置中进行臭氧催化氧化处理，加入1g/ml的非均相臭氧催化剂mncelaox，并调节臭氧曝气时间和流量分别为45min和300ml/min；
（4）絮凝沉降：待反应结束后，进行固液分离，向废水中加入1%的液体改性聚合氯化铝，充分搅拌1min后静置沉降，并测量其codcr和氨氮的去除率分别为78.2%和80.9%。
实施例4
一种适用于水基切削液废水的强化处理方法，利用物理隔油-破乳混凝-臭氧催化-絮凝沉降联合工艺，达到高效去除codcr和氨氮的效果，按下述步骤：
（1）首先，将水基切削液废水进行离心分离，去除浮油；
（2）破乳混凝：
在70℃，向三口烧瓶中加入固含量为60%的二甲基二烯丙基氯化铵单体，并加入去离子水后充分搅拌，调节ph为4.5，通入氮气30min后按照质量比为1:1加入过硫酸铵和二水合乙二胺四乙酸二钠盐作为引发剂和螯合剂，反应12h；将得到的液体缓慢倒入丙酮中，搅拌均匀，倒出上清液，再加入无水乙醇进行洗涤至固态，真空干燥后即可得到破乳混凝剂pda。在磁力搅拌下，按照体积比为4:1向（1）中的切削液废水中加入单体质量分数为1%的阳离子破乳混凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（pda），充分混合搅拌后，进行油水分离；
（3）臭氧催化：去除上层浮油，取下层溶液置于非均相臭氧催化反应装置中进行臭氧催化氧化处理，加入0.7g/ml的非均相臭氧催化剂feniceox，并调节臭氧曝气时间和流量分别为60min和300ml/min；
（4）絮凝沉降：待反应结束后，进行固液分离，向废水中加入0.5%的液体改性聚合氯化铝，充分搅拌1min后静置沉降，并测量其codcr和氨氮的去除率分别为86.6%和88.4%。