餐飲業(yè)每日排放的廢水中含有豐富的動(dòng)植物油脂，若不經(jīng)過(guò)處理便直接排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染。其中高度乳化油脂的分離一直是個(gè)技術(shù)難題。雖然破乳技術(shù)眾多但各有優(yōu)劣，如采用傳統(tǒng)的加熱靜置法，耗時(shí)長(zhǎng)且分離率低;高速離心法可以達(dá)到一定的分離率，但占地面積大，不適于大型作業(yè);超聲波法破乳效果不穩(wěn)定，容易受到功率變化的影響;新興的磁吸附法、生物活性炭法和電絮凝法也因技術(shù)并不成熟、成本過(guò)高等問(wèn)題，不適于大規(guī)模推廣。而化學(xué)破乳法可以適當(dāng)投加破乳劑取得較好的破乳效果，反應(yīng)迅速且易于控制。本文綜合考察了乳化餐飲廢水在醇類(lèi)、無(wú)機(jī)鹽和高分子絮凝劑作用下的破乳效果，分析破乳機(jī)理并得到比較佳投量參數(shù)，比較后通過(guò)復(fù)配實(shí)驗(yàn)總結(jié)出比較佳復(fù)配組合。

　　1實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

　　實(shí)驗(yàn)儀器BF-25石油和合成液抗乳化性能測(cè)定器(大連北方分析儀器有限公司)，JA5003N電子分析天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司)，HH-W600數(shù)顯恒溫三用水箱(金壇市易晨?jī)x器制造有限公司)。

　　實(shí)驗(yàn)試劑正丁醇，異丁醇，仲丁醇，無(wú)水乙醇，正戊醇，氯化鈉，氯化鈣，硫酸鋁，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。所有試劑皆為分析純。油樣處理取足量餐飲廢水，經(jīng)過(guò)濾除雜、45℃熱水洗滌和3500r/min高速離心，移取上層油樣作為實(shí)驗(yàn)用油。實(shí)驗(yàn)廢水配制本文研究對(duì)象為乳化態(tài)油，但實(shí)際餐飲廢水達(dá)不到乳化態(tài)，穩(wěn)定性差，故此將采用上述步驟處理的油樣與自來(lái)水、洗潔精按照每組設(shè)計(jì)的比例混合，在2500r/min的轉(zhuǎn)速高速攪拌，制得穩(wěn)定的乳化油，其pH值為7.8~8.6。其中，洗潔精為重慶欣彩日化有限公司產(chǎn)品，主要成分有烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、苯甲酸已酯和食用香精等。

　　1.2實(shí)驗(yàn)方法與操作

　　實(shí)驗(yàn)操作將油樣及蒸餾水恒溫加熱至實(shí)驗(yàn)所需溫度，分別量取油樣和蒸餾水各40mL裝入專(zhuān)用量筒(有試劑加入時(shí)，等體積油水與所加試劑的體積之和應(yīng)等于80mL)，再加入2mL洗潔精，置于抗乳化性能測(cè)定器內(nèi)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件(溫度或者添加試劑量的變化)，將攪拌葉放入量筒，再恒溫靜置10min，使量筒內(nèi)乳化液溫度與水浴溫度一致，攪拌5min后開(kāi)始計(jì)時(shí)，并及時(shí)將攪拌葉上的油刮回至量筒內(nèi)。每隔5min記錄油、水及乳化層的體積以及乳化層消失時(shí)間。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1小分子醇類(lèi)對(duì)破乳分離效果的影響

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作，將4組經(jīng)充分乳化的實(shí)驗(yàn)廢水放入水浴箱，在55℃的反應(yīng)溫度分別加入無(wú)水乙醇、正丁醇、仲丁醇、異丁醇和正戊醇，考察不同醇類(lèi)的破乳效果;然后改變每組中各種醇的體積用量配方，考察不同添加配方對(duì)破乳效果(包括破乳時(shí)間和破乳速率)的影響。記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中油、水及乳化層的體積變化，以及乳化層消失的時(shí)間。

　　1)隨著醇類(lèi)用量的增加，醇類(lèi)對(duì)含油廢水的乳狀液破壞作用也越來(lái)越強(qiáng)。這是由于乳化劑的存在，使得吸附于油-水界面的膜(界面膜)既結(jié)實(shí)又穩(wěn)定，從而阻止了油珠的并聚。向其中加入醇類(lèi)時(shí)，醇會(huì)溶于界面層中，使得餐飲廢水中的表面活性劑在水中的溶解情況發(fā)生變化，在油-水界面吸附的乳化劑分子數(shù)量大大降低，界面層性質(zhì)發(fā)生波動(dòng)，導(dǎo)致在界面區(qū)域的剛度變小，結(jié)構(gòu)變?nèi)酰瑯O易變薄破乳，從而提高了油-水分離的速率。

　　2)各種丁醇的破乳速率均大于乙醇的，這可以從親水-親油平衡(HLB)值[11]的角度加以分析。由HLB值的計(jì)算公式[12]HLB=7+∑nw-∑no，其中，nw為親水基團(tuán)基數(shù)，no為親油基團(tuán)基數(shù)，乙醇的HLB值為7.95，各種丁醇的HLB值均為7，更低的HLB值代表體系中具有更多的親油基團(tuán)和更少的親水基團(tuán)，因此在以O(shè)/W為主的餐飲廢水中，丁醇比乙醇親油性更好，使得溶解有丁醇的界面層親水性降低，油珠更能相互結(jié)合變大，對(duì)乳狀液的破壞具有促進(jìn)作用。

　　3)直鏈醇比異構(gòu)醇的破乳效果好，并且醇鏈越長(zhǎng)，分離效果越好。這是由于界面膜的機(jī)械強(qiáng)度決定了乳狀液的穩(wěn)定性，異構(gòu)醇溶于界面膜之后，其帶有支鏈的分子構(gòu)型比直鏈醇的排列更契合、更緊密，使得界面膜的機(jī)械強(qiáng)度升高。同理，更短的醇鏈也會(huì)增加界面膜的機(jī)械強(qiáng)度，致使乳狀液穩(wěn)定性上升，破乳變得更加困難。

　　4)正戊醇的破乳效果隨著添加量的增加，出現(xiàn)一個(gè)先上升后快速下降的變化。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，當(dāng)正戊醇體積分?jǐn)?shù)大于3%，實(shí)驗(yàn)廢水變得很黏稠，乳狀液反而變得穩(wěn)定。這是因?yàn)樵隗w積分?jǐn)?shù)較小的時(shí)候，正戊醇具有更低的HLB值，能夠引入更多的親油基團(tuán)促進(jìn)破乳，但不能忽視的是其結(jié)構(gòu)自身就具有很高的極性，故隨著體積分?jǐn)?shù)繼續(xù)增大，反而使乳狀液變得更加穩(wěn)定。

　　因此，乳狀廢水中加入正丁醇至體積分?jǐn)?shù)為4%，或者加入正戊醇至體積分?jǐn)?shù)為1%，均可以有效提高破乳速率。但由表1可知，隨著體積分?jǐn)?shù)的遞增，正戊醇的破乳速率波動(dòng)幅度很大，在操作中不易把握，故選擇添加正丁醇至體積分?jǐn)?shù)為4%較為適宜。

　　小分子醇類(lèi)的添加量越大，醇類(lèi)單鏈越長(zhǎng)，破乳作用越顯著，加入正丁醇至總體積分?jǐn)?shù)為4%有較好破乳速率。少量添加有機(jī)絮凝劑CPAM可以提高除油速率，但用量過(guò)高反而會(huì)起到反作用，質(zhì)量濃度為100~200mg/L較為適宜。金屬離子所帶的正電荷越高，破乳速率越大，選擇質(zhì)量濃度為200mg/L的CaCl2較為適宜。通過(guò)復(fù)配實(shí)驗(yàn)可知，同時(shí)加入正丁醇至總體積分?jǐn)?shù)為4%和CaCl2至質(zhì)量濃度為150mg/L，可以獲得更高的協(xié)同破乳速率。