破乳是乳化液廢水處理的關鍵步驟，目前的主流破乳方法可分為物理法、化學法。物理法主要是通過調節溫度(熱處理、冷凍與解凍)、借用外力(重力、離心、震動、膜技術、超聲波及電磁技術等)破壞乳化液的油水界面實現油水分離，物理法破乳一般所需時間長或能耗高。化學破乳法是通過投加化學藥劑改變油水界面的性質或強度來實現破乳，一般化學破乳對破乳劑的選擇性較強，一般破乳后的廢水中需要增加后續氣浮、混凝等技術進一步去除破乳后廢水中的油類或懸浮物。
本研究從乳化液廢水快速破乳出發，以化學破乳為基礎，選用陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)作為破乳劑，考察其破乳效果及影響因素。
1、實驗部分
1.1 各指標分析方法
pH采用pHS-3C精密pH計測定，COD分析采用快速密閉催化消解法，含油率測定采用重量法，懸浮物(SS)測定采用重量法，熱值測定采用5E-C5500測定。
1.2 乳化液廢水水質
實驗所用廢水為某廠產生的乳化液廢水，其各項指標見表1。
1.3 破乳劑的選擇
由于大多數乳化液添加成分為陰離子表面活性劑，因此可選擇與之具有相反電荷——陽離子的破乳劑，破壞油水界面的雙電子層結構，另外，同時兼顧所選破乳劑還需具有絮凝凝聚作用，以使在破乳的同時能夠同時去除乳化液廢水中的SS，達到破乳與絮凝的雙重目的，最終本研究選取陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)作為破乳劑。本實驗所用CPAM濃度為0.1%，分子量：1000萬，實驗前先配制完成，靜置陳化12h后使用。
1.4 實驗方法
1.4.1 投加量的確定
量筒量取500mL該乳化液廢水，倒入800mL燒杯中，調整攪拌器轉速為200r/min，分別按體積比加入1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%濃度0.1%CPAM溶液，30min后停止攪拌，靜置2h后，用虹吸法取下部清液，測定COD、含油率和SS含量。
1.4.2 攪拌速度的確定
量筒量取500mL該乳化液廢水，倒入800mL燒杯中，加入由3.2.1確定的0.1%CPAM投加量，調整轉速分別為100r/min、150r/min、200r/min、250r/min、300r/min、400r/min，反應30min后停止攪拌，靜置2h后，用虹吸法取下部清液，測定COD、含油率和SS含量。
1.4.3 反應時間的確定
量筒量取500mL該乳化液廢水，倒入800mL燒杯中，調整轉速為1.4.2確定值，加入0.1%CPAM投加量，分別于3min、5min、8min、10min、15min、30min、60min取樣，測定COD、含油率和SS含量。
2、結果與討論
2.1 最佳投加量的確定
從圖1和2可以看出，隨著CPAM投加量的增加，COD、含油率、SS去除率逐漸升高，廢水濁度也隨著投加量的增加而逐漸降低，當CPAM投加量為0.25g/L時，各指標去除率達到最高值，出水中COD、含油率、SS濃度分別為：8440mg/L、92mg/L、0mg/L，對COD、含油率、SS去除率分別為：75.25%、96.79%和100.00%，出水澄清透明，油類和SS最終以黑色粘性油泥形式得以去除。但隨著CPAM投加量的增加，COD、含油率和SS去除效果反而下降，其主要原因是CPAM投加過量，CPAM本身是高分子有機物，過量的CPAM增加了出水中的COD，另外，由于CPAM本身帶正電荷，基于破乳和混凝的壓縮雙電層機理，過量的CPAM使粒子表面帶正電荷，根據同極相斥的原理，反而降低了油和SS的去除效果。因此，對于此廢乳化液水，CPAM的最佳投加量為0.25g/L。
2.2 攪拌速度對處理效果的影響
圖3為不同攪拌速度下CPAM對該乳化液廢水COD去除效果，從圖中可以看出，攪拌速度對COD去除率有一定的影響，不同攪拌速度下COD去除效果不同。第一階段隨著攪拌速度的增加COD去除效果也隨之增加，當攪拌速度大于150r/min時，進入第二階段，COD去除效率開始不斷隨著轉速的增加而下降。主要原因為：攪拌速度太慢，CPAM與乳化液廢水不能快速充分均勻的混合，在一定反應時間內使破乳不完全，一方面使出水中含油率增加，同時影響混凝效果，而油類和SS都會增加出水中的COD;當攪拌速度太快時，雖然有利于混勻和快速反應，但也會對已經形成的油泥絮體進行破壞，油泥絮體在高速的攪拌產生的剪切力下重新破碎為細小絮體，從而影響了處理效果。因此，該反應攪拌速度為150r/min時COD去除效果最佳，此時COD、含油率、SS去除率分別為80.53%、92.43%和100%。
2.3 反應時間的確定
圖4為不同反應時間下各指標去除效果，從圖中可以看出，隨著反應時間的延長COD、含油率、SS去除效果逐漸上升，當反應進行到十分鐘后，各指標基本變化不大，說明破乳效果已經完全，因此，反應時間定為10min。
綜上所述：對該廠產生的乳化液廢水，用CPAM作破乳劑可以取的良好的處理效果，其最佳處理條件為：在150r/min攪拌下，CPAM投加量0.25g/L，反應10min，此時，出水COD8400mg/L，去除率75.37%，含油率85mg/L，去除率97.04%、SS低于檢測下限，去除率100%，最終油類、SS和投加的絮凝劑以黑色團狀粘性油泥形式去除，出水黃色透明，油水分離方便、快捷、高效，在該條件下最終出水水質見表2。
3、油泥的用途探討
破乳后產生的灰黑色粘性油泥含有大量的油類、高分子物質和其他雜質，有機物含量高，具有一定的熱值，本實驗對實驗過程產生的絮體沉淀物質分離后測定了其熱值，結果如表3所示。結果表明：油泥的熱值均高于原煤的熱值(20934kj/kg)，可送往焚燒處理或作為替代性燃料。
4、廢水驗證
為了考察本法對其他乳化液廢水的適用性，特設計此實驗。
4.1 廢水來源與水質
本研究另外選取了兩種乳化液廢水進行實驗驗證。第一種為某廠產生的乳化液廢水，第二種為某公司震動膜超濾系統處理不同來源乳化液廢水過程中產生的高濃度濃縮液，廢水水質見表4。
4.2 實驗方法
由于水質的不同，CPAM投加量也不同，因此本驗證實驗中對所選兩種廢水CPAM用量進行了探索，對攪拌速度和反應時間不在研究，主要是探究此法的普適性，具體實驗方法如下：量筒分別量取300mL上述兩種廢水于1000mL燒杯中，調整攪拌速度150r/min，分別加入不同量的0.1%CPAM溶液，反應10分鐘后取樣檢測廢水中的COD、含油率和SS。
4.3 實驗結果
CPAM對所選兩種乳化液廢水均有一定的去除效果，隨著投加量的增加，COD、含油率和SS的去除效果變化趨勢與之前實驗現象基本一致，出水澄清透明略帶黃色，油類、SS以灰黑色粘性油泥的形式去除。驗證實驗中所選第一種乳化液廢水CPAM最佳用量為1.2g/l，此時COD、含油率、SS去除率分別為：90.64%、98.04%和99.92%;濃縮液CPAM最佳使用量為2g/L，此時COD、含油率、SS去除率分別為：94.75%、90.98%和99.90%。由此可見，雖然不同的乳化液廢水CPAM用量不同，但對主要以陰離子表面活性劑的乳化液廢水，CPAM破乳技術有一定普適性，兩種乳化液廢水處理效果見圖5、圖6。
5、結論
本文從乳化液廢水處理化學破乳機理出發，選用陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)做破乳劑，處理不同乳化液廢水，得出以下結論：
(1)對實驗所用乳化液廢水有較好的處理效果，處理條件為：在150r/min攪拌下，CPAM投加量0.25g/L，反應10min，COD、含油率、SS去除率分別為：75.37%、97.04%和100%，破乳效果好，效率高;
(2)選用其他某廠家乳化液廢水及某公司震動膜超濾系統處理不同來源乳化液廢水產生的濃縮液實驗中，所選第一種乳化液廢水CPAM投加量為1.2g/L，此時COD、含油率、SS去除率分別為：90.64%、98.04%和99.92%;某公司震動膜超濾系統處理不同來源乳化液廢水過程中產生的高濃度濃縮液CPAM投加量為2g/L時，COD、含油率、SS去除率分別為：94.75%、90.98%和99.90%。結果表明，對主要以陰離子表面活性劑的乳化液廢水，CPAM破乳技術有一定普適性，但不同乳化液廢水破乳劑CPAM用量不同;
(3)破乳過程中產生的油泥具有較高的熱值，可送往焚燒處理或作為替代性燃料使用。(來源：集惠瑞曼迪斯(上海)環保科技發展有限公司，瑞曼迪斯(上海)工業科技有限公司)
