机床乳化液处理系统

在金属切削中，乳化液起到了冷却、润滑、清洗、排屑、防锈等作用；还可减少工件变形，提高加工精度，延长刀具寿命，进而能加大切削深度和进给量，提高生产率，继而价格经济，方便实用等等；因而得到广大机械加工用户的普遍使用。但是，当乳化液通过一段时间的使用，由于假期等机床停用一段时间后，乳化液出现了因缺氧而变质。对于这些变质的乳化液，目前许多的企业及职业院校的操作人员，都是直接把它排进下水道，这不仅造成严重的环境污染，也浪费大量的资源。这一问题的解决，可通过设置乳化液集中供给循环系统，用超滤膜法的工艺技术净化废旧乳化液，再通过加强对乳化液系统的保养维护等等技术整改以实现。本文以技工学校的机床使用为例，就此技术整改谈谈自己的见解。

　　一、原机床乳化液冷却系统存在的不足

　　机床原设计的乳化液冷却循环系统，为单机循环，这是根据切削的需要，机床可各自选配不同的冷却液使用，方便实用，但对技工学校实训教学使用乳化液来说，存在一些不足。

　　1．乳化液的过滤装置和储备部位不够理想。乳化液在使用中，因一些铁屑杂物容易回流到水泵内，使水泵在运转中受到铁屑等杂物磨擦的影响，容易损坏，常维修及更换，据统计，每个学期水泵的维修有约20台，每台的维修定子费70元，损失：70元×20=1400元；另外冷却液受到储备部位限制，经常因乳化液不足，使水泵页片把液体飞溅出箱体外外流，造成地板有不少油污而且湿滑，人走动随时都有摔倒摔伤的可能，存在安全隐患。

　　2．在实训教学中，单机循环冷却系统消耗能源较多。由于学生是初学者，不习惯关闭冷却泵电源，误认为没有冷却液出来，就是关闭了冷却泵电源，而事实上冷却泵是在空运行在耗电，浪费由此而来；每台泵125瓦/时，50台机床计算约6250瓦，每天两班倒的实训为12小时计算，共耗电量约为75000瓦，一个学期实数为100天计算，耗电量7500度，每度电0.7元×7500=5250元。另一方面，由于废乳化液直接排放进下水道，耗水量也多，也浪费大量的纯乳化油，每台机床约为25升，50台计算约1250升排放，乳化溶液的稀释比为1：15油与水，浪费的乳化油约80多公斤，水约1200升。乳化油每公斤约6元×80=480元；每立方米水1元×1200=1200元。

　　3．直接排放废乳化液及含油污水对环境造成严重污染。乳化液中含亚硝酸钠（na2no3）、氢氧化钠（naoh）、聚乙烯醇（pva）等化学物质组成，这些乳化剂溶于水，有一定的致癌物的作用；含废油污水在水面会形成单分子层油膜，使水体因与空气隔绝而缺氧，产生恶臭，并使水生物不能正常生长甚至死亡。废液油类及其分解产物中的一些有毒物质、对各种生物的致死浓度较低。一方面，这些有毒物质对生物发生直接毒害作用；另一方面，低于致死浓度的含有微量油的水用于养殖或灌溉时，被生物吸收而富集。然后通过食物链进入人体，造成的环境污染，严重地危害人体健康。据报道，广州市南基村的十几亩菜田的菜，因某工厂随便排放废乳化液和含油污水而受到污染；对污水的排放，造成养殖业鱼类大量死亡也多次报道。同时，由于污染问题而造成的经济损失也是无法估量的。

　　　二、整改机床乳化液冷却循环系统，探讨处理废乳化液的方法：

　　1．整改原机床乳化液冷却系统为集中供给系统、用超滤膜法的工艺技术处理废旧乳化液。

　　针对目前乳化液系统单机循环设置存在能耗大、储备部位设置不合理、乳化液容易变质、外溢等不足，可参照目前自来水对用户的供给办法，二次高位供水方式，把乳化液由单机循环系统整改为集中供给的循环系统。这种整改方式没有特别高技术要求及复杂系数，其做法直观，所不同的乳化液为循环供给；高位压力供给方式的水压力为10米=1公斤，水高位压力好；水泵1000～1500瓦/时台，输出直径25～30mm，每小时泵水6～10立方米，扬程20m，水泵材料铸铁体850元，不锈钢体金额分别3200元，高位配液不锈钢箱体及塑料管道约8000元，膜过滤器约5000元等等，系统总投资预算在15000元～20000元左右。耗电量小，但它占用一定的空间，长期使用电能耗低，较符合投资要求。

　　结合超滤膜法处理机械加工中含油及乳化液废水工艺技术；该技术得到，国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术（资源节约部分）的认可很成熟，认为该技术采用国产超滤膜及组件，自行设计膜装置，处理机加工产生的乳化废液，其运行费用低，易于回收利用油分，处理效果接近进口膜组件，可以部分替代进口。该技术适用于含油废水及乳化液废水的处理。选择合适孔径，（通常情况下，乳化油的油径为0.1～2μm）对乳化液废水进行细化分离，其分离设备装置，市场上有多种多样的供选择。用超滤膜法处理乳化液，每学期过滤一到二次即可。乳化液处理的工艺过程大致为：乳化液的集中→去除杂质→取油→取水样化验→供再循环使用。其作用，是过滤细化处理去乳化液杂质，水可以继续投入循环使用，废油回收处理。这样对于废乳液油污水的排放为零，达到环保节能。集中供给循环冷却系统工艺流程（见下图）：

　　机床使用乳化液→液槽系统→不锈钢饰网过滤系统→地下液池系统→饰网过滤系统水泵系统→管道系统→高位配液箱系统→管道供液系统→乳化液循环回机床使用。

　　要注意液槽和地下液池的施工制作，防止渗漏损失乳化液环境污染；因为小铁屑杂物较重容易沉淀，堵塞回流液槽系统，所以设置液槽加盖，方便装拆清洁，防止堵塞；乳化液应置放在室内或有挡阳的地方，温度应保持在27℃左右，贮液箱上要加盖，以防灰尘等杂质落入，影响使用性能。

　　2．加强对乳化液的维护、管理及保养

　　集中乳化液的维护、管理及保养，每天都要例行进行清洁、检查乳液量。主要是清洁除油污；定期维护乳化液，每周清除池油污与杂物，工作的乳化液还要定期检测和调整它的浓度和ph值。乳化液的浓度通常为5%～15%。浓度过高泡沫多，成本也高，刺激皮肤，冷却性差；浓度过低，则防锈性、抑制细菌能力和润滑性都变差。导致浓度下降的原因很多，如水质的硬度高、乳脂和油脂析出、细菌污染、乳化剂消耗、乳化液不稳定等，视情况须及时加以调整。乳化液的ph值应呈中性或略带硷性，即ph值应为7～9。当ph值小于6时，乳化液就不稳定，会起腐蚀作用，对机床不利。如果ph值下降，可加一些naoh或苏打，但不能加得太多。由于实训过程会带走部分乳化液，所以每天要及时补充，使系统总液量不变。此外，如寒、暑假期，乳化液在较长的期间停止使用，导致有厌氧菌繁殖变质，可定期开动水泵使乳化液循环，通入空气、加杀菌剂、补充添加乳液量等，都可以改变乳化液的臭味；乳化液使用及日常的维护管理得当，维护好、管理好、保养好，可延长乳化液的使用寿命，并结合用超滤膜法处理乳化液，可反复循环使用，做到零排放。

　　三、技术整改的效果分析

　　经整改后的乳化液冷却系统更为统一规范，维修、维护、保养更为方便，可延长使用寿命，节约教学及生产成本；第二，便于对乳化液进行集中系统地管理，使溶液性能指标易于控制，废液排放得到及时监控，也可相对改善工作环境；第三，整个系统通过管道循环大流量、大循环液体回流，使乳化液的散发热量好，提高加工质量和实训效果。但这一整改，会给学校带来一些麻烦，场地要更改布置，经济上要付出一些投入，从科学发展观和环境污染的长效治理机制出发，符合国家把环境保护、能源节约确立为一项基本国策，有利于推行环境保护的经济政策。这一做法今年不改，明年改，明年不改，后年改，早晚得改。改了对学校的校容校貌相对有所改观，教学经费的投入相对较小，有利于学校的可持续发展。

　　根据目前原材料及相关设备的价格，上述机床乳化液集中供给系统的整改，经分析预算，其节能环保效果如下表所示：

　　由上表分析可见，集中供给乳化液冷却处理系统的整改，确实能实现环保：废乳化液的处理做到零排放；节能：一学期节约教学经费合共：7475元。环保节能是可持续发展战略的主题之一。据了解，目前绝大多数的职业院校的机床加工实训教学，基本没有对废乳化液进行处理，本人仅想通过自己的粗浅看法，抛砖引玉，以引发同行们在进行实训教学改革、技术整改的同时，也应重视环境与节能，充分地认识到作为培养祖国技能人才的职业院校，在大力提倡可持续发展的科学发展观的背景下，应担负起普及全民环保节能知识，提高全民保护环境、节约能源的自觉性，落实国家科学发展观的职责。