在金属切削、磨加工行业中，用于冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体被称为切削液，它由多种功能性化学助剂配制而成，具备良好的冷却、润滑、防锈、除油清洗、防腐、易稀释的功能，然而切削液在循环使用后会变质、失效，成为废切削液。
废切削液由于其乳化程度高、化学性质稳定以及可生化性差，是一种高浓度、难降解、难处理的有机废水，属于国家危险废物HW09。
1 废切削液的成分、特点及危害
将汽油和水混合在一起，无论如何搅拌，静止一段时间后，汽油和水都会很快分层，但是如果在混合液中加入少量的餐具洗涤剂，再搅拌就会形成像牛奶一样的乳白色液体。仔细观察，可以发现此时的汽油以很小的液珠的形式分散在水中，能很长时间保持稳定的状态，这就是乳状液。切削液也属于这种乳状液，因此，切削液中含有部分表面活性剂，如皂类、磺酸盐与硫酸脂类。它还含有碳酸钠、三乙醇胺、苯乙醇胺等碱类以及石油磺酸钡、环烷酸锌、羊毛脂等油溶性缓蚀剂。
在金属切削过程中，为了提高切削效率，提高工件的精度和降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，达到最佳的经济效果，就必须减少刀具和工件、刀具与切削之间的摩擦，并且带走切削区内因材料变形而产生的热量。因此，废切削液就具备以下特点：
1、含油量较高。切削液的一般含油量为3%～5%，即油含量为30000～50000mg/L，CODcr高达40000～80000mg/L；
2、微乳化状态好，稳定性较高。乳液的稳定性是切削液品质要求的重要指标之一，由于表面活性剂的作用，油粒径一般在5μm～0.05μm，废切削液即使长时间静置，或者在低温和高温甚至在沸腾状态下也难以破乳；
3、金属离子、固体颗粒物粒径较小，含量较高。在循环使用过程中产生的金属粉尘、微小金属颗粒包括铜、锌等附着在乳液中，也呈较稳定的分散状态。
而废切削液的危害主要表现在：油面的覆盖隔绝了水体的表面复氧，使水体丧失了自净能力；水体溶解氧的减少又破坏了水中生态平衡；而油类的氧化作用又将加速水体恶化；油中一些低沸点芳香烃化合物对水中生物有直接的毒害作用，而多环芳香烃的存在还会导致人类癌症发病率的升高；水中的油会使水质变坏变臭，影响人体的健康。因此，废切削液必须经过适当的处理后才能排放。
2 常规处理工艺
目前，在废切削液处理方面的常规处理工艺有气浮、混凝、生化处理和焚烧处理等。
2.1 气浮、混凝、生化处理工艺
采用气浮、混凝沉淀后与其他废水一并进入生化处理系统，由于废切削液的除油效率低，石油类物质对生化系统有较强的抑制作用，混合后的废水往往对生化系统产生冲击和毒害影响。该工艺是废切削液处理的最早的一种工艺，在早期的钢铁行业和金属切削行业都有应用，但随着工厂切削液种类的增多和环保标准的不断提高，该工艺适用性大大降低。
优点：1. 是最早的一种工艺大部分早期企业都建有。
2. 前期投资费用低。
缺点：1. 不能满足环保要求。
2. 运行费用高
2.2 焚烧处理工艺
焚烧处理是指在焚烧炉的燃烧室内，通过可控高温化学反应破坏废切削液中各种有害物质的分子结构，把废切削液氧化成CO2和H2O等无害物质的技术。废切削液的焚烧过程可分为蒸发、气化、氧化3个阶段。废切削液中的水分在高温环境中首先蒸发出来,可燃组分呈雾状细滴。而后，油脂等有机物气化，高分子有机物可能会裂解为低分子化合物（反应温度约为700~800℃）。最后，气态有机物与炉内的氧气发生氧化反应，生成CO2和H2O，并随烟气排出炉。
优点：1. 废乳化液最终变成气态。
缺点：1. 投资非常高，运行费用非常高。
3 废切削液资源化再利用工艺
针对废切削液的特点，我们采用如下工艺：废切削液通过油水分离设备，分离出水通过催化氧化设备处理，基本达到排放标准。
污水经该工艺处理后，各阶段出水指标见表1。
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表1 各阶段进水、出水指标 |
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项目 |
CODcr |
Cu |
Zn |
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油水分离系统进水（mg/L） |
50000 |
800 |
700 |
|
催化氧化系统进水（mg/L） |
8000 |
2 |
5 |
|
系统出水（mg/L） |
270 |
2 |
5 |
|
系统去除率（%） |
99.46 |
99.75 |
99.29 |
|
排放要求（mg/L） |
≤500 |
≤2 |
≤5 |
3.1 油水分离系统
油水分离系统采用膜分离法，膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的成分进行选择性分离的技术。其特点是在分离过程中，不发生相变化，能量的转换效率高，不添加药剂，无二次污染，并且易于实现自动化控制。
图1 连续10次对油水分离系统出水CODcr检测图表
3.2 催化氧化系统
高级催化氧化技术是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加·HO的链式反应，或者通过生成有机过氧化自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O, 从而达到氧化分解有机物的目的。
图二 连续10次对催化氧化系统出水CODcr检测图表
3.3 对污染物的处理效果
从2016年9月开始试运行，图一、图二对油水分析系统以及催化氧化系统阶段出水监测的部分数据。从图一、图二可以看出，油水分析系统以及催化氧化系统对出水CODcr去除率基本保持稳定。
3 结论
1.本工艺用于处理废切削液对CODcr、NH3-N、SS等主要污染物去除率不低于90%，出水水质可达或高于GB8978-1996的第二类污染物的三级排放标准。
2.在废切削液处理工艺的选择上，本工艺存在一定的优势，譬如成本低、无二次污染、设备管理方便简洁、自动化管理控制、处理效果好、工艺适用性强等。
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