申请日2017.10.02
公开(公告)日2017.12.15
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种乳化液废水的处理方法及装置，属于水处理技术领域。主要的工艺过是：斜板隔油、絮凝处理、斜板沉淀、粗过滤、陶瓷膜过滤，再经过生化处理(厌氧、一级好氧、缺氧、二级好氧、MBR过滤)，得到处理后的产水。本发明提供的乳化液废水处理方法，可以有效去除废水中的油污、颗粒物，采用陶瓷膜过滤时，可以去除乳化液中的细小油滴，同时采用了助滤剂避免了陶瓷膜的污染过程，使过滤通量得到了提高，通过采用陶瓷膜防堵塞结构，防止了助滤剂颗粒的阻塞陶瓷膜管的问题。
权利要求书
1.一种乳化液废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
第1步，对乳化液废水进行斜板隔油处理，去除浮油;
第2步，对第1步得到的废水进行絮凝处理;
第3步，对第2步得到的废水进行斜板沉降处理，去除沉淀物;
第4步，对第3步得到的废水采用粗过滤器进行过滤，去除大颗粒的杂质;
第5步，对第4步得到的废水采用管式陶瓷膜过滤器进行过滤，去除油滴;
第6步，对第5步得到的废水依次采用厌氧、一级好氧、缺氧、二级好氧处理;
第7步，对第6步得到的废水采用MBR器过滤处理，得到产水。
2.根据权利要求1所述的乳化液废水的处理方法，其特征在于，所述的第1步中，乳化液废水来源于机械加工中的切削液乳化废水，其水质是：含油1000～20000mg/L、pH是7.5～10.5、COD5000～200000 mg/L、固体悬浮物100～1000mg/L、水温15～45℃。
3.根据权利要求1所述的乳化液废水的处理方法，其特征在于，所述的第2步中，絮凝处理所采用的絮凝剂是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺、柠檬酸、聚合三氯化铁、膨润土混合而成，重量配比是1：0.8～0.9：1～2：0.1～2：0.1～0.4：1～4。
4.根据权利要求1所述的乳化液废水的处理方法，其特征在于，所述的第4步中，粗过滤器是石英砂过滤器;所述的第5步中，管式陶瓷膜过滤器的平均孔径范围是50～500μm，过滤过程的膜面流速是1～5m/s，过滤过程中料液温度是20～45℃，过滤压力范围是0.1～0.5MPa。
5.根据权利要求1所述的乳化液废水的处理方法，其特征在于，所述的第5步中，管式陶瓷膜过滤器在过滤过程中，还在废水中加入助滤剂;所述的助滤剂是凹凸棒土，所述的助滤剂的加入量废水重量的0.5～2wt%;在管式陶瓷膜过滤器过程之后，将浓缩液送入板框过滤处理，回收助滤剂。
6.根据权利要求1所述的乳化液废水的处理方法，其特征在于，所述的第6步中，厌氧处理的废水温度35～40℃，pH值7～7.5，停留时间15～40小时;一级好氧的废水温度28～35℃，pH值6.5～8.5，DO值0.5～4mg/L，停留时间15～30小时;缺氧处理的废水温度35～40℃，pH值6.5～7.5，DO值0～0.5mg/L，停留时间10～15小时;二级好氧的废水温度28～35℃，二级好氧处理池BOD5≤20mg/L，pH值6.5～8.5，停留时间10～15小时，二级好氧处理出水部分回流至缺氧处理工段，回流比1～1.5。
7.根据权利要求1所述的乳化液废水的处理方法，其特征在于，所述的第7步中，MBR反应器中的滤膜的平均孔径范围是0.02～0.03μm。
8.一种乳化液废水的处理装置，其特征在于，包括：
斜板隔油器(1)，用于对废水进行除油处理;
絮凝反应器(2)，连接于斜板隔油器(1)料液出口，用于对废水进行絮凝反应;
絮凝剂投加罐(3)，用于向絮凝反应器(2)中加入絮凝剂;
斜板沉淀槽(4)，连接于絮凝反应器(2)的料液出口，用于对废水中的沉淀进行去除;
粗过滤器(5)，连接于斜板沉淀槽(4)的料液出口，用于对废水进行预过滤处理;
管式陶瓷膜过滤器(6)，连接于粗过滤器(5)的料液出口，用于对废水进行过滤;
管式陶瓷膜过滤器(6)的渗透侧依次通过厌氧反应罐(8)、一级好氧池(9)、缺氧反应罐(10)、二级好氧池(11)连接于MBR反应器(12);
MBR反应器用于对厌氧反应罐(8)、一级好氧池(9)、缺氧反应罐(10)、二级好氧池(11)处理后的废水进行过滤处理。
9.根据权利要求8所述的乳化液废水的处理装置，其特征在于，在管式陶瓷膜过滤器(6)的料液进口处还连接有助滤剂投加罐(13)，用于向废水中加入助滤剂;在管式陶瓷膜过滤器(6)的浓缩液侧还连接有板框过滤器(7)，用于分离出浓缩液中的助滤剂。
10.根据权利要求8所述的乳化液废水的处理装置，其特征在于，管式陶瓷膜过滤器(6)的结构中包括：组件壳体(14)，在组件壳体(14)的两端分别设有封头(15)，封头(15)上分别设有原料进口(18)和原料出口(19)，在组件壳体(14)安装有管式陶瓷膜(17);组件壳体(14)内部的两端设有花盘(21)，在封头(15)内设有压板(20)，管式陶瓷膜(17)的两端分别套在花盘(21)和压板(20)上的开孔中，压板(20)将花盘(21)压紧后实现管式陶瓷膜(17)的密封，管式陶瓷膜(17)中的管道与封头(15)连通;在组件壳体(14)还设有渗透液出口(16);在设有原料出口(19)的封头的内部还设有防堵塞结构(24)，用于防止管式陶瓷膜(17)的管道被滤饼堵塞;防堵塞结构(24)包括：
第一固定板(25)，固定于封头(15)内部;
第一固定件(25)朝向管式陶瓷膜(17)的管道的一侧通过第一弹簧(27)连接有阻流板(26)，阻流板(26)朝向管式陶瓷膜(17)的管道的一侧设有杆体(29)，杆体(29)伸入管式陶瓷膜(17)的管道的内部;
第二固定板(28)，固定于封头(15)内部，第二固定板(28)朝向管式陶瓷膜(17)的管道的一侧通过第二弹簧(28)连接于阻流板(26)，阻流板(26)朝向管式陶瓷膜(17)的管道的一侧还设有弹性片(31)，弹性片(31)的一侧设有凸出部(32);在封头(15)中还设有限位卡(33)，限位卡(33)用于限制凸出部(32)的运动;当第一弹簧(27)处于正常状态时，第二弹簧(28)处于压紧状态;杆体(29)上还设有毛刷(30)，毛刷(30)用于打散滤饼层。
说明书
一种乳化液废水的处理方法及装置
技术领域
本发明涉及一种乳化液废水的处理方法及装置，属于水处理技术领域。
背景技术
含油乳化废水是一种处理难度较大的废水，在大型钢铁企业、机械加工业中大量存在。虽然在近十儿年里，处理技术得到了相应的提高，但随着各行各业对轧制板材的要求越来越高，各大型钢铁企业都在钢材表面涂层技术和钢材表面洁净技术上做了大量的技术改进，尤其是为了保证高附加值产品在轧制过程的质量稳定，所采用乳化液中的乳化油分子量越来越小，乳化剂组成越来越复杂，随之而来的轧钢废水的污染成分产生了质与量的变化，对现有的处理技术带来极大的困难和挑战。
在机械加工行业中，金属的切割、研磨、钻孔、拉丝、压延等加工工艺中为了减小摩擦力、降低热效应、延长刀具寿命、提高加工质量和生产效率，大量采用了乳化切削液。在许多工业部门的金属零部件和设备的清洗过程中，会产生大量的废水，这些废水含有从零部件上清洗下来的油、乳化液和切削杂质。物油、乳化剂和水构成的油水乳化液。由于废液中含有大量的不饱和油脂、皂类、乳化剂和添加剂等有机物，在长期使用中被大气中的氧氧化，另外在金属切削过程中产生的高温和金属的催化作用，使乳化液中的油脂发生氧化，但更主要的原因是由于缺少光照，在25～40℃温度下，细菌大量繁殖形成缺氧环境，致使乳化液腐败变质，并产生难闻的臭味，因此乳化液必需定期更换。由于废液中的油滴在乳化剂的作用下高度分散在水中，油滴粒径在1微米以下，处于乳化状态，所以比分散的油污更难清除，更易被植物吸收，而且许多乳化剂有致癌作用，其危害性甚为严重。过去对这种含油废水的危害性认识不足，加之这类废水单台排放量不大，污染来源繁杂，大都采用直接排放，即便是处理也较为粗放。随着工业的迅速发展，特别是近年来NC机床、加工中心等先进设备的大量运用，切削速度越来越高，切削液的用量也越来越大，此类废液的排放量与日俱增。
在冷轧液、切削液中添加的表面活性剂大部分是烃基化合物，如阴离子型表面活性剂中的脂及酸皂、甘油一酸脂、乙二醇等;非离子型表面活性剂中醚键型与脂键型以及阳离子型的胺盐、四胺盐等。这些表面活性剂从结构上看是两性物质。它的一端是由碳氢长链等组成的非极性憎水基团，易溶于油中;另一端是极性亲水基团，易溶于水中。由于表面活性剂的存在，使得原本是非极性憎水型的油滴变成了带负电荷的胶核。由于极性的影响和表面能的作用，带负电荷油滴胶核吸附水中带正电荷离子或极性水分子形成胶体双电层结构。这些油珠外面包有弹性的、有一定厚的双电层，与彼此所带的同性电荷相互排斥，阻止了油滴间相互碰撞并大，使油滴能长期稳定地存在于水中，油滴粒径在0.1～25微米之间，在水中呈乳浊状或乳化状。由于表面活性剂降低了体系表面自由能，使体系界而总能量保持在较低的水平，同时还由于双电层和同性电荷的存在使含油乳化废水较难分离。要达到分离的目的，必须压缩胶体双电层厚度，降低ζ电位，为油水分离创造条件。
目前国内常用的乳化液处理工艺有：(1)物理化学法与生化法结合，该法适用于乳化液浓度低，水量大的场所，该工艺运行成本低，出水效果好但存在投资较高，运行管理相对复杂，对操作人员要求高的缺点;(2)物理化学法与吸附法相结合，该工艺适用性强，操作简便，但活性滤料在吸附饱和之后需更换，导致运行成本增加，(3)物理化学法与膜过滤相结合，采用该工艺处理过的废水出水水质好，管理方便，但存在浓缩液与反洗水难处理，膜孔易堵塞。(4)处理工艺复杂，污水运行费用高。无机陶瓷膜以其化学稳定性好、 机械强度高等优点越来越多应用于废乳化液的处理。
CN104649481A公开了一种用于处理废乳化液的设备，包括：用于对待处理废乳化液进行除浮油处理的除浮油装置，去除漂浮于废乳化液液面上的浮油;用于对去除了浮油的废乳化液进行油水分离处理的油水分离装置，去除悬浮于废乳化液中的分散油;用于对油水分离处理后的废乳化液进行电化学处理的电化学处理装置，使其中的乳化油和溶解油絮凝;其中，利用通电的铝板和纳米陶瓷膜进行所述的电化学处理;其中，利用断电的纳米陶瓷膜对静置沉淀处理后粗处理乳化液进行超滤处理。CN1736906A公开了一种处理冷轧轧制乳化液废水的方法及其系统。冷轧轧制乳化液废水处理的方法，步骤：1)粗滤：从轧机排放的含油乳化液废水由分配箱进入调节池A、调节池B，送至纸带过滤机A、纸带过滤机B去除杂质;2)进入循环箱除油，进入陶瓷膜超滤装置进行循环超滤，滤出液流入滤出液收集池;3)用输送泵抽至中和池进行中和，送到冷却塔A、冷却塔B进行降温，降温后的水流至生物曝气池进行生物降解，降解后送到膜反应器，经膜反应器后的滤出液排放或回用。CN102887596A公开了一种含油乳化废水或废乳化液的处理方法及装置，其中方法包括有以下步骤：1)将进行pH值调整后的含油乳化废水或废乳化液输入调节池/罐，在调节池/罐内去除游离油;2)从调节池/罐输出后进入破乳聚结反应器，在破乳聚结反应器内完成破乳反应，实现油滴的聚并、增大;3)从破乳聚结反应器中输出后进入气浮装置去除绝大部分的游离油;4)从气浮装置中输出后经陶瓷膜提升泵输入陶瓷膜装置;5)进一步直接输入深度处理系统。其中装置包括有通过管道依次连通的调节池/罐、破乳聚结反应器、气浮装置、陶瓷膜装置及深度处理系统，在调节池/罐和破乳聚结反应器之间设有破乳聚结反应器提升泵，同时在气浮装置和陶瓷膜装置之间设有陶瓷膜提升泵。
但是，由于乳化液废水中的油滴粒径很小、废水分成复杂，容易导致在陶瓷膜在过滤过程中存在着较大的污染，膜污染的问题制约了无机陶瓷膜处理废乳化液技术在工程方面的应用和发展。
发明内容
本发明的目的是：解决陶瓷膜处理乳化液废水过程中膜污染严重而导致的过滤通量低的问题，本发明主要是通过利用助滤剂在乳化液废水过滤过程中能够在陶瓷膜表面形成动态的保护层滤饼而避免油滴过多地进入膜孔中。
技术方案是：
一种乳化液废水的处理方法，包括如下步骤：
第1步，对乳化液废水进行斜板隔油处理，去除浮油;
第2步，对第1步得到的废水进行絮凝处理;
第3步，对第2步得到的废水进行斜板沉降处理，去除沉淀物;
第4步，对第3步得到的废水采用粗过滤器进行过滤，去除大颗粒的杂质;
第5步，对第4步得到的废水采用管式陶瓷膜过滤器进行过滤，去除油滴;
第6步，对第5步得到的废水依次采用厌氧、一级好氧、缺氧、二级好氧处理;
第7步，对第6步得到的废水采用MBR器过滤处理，得到产水。
所述的第1步中，乳化液废水来源于机械加工中的切削液乳化废水，其水质是：含油1000～20000mg/L、pH是7.5～10.5、COD5000～200000 mg/L、固体悬浮物100～1000mg/L、水温15～45℃。
所述的第2步中，絮凝处理所采用的絮凝剂是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺、柠檬酸、聚合三氯化铁、膨润土混合而成，重量配比是1：0.8～0.9：1～2：0.1～2：0.1～0.4：1～4;絮凝剂的加入量是废水重量的0.1～0.5wt%。
所述的第4步中，粗过滤器是石英砂过滤器。
所述的第5步中，管式陶瓷膜过滤器的平均孔径范围是50～500μm，过滤过程的膜面流速是1～5m/s，过滤过程中料液温度是20～45℃，过滤压力范围是0.1～0.5MPa。
所述的第5步中，管式陶瓷膜过滤器在过滤过程中，还在废水中加入助滤剂。
所述的助滤剂是凹凸棒土，所述的助滤剂的加入量废水重量的0.5～2wt%。
在管式陶瓷膜过滤器过程之后，将浓缩液送入板框过滤处理，回收助滤剂。
所述的第6步中，厌氧处理的废水温度35～40℃，pH值7～7.5，停留时间15～40小时;一级好氧的废水温度28～35℃，pH值6.5～8.5，DO值0.5～4mg/L，停留时间15～30小时;缺氧处理的废水温度35～40℃，pH值6.5～7.5，DO值0～0.5mg/L，停留时间10～15小时;二级好氧的废水温度28～35℃，二级好氧处理池BOD5≤20mg/L，pH值6.5～8.5，停留时间10～15小时，二级好氧处理出水部分回流至缺氧处理工段，回流比1～1.5。
所述的第7步中，MBR反应器中的滤膜的平均孔径范围是0.02～0.03μm。
一种乳化液废水的处理装置，包括：
斜板隔油器，用于对废水进行除油处理;
絮凝反应器，连接于斜板隔油器料液出口，用于对废水进行絮凝反应;
絮凝剂投加罐，用于向絮凝反应器中加入絮凝剂;
斜板沉淀槽，连接于絮凝反应器的料液出口，用于对废水中的沉淀进行去除;
粗过滤器，连接于斜板沉淀槽的料液出口，用于对废水进行预过滤处理;
管式陶瓷膜过滤器，连接于粗过滤器的料液出口，用于对废水进行过滤;
管式陶瓷膜过滤器的渗透侧依次通过厌氧反应罐、一级好氧池、缺氧反应罐、二级好氧池连接于MBR反应器;
MBR反应器用于对厌氧反应罐、一级好氧池、缺氧反应罐、二级好氧池处理后的废水进行过滤处理。
在管式陶瓷膜过滤器的料液进口处还连接有助滤剂投加罐，用于向废水中加入助滤剂;在管式陶瓷膜过滤器的浓缩液侧还连接有板框过滤器，用于分离出浓缩液中的助滤剂。
管式陶瓷膜过滤器的结构中包括：组件壳体，在组件壳体的两端分别设有封头，封头上分别设有原料进口和原料出口，在组件壳体安装有管式陶瓷膜;组件壳体内部的两端设有花盘，在封头内设有压板，管式陶瓷膜的两端分别套在花盘和压板上的开孔中，压板将花盘压紧后实现管式陶瓷膜的密封，管式陶瓷膜中的管道与封头连通;在组件壳体还设有渗透液出口;在设有原料出口的封头的内部还设有防堵塞结构，用于防止管式陶瓷膜的管道被滤饼堵塞;防堵塞结构包括：
第一固定板，固定于封头内部;
第一固定件朝向管式陶瓷膜的管道的一侧通过第一弹簧连接有阻流板，阻流板朝向管式陶瓷膜的管道的一侧设有杆体，杆体伸入管式陶瓷膜的管道的内部;
第二固定板，固定于封头内部，第二固定板朝向管式陶瓷膜的管道的一侧通过第二弹簧连接于阻流板，阻流板朝向管式陶瓷膜的管道的一侧还设有弹性片，弹性片的一侧设有凸出部;在封头中还设有限位卡，限位卡用于限制凸出部的运动;当第一弹簧处于正常状态时，第二弹簧处于压紧状态;当弹性片变形时，限位卡对凸出部不再具有限位作用。
有益效果
本发明提供的乳化液废水处理方法，可以有效去除废水中的油污、颗粒物，采用陶瓷膜过滤时，可以去除乳化液中的细小油滴，同时采用了助滤剂避免了陶瓷膜的污染过程，使过滤通量得到了提高，通过采用陶瓷膜防堵塞结构，防止了助滤剂颗粒的阻塞陶瓷膜管的问题。
