申请日2015.04.23
公开(公告)日2015.08.05
IPC分类号C02F9/14; C02F1/66; C02F1/24; C02F3/02; C02F1/52; C02F1/72; C02F1/78
摘要
本发明涉及一种机械刀削废水处理装置与方法，包括废水调节池、酸析破乳池、臭氧氧化气浮池、混凝沉淀池、高级氧化反应沉淀池、反流式曝气生物滤池;酸析破乳池设有酸液添加系统，臭氧氧化气浮池包括混合区和分离区，混凝沉淀池包括搅拌混合区和沉淀区，高级氧化反应沉淀池包括进水干管、海绵铁填料筒、辐射式布水管、溢水堰，反流式曝气生物滤池包括下流区、上流区和污泥区;废水经调节池调节水量和水质，然后进行酸析破乳，进入臭氧氧化气浮池去除浮油，废水在混凝沉淀池里与混凝剂混合沉淀后进入高级氧化反应沉淀池，污染物被氧化分解，废水经反流式曝气生物滤池反应和过滤后达标排放。
权利要求书
1.一种机械刀削废水处理装置，其特征在于：包括废水调节池、酸析破乳 池(1)、臭氧氧化气浮池(2)、混凝沉淀池(3)、高级氧化反应沉淀池(4)、 反流式曝气生物滤池(5);废水调节池、酸析破乳池(1)、臭氧氧化气浮池(2)、 混凝沉淀池(3)、高级氧化反应沉淀池(4)、反流式曝气生物滤池(5)依次连 通;
所述的废水调节池包括进水管和出水管，用于调节废水的水质和水量;
所述的酸析破乳池底部设有进水管(1-1)，中部设置有搅拌装置(1-2)， 中上部设有酸液添加和pH值测控系统(1-3)，上部设有出水管(1-4);
所述的臭氧氧化气浮池(2)包括进水管(2-1)和用于排出处理后水的出 水管，所述的臭氧氧化气浮池从下至上依次为混合区(2-3)和分离区;所述的 分离区包括集水区(2-4)和位于集水区内的油渣区(2-5);所述臭氧氧化气浮 池的混合区(2-3)的下部设置有曝气盘(2-6)，所述的曝气盘的上方设有布水 管(2-2)，所述的布水管连接进水管(2-1)，所述的曝气盘(2-6)通过曝气管 连接有臭氧氧化气浮池外的鼓风机和臭氧发生器;所述的分离区内设有三相分 离器(2-8)，所述的三相分离器(2-8)包括导流板和位于导流板下方与导流板 配合使用的三角导流环，所述的三角导流环安装在臭氧氧化气浮池的内壁上， 所述的导流板的上部与分离区的形状相同，所述的导流板的下部呈喇叭状，所 述的导流板的下部的内径大于三角导流环的内径;所述的分离区外壁的上部设 有溢水堰(2-9)，所述的溢水堰(2-9)与出水管相连;所述的油渣区(2-5) 布设有油渣刮板(2-10)和油渣槽(2-11);废水从下往上溢时，水与油渣一起 通过三角导流环进入导流板的下部，油渣继续往上进入油渣区(2-5)，水通过 导流板与三角导流环之间的间隙进入集水区(2-4);为了废水处理的效果更好， 所述的布水管(2-2)设置成同心圆形状或十字形状，布水管上具有水平辐射出 水口;进一步，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘;
所述的臭氧氧化气浮池的出水管与混凝沉淀池的进水管(3-3)连通;
所述的混凝沉淀池(3)包括搅拌混合区(3-1)和沉淀区(3-2)，搅拌混 合区底部设有废水进水管(3-3)，中上部设有药液添加系统(3-4)与碱液添加 和pH值测控系统(3-10)，在搅拌混合区中部设置有搅拌装置(3-5);所述沉 淀区内设有挡板(3-6)，该挡板与混凝沉淀池的内壁形成作为废水进入沉淀区 的废水流道，沉淀区的出口处设有三相分离器(3-7)，沉淀区的出口上部设有 溢水堰(3-8)，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有沉淀物排放 阀(3-9);
所述的高级氧化反应沉淀池包括进水干管(4-1)、海绵铁填料筒(4-2)、 内置于海绵铁填料筒内的辐射式布水管(4-3)、高级氧化反应沉淀池溢水堰 (4-4)和出水管;所述的海绵铁填料筒(4-2)由不锈钢制成，海绵铁填料筒 (4-2)内设置有辐射式布水管(4-3)，辐射式布水管位于海绵铁填料筒内中央， 布水管周围添加海绵铁填料(4-5)，布水管(4-3)连接进水干管(4-1)，海绵 铁填料筒和布水管上具有水平辐射出水口;所述的高级氧化反应沉淀池(4)上 部外侧设有溢水堰(4-4)，所述的溢水堰与出水管相连;高级氧化反应沉淀池 底部设计成锥形结构，在最底部设置有沉淀物排放阀(4-6);
所述的海绵铁填料筒中添加的海绵铁填料(4-5)由活性炭、海绵铁和过氧 化氢混合制成;
所述反流式曝气生物滤池(5)的中上部为圆柱形、下部为圆锥形结构，包 括下流区(5-1)、上流区(5-2)和污泥区(5-3);所述下流区(5-1)位于反 流式曝气生物滤池的圆柱形结构的中部，为圆柱形结构，下流区上部设有进水 管(5-4)和布水管(5-5)，下流区中部设有填料(5-6)，下流区下部设有曝气 管(5-7)，所述下流区的底部设有折流板(5-8)，所述的折流板(5-8)的纵断 面呈喇叭状;所述上流区(5-2)位于下流区(5-1)的外围、折流板的上部， 上流区中部设有填料(5-9)，下部设有曝气管，上流区上部的出口处设有溢水 堰(5-10);所述污泥区(5-3)位于反流式曝气生物滤池的底部、下流区和上 流区的下部，污泥区的底部设有污泥排放阀(5-11);
所述反流式曝气生物滤池的出水达标排放。
2.一种采用如权利要求1所述的机械刀削废水处理装置进行废水处理的方 法，具有如下步骤：
①废水通过进水管进入废水调节池调节水质和水量;
②调节后的水通过酸析破乳池底部的进水管(1-1)进入酸析破乳池(1)， 酸液添加和pH值测控系统(1-3)调节废水的pH值为3-4，在酸性条件下废水 中的乳化油结构被破坏，变为悬浮态;
③然后废水通过进水管(2-1)进入臭氧氧化气浮池(2)的中下部;位于 臭氧氧化气浮池布水管下方的曝气盘(2-6)产生大量细小气泡，臭氧把废水中 的大分子物质氧化成易于吸收和吸附的小分子物质，曝气盘产生的细小气泡与 油渣粘附形成混合体在浮力作用下上升，在臭氧氧化气浮池分离区三相分离器 (2-8)的作用下，混合体上升至油渣区(2-5)，在油渣刮板(2-10)的作用下， 油渣进入油渣槽(2-11)并被清理外运;分离处理后的水在臭氧氧化气浮池三 相分离区导流板作用下进入臭氧氧化气浮池集水区(2-4)，通过溢水堰(2-9)、 出水管和连接管进入混凝沉淀池的进水管(3-3);
④废水通过混凝沉淀池搅拌混合区底部的废水进水管(3-3)进入混凝沉淀 池(3)，调节废水为中性，废水与来自药液添加系统(3-4)的混凝剂混合，利 用设置在搅拌混合区中部的搅拌装置(3-5)进行搅拌;混凝反应后的废水进入 沉淀区(3-2)，沉淀区的三相分离器(3-7)实现泥水分离;污泥在重力的作用 下下沉到混凝沉淀池沉淀区(3-2)的下部，通过底部的沉淀物排放阀(3-9) 排出;废水通过溢水堰(3-8)、出水管和连接管进入高级氧化反应沉淀池的进 水干管(4-1);
⑤混凝沉淀后的水通过高级氧化反应沉淀池的进水干管(4-1)、辐射式布 水管(4-3)进入高级氧化反应沉淀池(4)，海绵铁填料筒(4-2)中的过氧化 氢、海绵铁盐反应产生大量活泼的羟基自由基，破坏废水中污染物的结构，废 水中的污染物被氧化分解，氧化分解后的废水通过溢水堰(4-4)、出水管和连 接管进入反流式曝气生物滤池的进水管(5-4);污泥等沉淀物在重力的作用下 下沉到高级氧化反应沉淀池(4)的下部，通过底部的沉淀物排放阀(4-6)排 出;
⑥废水通过进水管(5-4)、布水管(5-5)进入反流式曝气生物滤池的下流 区(5-1)，曝气管(5-7)产生的空气与废水在填料(5-6)中交汇发生生化反 应，同时填料对废水进行过滤，废水通过折流板(5-8)后进入上流区(5-2)， 在填料中发生生化反应，同时填料(5-9)对废水进行过滤，下流区和上流区产 生的污泥下沉到污泥区(5-3)，通过污泥区底部的污泥排放阀(5-11)排放出 去，反流式曝气生物滤池处理后的水通过溢水堰(5-10)流出，实现达标排放;
⑦混凝沉淀池(3)、高级氧化反应沉淀池(4)、反流式曝气生物滤池(5) 排出的污泥经浓缩、脱水后外运。
说明书
机械刀削废水处理装置与方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种机械刀削废水处理装置与方法。
背景技术
目前，随着现代机械制造业的迅猛发展，切削液被广泛应用于金属及其合 金的切削、磨削加工工艺中，切削液主要起冷却、润滑、清洁和防锈的作用， 达到延长刀具使用寿命，提高加工质量、精度及效率，防止机床、工件腐蚀的 目的。切削液在使用一段时间后，不可避免地会混入某些杂质，如金属粒子、 灰尘、磨料粉粒、漂浮油等。这些杂质都会严重损害切削液，加速切削液的失 效。另外，切削液本身富含有机物和矿物质，在使用过程中因空气接触、切屑 沉积、杂油混入、工件携带或稀释水中含有的细菌等都可能导致微生物的滋生， 从而使切削液变黑、发臭。因此若继续使用这些失效或变质的切削液不但起不 到冷却、润滑、防锈和清洗的作用，反而会对切削加工产生不利的影响，最终 这些切削液只能作为工业废液弃掉，再更换新的切削液，由此产生大量切削废 水。
切削废水具有以下特点：(1)含有大量矿物油、各类添加剂及金属屑等杂质， 组成复杂、色度差，属于高浓度含油乳化废水;(2)废水中含有表面活性剂、防 腐剂等添加剂，化学稳定性高，而且部分添加剂的毒性一定程度上阻碍了微生 物活性，导致其不易降解;(3)水质波动较大，不同来源的废水成分组成和浓度 差异很大;(4)由于废水中含有磺酸钠、三乙醇胺、硼砂等碱性物质，一般呈中 性偏碱。
切削废水对环境和人体健康具有极大的危害性，目前该类废水的处理方法 大致可分为物理法、物理化学法、化学法、生物法等，但采用传统的单一物理、 化学、生物法均不能达到有效的处理效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述机械刀削废水的处理问题，本 发明提供一种机械刀削废水处理装置与方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机械刀削废水处理装置， 包括废水调节池、酸析破乳池、臭氧氧化气浮池、混凝沉淀池、高级氧化反应 沉淀池、反流式曝气生物滤池;所述废水调节池、酸析破乳池、臭氧氧化气浮 池、混凝沉淀池、高级氧化反应沉淀池、反流式曝气生物滤池依次连通。
所述的废水调节池包括进水管和出水管，用于调节废水的水质和水量。
所述的酸析破乳池底部设有进水管，中部设置有搅拌装置，中上部设有酸 液添加和pH值测控系统，上部设有出水管。
所述的臭氧氧化气浮池包括进水管和用于排出处理后水的出水管，所述的 臭氧氧化气浮池从下至上依次为混合区和分离区;所述的分离区包括集水区和 位于集水区内的油渣区;所述臭氧氧化气浮池混合区的下部设置有曝气盘，所 述的曝气盘的上方设有布水管，所述的布水管连接进水管，所述的曝气盘通过 曝气管连接有臭氧氧化气浮池外的鼓风机和臭氧发生器;所述的分离区内设有 三相分离器，所述的三相分离器包括导流板和位于导流板下方与导流板配合使 用的三角导流环，所述的三角导流环安装在臭氧氧化气浮池的内壁上，所述的 导流板的上部与分离区的形状相同，所述的导流板的下部呈喇叭状，所述的导 流板的下部的内径大于三角导流环的内径;所述的分离区外壁的上部设有溢水 堰，所述的溢水堰与出水管相连;所述的油渣区布设有油渣刮板和油渣槽;废 水从下往上溢时，水与油渣一起通过三角导流环进入导流板的下部，油渣继续 往上进入油渣区，水通过导流板与三角导流环之间的间隙进入集水区;为了废 水处理的效果更好，所述的布水管设置成同心圆形状或十字形状，布水管上具 有水平辐射出水口;进一步，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘。
所述的臭氧氧化气浮池的出水管与混凝沉淀池的进水管连通。
所述的混凝沉淀池包括搅拌混合区和沉淀区，搅拌混合区底部设有废水进 水管，中上部设有药液添加系统、碱液添加和pH值测控系统，在搅拌混合区中 部设置有搅拌装置;所述沉淀区内设有挡板，该挡板与沉淀池的内壁形成作为 废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有三相分离器，沉淀区的出口 上部设有溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有沉淀物排 放阀。
所述的高级氧化反应沉淀池包括进水干管、海绵铁填料筒、内置于海绵铁 填料筒内的辐射式布水管、溢水堰和出水管。所述的海绵铁填料筒由不锈钢制 成，海绵铁填料筒内设置有辐射式布水管，辐射式布水管位于海绵铁填料筒内 中央，布水管周围添加海绵铁填料，布水管连接进水干管，海绵铁填料筒和布 水管上具有水平辐射出水口。所述的高级氧化反应沉淀池上部外侧设有溢水堰， 所述的溢水堰与出水管相连;高级氧化反应沉淀池底部设计成锥形结构，在最 底部设置有沉淀物排放阀。
所述的海绵铁填料筒中添加的海绵铁填料由活性炭、海绵铁和过氧化氢混 合制成。
所述反流式曝气生物滤池中上部为圆柱形、下部为圆锥形结构，包括下流 区、上流区和污泥区;所述下流区位于反流式曝气生物滤池的圆柱形结构的中 部，为圆柱形结构，下流区上部设有进水管和布水管，下流区中部设有填料， 下流区下部设有曝气管，所述下流区的底部设有折流板，所述的折流板的纵断 面呈喇叭状;所述上流区位于下流区的外围、折流板的上部，上流区中部设有 填料，下部设有曝气管，上流区上部的出口处设有溢水堰;所述污泥区位于反 流式曝气生物滤池的底部、下流区和上流区的下部，污泥区的底部设有污泥排 放阀。
所述反流式曝气生物滤池的出水达标排放。
一种采用上述机械刀削废水处理装置进行废水处理的方法，具有如下步骤：
①废水通过进水管进入废水调节池调节水质和水量。
②调节后的水通过酸析破乳池底部的进水管进入酸析破乳池，酸液添加和 pH值测控系统调节废水的pH值为3-4，在酸性条件下废水中的乳化油结构被破 坏，变为悬浮态。
③然后废水通过进水管进入臭氧氧化气浮池的中下部;位于臭氧氧化气浮 池布水管下方的曝气盘产生大量细小气泡，臭氧把废水中的大分子物质氧化成 易于吸收和吸附的小分子物质，同时曝气盘产生的细小气泡与油渣粘附形成混 合体在浮力作用下上升，在臭氧氧化气浮池分离区三相分离器的作用下，混合 体上升至油渣区，在油渣刮板的作用下，油渣进入油渣槽并被清理外运;分离 处理后的水在臭氧氧化气浮池三相分离区导流板作用下进入臭氧氧化气浮池集 水区，通过溢水堰、出水管和连接管进入混凝沉淀池的进水管。
④废水通过混凝沉淀池搅拌混合区底部的废水进水管进入混凝沉淀池，调 节废水为中性，废水与来自药液添加系统的混凝剂混合，利用设置在搅拌区中 部的搅拌装置进行搅拌;混凝反应后的废水进入沉淀区，沉淀区的三相分离器 实现泥水分离;污泥在重力的作用下下沉到混凝沉淀池沉淀区的下部，通过底 部的沉淀物排放阀排出;废水通过溢水堰、出水管和连接管进入高级氧化反应 沉淀池的进水管。
⑤混凝沉淀后的水通过高级氧化反应沉淀池的进水干管、布水管进入高级 氧化反应沉淀池，海绵铁填料筒中的过氧化氢、海绵铁盐反应产生大量活泼的 羟基自由基，破坏废水中污染物的结构，废水中的污染物被氧化分解，氧化分 解后的废水通过溢水堰、出水管和连接管进入反流式曝气生物滤池的进水管。 污泥等沉淀物在重力的作用下下沉到高级氧化反应沉淀池的下部，通过底部的 沉淀物排放阀排出。
⑥废水通过进水管、布水管进入反流式曝气生物滤池的下流区，曝气管产 生的空气与废水在填料中交汇发生生化反应，同时填料对废水进行过滤，废水 通过折流板后进入上流区，在填料中发生生化反应，同时填料对废水进行过滤， 下流区和上流区产生的污泥下沉到污泥区，通过污泥区底部的污泥排放阀排放 出去，反流式曝气生物滤池处理后的水通过溢水堰流出，实现达标排放。
⑦混凝沉淀池、高级氧化反应沉淀池、反流式曝气生物滤池排出的污泥经 浓缩、脱水后外运。
本发明的有益效果是：因地制宜，基建投资少，维护方便，能耗较低，对 废水具有比较好的处理效果，能够实现污水资源化，对污水进行综合利用。
