申請日2017.10.02

　　公開(公告)日2017.12.15

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種乳化液廢水的處理方法及裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。主要的工藝過是：斜板隔油、絮凝處理、斜板沉淀、粗過濾、陶瓷膜過濾，再經(jīng)過生化處理(厭氧、一級好氧、缺氧、二級好氧、MBR過濾)，得到處理后的產(chǎn)水。本發(fā)明提供的乳化液廢水處理方法，可以有效去除廢水中的油污、顆粒物，采用陶瓷膜過濾時(shí)，可以去除乳化液中的細(xì)小油滴，同時(shí)采用了助濾劑避免了陶瓷膜的污染過程，使過濾通量得到了提高，通過采用陶瓷膜防堵塞結(jié)構(gòu)，防止了助濾劑顆粒的阻塞陶瓷膜管的問題。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種乳化液廢水的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　第1步，對乳化液廢水進(jìn)行斜板隔油處理，去除浮油;

　　第2步，對第1步得到的廢水進(jìn)行絮凝處理;

　　第3步，對第2步得到的廢水進(jìn)行斜板沉降處理，去除沉淀物;

　　第4步，對第3步得到的廢水采用粗過濾器進(jìn)行過濾，去除大顆粒的雜質(zhì);

　　第5步，對第4步得到的廢水采用管式陶瓷膜過濾器進(jìn)行過濾，去除油滴;

　　第6步，對第5步得到的廢水依次采用厭氧、一級好氧、缺氧、二級好氧處理;

　　第7步，對第6步得到的廢水采用MBR器過濾處理，得到產(chǎn)水。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化液廢水的處理方法，其特征在于，所述的第1步中，乳化液廢水來源于機(jī)械加工中的切削液乳化廢水，其水質(zhì)是：含油1000～20000mg/L、pH是7.5～10.5、COD5000～200000 mg/L、固體懸浮物100～1000mg/L、水溫15～45℃。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化液廢水的處理方法，其特征在于，所述的第2步中，絮凝處理所采用的絮凝劑是由聚合氯化鋁鈣、氯化鐵、聚丙烯酰胺、檸檬酸、聚合三氯化鐵、膨潤土混合而成，重量配比是1：0.8～0.9：1～2：0.1～2：0.1～0.4：1～4。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化液廢水的處理方法，其特征在于，所述的第4步中，粗過濾器是石英砂過濾器;所述的第5步中，管式陶瓷膜過濾器的平均孔徑范圍是50～500μm，過濾過程的膜面流速是1～5m/s，過濾過程中料液溫度是20～45℃，過濾壓力范圍是0.1～0.5MPa。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化液廢水的處理方法，其特征在于，所述的第5步中，管式陶瓷膜過濾器在過濾過程中，還在廢水中加入助濾劑;所述的助濾劑是凹凸棒土，所述的助濾劑的加入量廢水重量的0.5～2wt%;在管式陶瓷膜過濾器過程之后，將濃縮液送入板框過濾處理，回收助濾劑。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化液廢水的處理方法，其特征在于，所述的第6步中，厭氧處理的廢水溫度35～40℃，pH值7～7.5，停留時(shí)間15～40小時(shí);一級好氧的廢水溫度28～35℃，pH值6.5～8.5，DO值0.5～4mg/L，停留時(shí)間15～30小時(shí);缺氧處理的廢水溫度35～40℃，pH值6.5～7.5，DO值0～0.5mg/L，停留時(shí)間10～15小時(shí);二級好氧的廢水溫度28～35℃，二級好氧處理池BOD5≤20mg/L，pH值6.5～8.5，停留時(shí)間10～15小時(shí)，二級好氧處理出水部分回流至缺氧處理工段，回流比1～1.5。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化液廢水的處理方法，其特征在于，所述的第7步中，MBR反應(yīng)器中的濾膜的平均孔徑范圍是0.02～0.03μm。

　　8.一種乳化液廢水的處理裝置，其特征在于，包括：

　　斜板隔油器(1)，用于對廢水進(jìn)行除油處理;

　　絮凝反應(yīng)器(2)，連接于斜板隔油器(1)料液出口，用于對廢水進(jìn)行絮凝反應(yīng);

　　絮凝劑投加罐(3)，用于向絮凝反應(yīng)器(2)中加入絮凝劑;

　　斜板沉淀槽(4)，連接于絮凝反應(yīng)器(2)的料液出口，用于對廢水中的沉淀進(jìn)行去除;

　　粗過濾器(5)，連接于斜板沉淀槽(4)的料液出口，用于對廢水進(jìn)行預(yù)過濾處理;

　　管式陶瓷膜過濾器(6)，連接于粗過濾器(5)的料液出口，用于對廢水進(jìn)行過濾;

　　管式陶瓷膜過濾器(6)的滲透側(cè)依次通過厭氧反應(yīng)罐(8)、一級好氧池(9)、缺氧反應(yīng)罐(10)、二級好氧池(11)連接于MBR反應(yīng)器(12);

　　MBR反應(yīng)器用于對厭氧反應(yīng)罐(8)、一級好氧池(9)、缺氧反應(yīng)罐(10)、二級好氧池(11)處理后的廢水進(jìn)行過濾處理。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的乳化液廢水的處理裝置，其特征在于，在管式陶瓷膜過濾器(6)的料液進(jìn)口處還連接有助濾劑投加罐(13)，用于向廢水中加入助濾劑;在管式陶瓷膜過濾器(6)的濃縮液側(cè)還連接有板框過濾器(7)，用于分離出濃縮液中的助濾劑。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的乳化液廢水的處理裝置，其特征在于，管式陶瓷膜過濾器(6)的結(jié)構(gòu)中包括：組件殼體(14)，在組件殼體(14)的兩端分別設(shè)有封頭(15)，封頭(15)上分別設(shè)有原料進(jìn)口(18)和原料出口(19)，在組件殼體(14)安裝有管式陶瓷膜(17);組件殼體(14)內(nèi)部的兩端設(shè)有花盤(21)，在封頭(15)內(nèi)設(shè)有壓板(20)，管式陶瓷膜(17)的兩端分別套在花盤(21)和壓板(20)上的開孔中，壓板(20)將花盤(21)壓緊后實(shí)現(xiàn)管式陶瓷膜(17)的密封，管式陶瓷膜(17)中的管道與封頭(15)連通;在組件殼體(14)還設(shè)有滲透液出口(16);在設(shè)有原料出口(19)的封頭的內(nèi)部還設(shè)有防堵塞結(jié)構(gòu)(24)，用于防止管式陶瓷膜(17)的管道被濾餅堵塞;防堵塞結(jié)構(gòu)(24)包括：

　　第一固定板(25)，固定于封頭(15)內(nèi)部;

　　第一固定件(25)朝向管式陶瓷膜(17)的管道的一側(cè)通過第一彈簧(27)連接有阻流板(26)，阻流板(26)朝向管式陶瓷膜(17)的管道的一側(cè)設(shè)有桿體(29)，桿體(29)伸入管式陶瓷膜(17)的管道的內(nèi)部;

　　第二固定板(28)，固定于封頭(15)內(nèi)部，第二固定板(28)朝向管式陶瓷膜(17)的管道的一側(cè)通過第二彈簧(28)連接于阻流板(26)，阻流板(26)朝向管式陶瓷膜(17)的管道的一側(cè)還設(shè)有彈性片(31)，彈性片(31)的一側(cè)設(shè)有凸出部(32);在封頭(15)中還設(shè)有限位卡(33)，限位卡(33)用于限制凸出部(32)的運(yùn)動(dòng);當(dāng)?shù)谝粡椈?27)處于正常狀態(tài)時(shí)，第二彈簧(28)處于壓緊狀態(tài);桿體(29)上還設(shè)有毛刷(30)，毛刷(30)用于打散濾餅層。

　　說明書

　　一種乳化液廢水的處理方法及裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種乳化液廢水的處理方法及裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　含油乳化廢水是一種處理難度較大的廢水，在大型鋼鐵企業(yè)、機(jī)械加工業(yè)中大量存在。雖然在近十兒年里，處理技術(shù)得到了相應(yīng)的提高，但隨著各行各業(yè)對軋制板材的要求越來越高，各大型鋼鐵企業(yè)都在鋼材表面涂層技術(shù)和鋼材表面潔凈技術(shù)上做了大量的技術(shù)改進(jìn)，尤其是為了保證高附加值產(chǎn)品在軋制過程的質(zhì)量穩(wěn)定，所采用乳化液中的乳化油分子量越來越小，乳化劑組成越來越復(fù)雜，隨之而來的軋鋼廢水的污染成分產(chǎn)生了質(zhì)與量的變化，對現(xiàn)有的處理技術(shù)帶來極大的困難和挑戰(zhàn)。

　　在機(jī)械加工行業(yè)中，金屬的切割、研磨、鉆孔、拉絲、壓延等加工工藝中為了減小摩擦力、降低熱效應(yīng)、延長刀具壽命、提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，大量采用了乳化切削液。在許多工業(yè)部門的金屬零部件和設(shè)備的清洗過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水含有從零部件上清洗下來的油、乳化液和切削雜質(zhì)。物油、乳化劑和水構(gòu)成的油水乳化液。由于廢液中含有大量的不飽和油脂、皂類、乳化劑和添加劑等有機(jī)物，在長期使用中被大氣中的氧氧化，另外在金屬切削過程中產(chǎn)生的高溫和金屬的催化作用，使乳化液中的油脂發(fā)生氧化，但更主要的原因是由于缺少光照，在25～40℃溫度下，細(xì)菌大量繁殖形成缺氧環(huán)境，致使乳化液腐敗變質(zhì)，并產(chǎn)生難聞的臭味，因此乳化液必需定期更換。由于廢液中的油滴在乳化劑的作用下高度分散在水中，油滴粒徑在1微米以下，處于乳化狀態(tài)，所以比分散的油污更難清除，更易被植物吸收，而且許多乳化劑有致癌作用，其危害性甚為嚴(yán)重。過去對這種含油廢水的危害性認(rèn)識不足，加之這類廢水單臺排放量不大，污染來源繁雜，大都采用直接排放，即便是處理也較為粗放。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，特別是近年來NC機(jī)床、加工中心等先進(jìn)設(shè)備的大量運(yùn)用，切削速度越來越高，切削液的用量也越來越大，此類廢液的排放量與日俱增。

　　在冷軋液、切削液中添加的表面活性劑大部分是烴基化合物，如陰離子型表面活性劑中的脂及酸皂、甘油一酸脂、乙二醇等;非離子型表面活性劑中醚鍵型與脂鍵型以及陽離子型的胺鹽、四胺鹽等。這些表面活性劑從結(jié)構(gòu)上看是兩性物質(zhì)。它的一端是由碳?xì)溟L鏈等組成的非極性憎水基團(tuán)，易溶于油中;另一端是極性親水基團(tuán)，易溶于水中。由于表面活性劑的存在，使得原本是非極性憎水型的油滴變成了帶負(fù)電荷的膠核。由于極性的影響和表面能的作用，帶負(fù)電荷油滴膠核吸附水中帶正電荷離子或極性水分子形成膠體雙電層結(jié)構(gòu)。這些油珠外面包有彈性的、有一定厚的雙電層，與彼此所帶的同性電荷相互排斥，阻止了油滴間相互碰撞并大，使油滴能長期穩(wěn)定地存在于水中，油滴粒徑在0.1～25微米之間，在水中呈乳濁狀或乳化狀。由于表面活性劑降低了體系表面自由能，使體系界而總能量保持在較低的水平，同時(shí)還由于雙電層和同性電荷的存在使含油乳化廢水較難分離。要達(dá)到分離的目的，必須壓縮膠體雙電層厚度，降低ζ電位，為油水分離創(chuàng)造條件。

　　目前國內(nèi)常用的乳化液處理工藝有：(1)物理化學(xué)法與生化法結(jié)合，該法適用于乳化液濃度低，水量大的場所，該工藝運(yùn)行成本低，出水效果好但存在投資較高，運(yùn)行管理相對復(fù)雜，對操作人員要求高的缺點(diǎn);(2)物理化學(xué)法與吸附法相結(jié)合，該工藝適用性強(qiáng)，操作簡便，但活性濾料在吸附飽和之后需更換，導(dǎo)致運(yùn)行成本增加，(3)物理化學(xué)法與膜過濾相結(jié)合，采用該工藝處理過的廢水出水水質(zhì)好，管理方便，但存在濃縮液與反洗水難處理，膜孔易堵塞。(4)處理工藝復(fù)雜，污水運(yùn)行費(fèi)用高。無機(jī)陶瓷膜以其化學(xué)穩(wěn)定性好、 機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)越來越多應(yīng)用于廢乳化液的處理。

　　CN104649481A公開了一種用于處理廢乳化液的設(shè)備，包括：用于對待處理廢乳化液進(jìn)行除浮油處理的除浮油裝置，去除漂浮于廢乳化液液面上的浮油;用于對去除了浮油的廢乳化液進(jìn)行油水分離處理的油水分離裝置，去除懸浮于廢乳化液中的分散油;用于對油水分離處理后的廢乳化液進(jìn)行電化學(xué)處理的電化學(xué)處理裝置，使其中的乳化油和溶解油絮凝;其中，利用通電的鋁板和納米陶瓷膜進(jìn)行所述的電化學(xué)處理;其中，利用斷電的納米陶瓷膜對靜置沉淀處理后粗處理乳化液進(jìn)行超濾處理。CN1736906A公開了一種處理冷軋軋制乳化液廢水的方法及其系統(tǒng)。冷軋軋制乳化液廢水處理的方法，步驟：1)粗濾：從軋機(jī)排放的含油乳化液廢水由分配箱進(jìn)入調(diào)節(jié)池A、調(diào)節(jié)池B，送至紙帶過濾機(jī)A、紙帶過濾機(jī)B去除雜質(zhì);2)進(jìn)入循環(huán)箱除油，進(jìn)入陶瓷膜超濾裝置進(jìn)行循環(huán)超濾，濾出液流入濾出液收集池;3)用輸送泵抽至中和池進(jìn)行中和，送到冷卻塔A、冷卻塔B進(jìn)行降溫，降溫后的水流至生物曝氣池進(jìn)行生物降解，降解后送到膜反應(yīng)器，經(jīng)膜反應(yīng)器后的濾出液排放或回用。CN102887596A公開了一種含油乳化廢水或廢乳化液的處理方法及裝置，其中方法包括有以下步驟：1)將進(jìn)行pH值調(diào)整后的含油乳化廢水或廢乳化液輸入調(diào)節(jié)池/罐，在調(diào)節(jié)池/罐內(nèi)去除游離油;2)從調(diào)節(jié)池/罐輸出后進(jìn)入破乳聚結(jié)反應(yīng)器，在破乳聚結(jié)反應(yīng)器內(nèi)完成破乳反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)油滴的聚并、增大;3)從破乳聚結(jié)反應(yīng)器中輸出后進(jìn)入氣浮裝置去除絕大部分的游離油;4)從氣浮裝置中輸出后經(jīng)陶瓷膜提升泵輸入陶瓷膜裝置;5)進(jìn)一步直接輸入深度處理系統(tǒng)。其中裝置包括有通過管道依次連通的調(diào)節(jié)池/罐、破乳聚結(jié)反應(yīng)器、氣浮裝置、陶瓷膜裝置及深度處理系統(tǒng)，在調(diào)節(jié)池/罐和破乳聚結(jié)反應(yīng)器之間設(shè)有破乳聚結(jié)反應(yīng)器提升泵，同時(shí)在氣浮裝置和陶瓷膜裝置之間設(shè)有陶瓷膜提升泵。

　　但是，由于乳化液廢水中的油滴粒徑很小、廢水分成復(fù)雜，容易導(dǎo)致在陶瓷膜在過濾過程中存在著較大的污染，膜污染的問題制約了無機(jī)陶瓷膜處理廢乳化液技術(shù)在工程方面的應(yīng)用和發(fā)展。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是：解決陶瓷膜處理乳化液廢水過程中膜污染嚴(yán)重而導(dǎo)致的過濾通量低的問題，本發(fā)明主要是通過利用助濾劑在乳化液廢水過濾過程中能夠在陶瓷膜表面形成動(dòng)態(tài)的保護(hù)層濾餅而避免油滴過多地進(jìn)入膜孔中。

　　技術(shù)方案是：

　　一種乳化液廢水的處理方法，包括如下步驟：

　　第1步，對乳化液廢水進(jìn)行斜板隔油處理，去除浮油;

　　第2步，對第1步得到的廢水進(jìn)行絮凝處理;

　　第3步，對第2步得到的廢水進(jìn)行斜板沉降處理，去除沉淀物;

　　第4步，對第3步得到的廢水采用粗過濾器進(jìn)行過濾，去除大顆粒的雜質(zhì);

　　第5步，對第4步得到的廢水采用管式陶瓷膜過濾器進(jìn)行過濾，去除油滴;

　　第6步，對第5步得到的廢水依次采用厭氧、一級好氧、缺氧、二級好氧處理;

　　第7步，對第6步得到的廢水采用MBR器過濾處理，得到產(chǎn)水。

　　所述的第1步中，乳化液廢水來源于機(jī)械加工中的切削液乳化廢水，其水質(zhì)是：含油1000～20000mg/L、pH是7.5～10.5、COD5000～200000 mg/L、固體懸浮物100～1000mg/L、水溫15～45℃。

　　所述的第2步中，絮凝處理所采用的絮凝劑是由聚合氯化鋁鈣、氯化鐵、聚丙烯酰胺、檸檬酸、聚合三氯化鐵、膨潤土混合而成，重量配比是1：0.8～0.9：1～2：0.1～2：0.1～0.4：1～4;絮凝劑的加入量是廢水重量的0.1～0.5wt%。

　　所述的第4步中，粗過濾器是石英砂過濾器。

　　所述的第5步中，管式陶瓷膜過濾器的平均孔徑范圍是50～500μm，過濾過程的膜面流速是1～5m/s，過濾過程中料液溫度是20～45℃，過濾壓力范圍是0.1～0.5MPa。

　　所述的第5步中，管式陶瓷膜過濾器在過濾過程中，還在廢水中加入助濾劑。

　　所述的助濾劑是凹凸棒土，所述的助濾劑的加入量廢水重量的0.5～2wt%。

　　在管式陶瓷膜過濾器過程之后，將濃縮液送入板框過濾處理，回收助濾劑。

　　所述的第6步中，厭氧處理的廢水溫度35～40℃，pH值7～7.5，停留時(shí)間15～40小時(shí);一級好氧的廢水溫度28～35℃，pH值6.5～8.5，DO值0.5～4mg/L，停留時(shí)間15～30小時(shí);缺氧處理的廢水溫度35～40℃，pH值6.5～7.5，DO值0～0.5mg/L，停留時(shí)間10～15小時(shí);二級好氧的廢水溫度28～35℃，二級好氧處理池BOD5≤20mg/L，pH值6.5～8.5，停留時(shí)間10～15小時(shí)，二級好氧處理出水部分回流至缺氧處理工段，回流比1～1.5。

　　所述的第7步中，MBR反應(yīng)器中的濾膜的平均孔徑范圍是0.02～0.03μm。

　　一種乳化液廢水的處理裝置，包括：

　　斜板隔油器，用于對廢水進(jìn)行除油處理;

　　絮凝反應(yīng)器，連接于斜板隔油器料液出口，用于對廢水進(jìn)行絮凝反應(yīng);

　　絮凝劑投加罐，用于向絮凝反應(yīng)器中加入絮凝劑;

　　斜板沉淀槽，連接于絮凝反應(yīng)器的料液出口，用于對廢水中的沉淀進(jìn)行去除;

　　粗過濾器，連接于斜板沉淀槽的料液出口，用于對廢水進(jìn)行預(yù)過濾處理;

　　管式陶瓷膜過濾器，連接于粗過濾器的料液出口，用于對廢水進(jìn)行過濾;

　　管式陶瓷膜過濾器的滲透側(cè)依次通過厭氧反應(yīng)罐、一級好氧池、缺氧反應(yīng)罐、二級好氧池連接于MBR反應(yīng)器;

　　MBR反應(yīng)器用于對厭氧反應(yīng)罐、一級好氧池、缺氧反應(yīng)罐、二級好氧池處理后的廢水進(jìn)行過濾處理。

　　在管式陶瓷膜過濾器的料液進(jìn)口處還連接有助濾劑投加罐，用于向廢水中加入助濾劑;在管式陶瓷膜過濾器的濃縮液側(cè)還連接有板框過濾器，用于分離出濃縮液中的助濾劑。

　　管式陶瓷膜過濾器的結(jié)構(gòu)中包括：組件殼體，在組件殼體的兩端分別設(shè)有封頭，封頭上分別設(shè)有原料進(jìn)口和原料出口，在組件殼體安裝有管式陶瓷膜;組件殼體內(nèi)部的兩端設(shè)有花盤，在封頭內(nèi)設(shè)有壓板，管式陶瓷膜的兩端分別套在花盤和壓板上的開孔中，壓板將花盤壓緊后實(shí)現(xiàn)管式陶瓷膜的密封，管式陶瓷膜中的管道與封頭連通;在組件殼體還設(shè)有滲透液出口;在設(shè)有原料出口的封頭的內(nèi)部還設(shè)有防堵塞結(jié)構(gòu)，用于防止管式陶瓷膜的管道被濾餅堵塞;防堵塞結(jié)構(gòu)包括：

　　第一固定板，固定于封頭內(nèi)部;

　　第一固定件朝向管式陶瓷膜的管道的一側(cè)通過第一彈簧連接有阻流板，阻流板朝向管式陶瓷膜的管道的一側(cè)設(shè)有桿體，桿體伸入管式陶瓷膜的管道的內(nèi)部;

　　第二固定板，固定于封頭內(nèi)部，第二固定板朝向管式陶瓷膜的管道的一側(cè)通過第二彈簧連接于阻流板，阻流板朝向管式陶瓷膜的管道的一側(cè)還設(shè)有彈性片，彈性片的一側(cè)設(shè)有凸出部;在封頭中還設(shè)有限位卡，限位卡用于限制凸出部的運(yùn)動(dòng);當(dāng)?shù)谝粡椈商幱谡�常狀態(tài)時(shí)，第二彈簧處于壓緊狀態(tài);當(dāng)彈性片變形時(shí)，限位卡對凸出部不再具有限位作用。

　　有益效果

　　本發(fā)明提供的乳化液廢水處理方法，可以有效去除廢水中的油污、顆粒物，采用陶瓷膜過濾時(shí)，可以去除乳化液中的細(xì)小油滴，同時(shí)采用了助濾劑避免了陶瓷膜的污染過程，使過濾通量得到了提高，通過采用陶瓷膜防堵塞結(jié)構(gòu)，防止了助濾劑顆粒的阻塞陶瓷膜管的問題。