申請日2017.10.02

　　公開(公告)日2017.12.15

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發明涉及一種乳化液廢水的處理方法及裝置，屬于水處理技術領域。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)，得到處理后的產水。本發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，可以去除乳化液中的細小油滴，同時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構，防止了助濾劑顆粒的阻塞陶瓷膜管的問題。

　　權利要求書

　　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，對乳化液廢水進行斜板隔油處理，去除浮油;

　　第2步，對第1步得到的廢水進行絮凝處理;

　　第3步，對第2步得到的廢水進行斜板沉降處理，去除沉淀物;

　　第4步，對第3步得到的廢水采用粗過濾器進行過濾，去除大顆粒的雜質;

　　第5步，對第4步得到的廢水采用管式陶瓷膜過濾器進行過濾，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，得到產水。

　　2.根據權利要求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械加工中的切削液乳化廢水，其水質是：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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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，停留時間15～40小時;一級好氧的廢水溫度28～35℃，pH值6.5～8.5，DO值0.5～4mg/L，停留時間15～30小時;缺氧處理的廢水溫度35～40℃，pH值6.5～7.5，DO值0～0.5mg/L，停留時間10～15小時;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，停留時間10～15小時，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.根據權利要求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)，用于對廢水進行除油處理;

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

　　絮凝劑投加罐(3)，用于向絮凝反應器(2)中加入絮凝劑;

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

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

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

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

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

　　9.根據權利要求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.根據權利要求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)的結構中包括：組件殼體(14)，在組件殼體(14)的兩端分別設有封頭(15)，封頭(15)上分別設有原料進口(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)內部的兩端設有花盤(21)，在封頭(15)內設有壓板(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)壓緊后實現管式陶瓷膜(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)還設有滲透液出口(16);在設有原料出口(19)的封頭的內部還設有防堵塞結構(24)，用于防止管式陶瓷膜(17)的管道被濾餅堵塞;防堵塞結構(24)包括：

　　第一固定板(25)，固定于封頭(15)內部;

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

　　第二固定板(28)，固定于封頭(15)內部，第二固定板(28)朝向管式陶瓷膜(17)的管道的一側通過第二彈簧(28)連接于阻流板(26)，阻流板(26)朝向管式陶瓷膜(17)的管道的一側還設有彈性片(31)，彈性片(31)的一側設有凸出部(32);在封頭(15)中還設有限位卡(33)，限位卡(33)用于限制凸出部(32)的運動;當第一彈簧(27)處于正常狀態時，第二彈簧(28)處于壓緊狀態;桿體(29)上還設有毛刷(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

　　技術領域

　　本發明涉及一種乳化液廢水的處理方法及裝置，屬于水處理技術領域。

　　背景技術

　　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、機械加工業中大量存在。雖然在近十兒年里，處理技術得到了相應的提高，但隨著各行各業對軋制板材的要求越來越高，各大型鋼鐵企業都在鋼材表面涂層技術和鋼材表面潔凈技術上做了大量的技術改進，尤其是為了保證高附加值產品在軋制過程的質量穩定，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雜，隨之而來的軋鋼廢水的污染成分產生了質與量的變化，對現有的處理技術帶來極大的困難和挑戰。

　　在機械加工行業中，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、延長刀具壽命、提高加工質量和生產效率，大量采用了乳化切削液。在許多工業部門的金屬零部件和設備的清洗過程中，會產生大量的廢水，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。物油、乳化劑和水構成的油水乳化液。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生的高溫和金屬的催化作用，使乳化液中的油脂發生氧化，但更主要的原因是由于缺少光照，在25～40℃溫度下，細菌大量繁殖形成缺氧環境，致使乳化液腐敗變質，并產生難聞的臭味，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，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，其危害性甚為嚴重。過去對這種含油廢水的危害性認識不足，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。隨著工業的迅速發展，特別是近年來NC機床、加工中心等先進設備的大量運用，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構上看是兩性物質。它的一端是由碳氫長鏈等組成的非極性憎水基團，易溶于油中;另一端是極性親水基團，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電荷的膠核。由于極性的影響和表面能的作用，帶負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構。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，為油水分離創造條件。

　　目前國內常用的乳化液處理工藝有：(1)物理化學法與生化法結合，該法適用于乳化液濃度低，水量大的場所，該工藝運行成本低，出水效果好但存在投資較高，運行管理相對復雜，對操作人員要求高的缺點;(2)物理化學法與吸附法相結合，該工藝適用性強，操作簡便，但活性濾料在吸附飽和之后需更換，導致運行成本增加，(3)物理化學法與膜過濾相結合，采用該工藝處理過的廢水出水水質好，管理方便，但存在濃縮液與反洗水難處理，膜孔易堵塞。(4)處理工藝復雜，污水運行費用高。無機陶瓷膜以其化學穩定性好、 機械強度高等優點越來越多應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備，包括：用于對待處理廢乳化液進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行電化學處理的電化學處理裝置，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行所述的電化學處理;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。冷軋軋制乳化液廢水處理的方法，步驟：1)粗濾：從軋機排放的含油乳化液廢水由分配箱進入調節池A、調節池B，送至紙帶過濾機A、紙帶過濾機B去除雜質;2)進入循環箱除油，進入陶瓷膜超濾裝置進行循環超濾，濾出液流入濾出液收集池;3)用輸送泵抽至中和池進行中和，送到冷卻塔A、冷卻塔B進行降溫，降溫后的水流至生物曝氣池進行生物降解，降解后送到膜反應器，經膜反應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)將進行pH值調整后的含油乳化廢水或廢乳化液輸入調節池/罐，在調節池/罐內去除游離油;2)從調節池/罐輸出后進入破乳聚結反應器，在破乳聚結反應器內完成破乳反應，實現油滴的聚并、增大;3)從破乳聚結反應器中輸出后進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陶瓷膜提升泵輸入陶瓷膜裝置;5)進一步直接輸入深度處理系統。其中裝置包括有通過管道依次連通的調節池/罐、破乳聚結反應器、氣浮裝置、陶瓷膜裝置及深度處理系統，在調節池/罐和破乳聚結反應器之間設有破乳聚結反應器提升泵，同時在氣浮裝置和陶瓷膜裝置之間設有陶瓷膜提升泵。

　　但是，由于乳化液廢水中的油滴粒徑很小、廢水分成復雜，容易導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陶瓷膜處理廢乳化液技術在工程方面的應用和發展。

　　發明內容

　　本發明的目的是：解決陶瓷膜處理乳化液廢水過程中膜污染嚴重而導致的過濾通量低的問題，本發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態的保護層濾餅而避免油滴過多地進入膜孔中。

　　技術方案是：

　　一種乳化液廢水的處理方法，包括如下步驟：

　　第1步，對乳化液廢水進行斜板隔油處理，去除浮油;

　　第2步，對第1步得到的廢水進行絮凝處理;

　　第3步，對第2步得到的廢水進行斜板沉降處理，去除沉淀物;

　　第4步，對第3步得到的廢水采用粗過濾器進行過濾，去除大顆粒的雜質;

　　第5步，對第4步得到的廢水采用管式陶瓷膜過濾器進行過濾，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，得到產水。

　　所述的第1步中，乳化液廢水來源于機械加工中的切削液乳化廢水，其水質是：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，停留時間15～40小時;一級好氧的廢水溫度28～35℃，pH值6.5～8.5，DO值0.5～4mg/L，停留時間15～30小時;缺氧處理的廢水溫度35～40℃，pH值6.5～7.5，DO值0～0.5mg/L，停留時間10～15小時;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，停留時間10～15小時，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，用于對廢水進行除油處理;

　　絮凝反應器，連接于斜板隔油器料液出口，用于對廢水進行絮凝反應;

　　絮凝劑投加罐，用于向絮凝反應器中加入絮凝劑;

　　斜板沉淀槽，連接于絮凝反應器的料液出口，用于對廢水中的沉淀進行去除;

　　粗過濾器，連接于斜板沉淀槽的料液出口，用于對廢水進行預過濾處理;

　　管式陶瓷膜過濾器，連接于粗過濾器的料液出口，用于對廢水進行過濾;

　　管式陶瓷膜過濾器的滲透側依次通過厭氧反應罐、一級好氧池、缺氧反應罐、二級好氧池連接于MBR反應器;

　　MBR反應器用于對厭氧反應罐、一級好氧池、缺氧反應罐、二級好氧池處理后的廢水進行過濾處理。

　　在管式陶瓷膜過濾器的料液進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構中包括：組件殼體，在組件殼體的兩端分別設有封頭，封頭上分別設有原料進口和原料出口，在組件殼體安裝有管式陶瓷膜;組件殼體內部的兩端設有花盤，在封頭內設有壓板，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現管式陶瓷膜的密封，管式陶瓷膜中的管道與封頭連通;在組件殼體還設有滲透液出口;在設有原料出口的封頭的內部還設有防堵塞結構，用于防止管式陶瓷膜的管道被濾餅堵塞;防堵塞結構包括：

　　第一固定板，固定于封頭內部;

　　第一固定件朝向管式陶瓷膜的管道的一側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設有桿體，桿體伸入管式陶瓷膜的管道的內部;

　　第二固定板，固定于封頭內部，第二固定板朝向管式陶瓷膜的管道的一側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還設有彈性片，彈性片的一側設有凸出部;在封頭中還設有限位卡，限位卡用于限制凸出部的運動;當第一彈簧處于正常狀態時，第二彈簧處于壓緊狀態;當彈性片變形時，限位卡對凸出部不再具有限位作用。

　　有益效果

　　本發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，可以去除乳化液中的細小油滴，同時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構，防止了助濾劑顆粒的阻塞陶瓷膜管的問題。