CN101648761B - 低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置 - Google Patents

低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置，该装置的反应槽内一侧设有搅拌器，其内另一侧的相对应两侧壁分别均布设有串联的两块以上的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板交错间隔排列形成“之”字形通道；阳极板和阴极板分别通过导线连接着位于其上方的高压脉冲等离子体发生器；反应槽的上方设有絮凝剂容器和进料管，进料管的另一端连接着进料泵，进料泵连通着格栅槽；搅拌器一侧的反应槽下部通过管道连通着沉淀分离器的进料侧。本发明装置破乳速度快、效率高，设备简单，能耗低，净化每立方废水电能消耗在0.12-0.22kW.h。净化处理后的外排废水小于国际执行的二级排放标准：COD值小于150mg/L，油类含量小于10mg/L，悬浮物含量小于200mg/L，pH值为7-9。

Description

低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置
技术领域
本发明涉及乳化含油废水的处理装置。
背景技术
乳化含油废水是机械加工、金属表面处理、矿山液压支柱等行业在切削、研磨、液压传动等工作过程中使用一种水包油型乳化液作润滑、冷却循环液而产生的一种含油废水，其主要成分为机油或矿化油、乳化剂、润滑剂、防腐剂、极压添加剂和水。该废水的特点是有机物浓度高，含油量大，COD较高，色度深、间歇排放、量少，但乳化含油废水非常稳定，而且不宜破乳，很难处理；特别是矿物油其生物降解性差，能长期滞留在水和土壤中，若直接排放将严重污染生态环境。
破乳除油是处理乳化含油废水的关键，目前常用的破乳方法有加热法、盐析法、凝聚法、酸化法、化学絮凝上浮法、电解法、超滤法和混合法(如破乳-混凝-光催化氧化法、盐析-酸化-沉降法、隔油-微絮凝法、盐析-气浮-吸附法)等。但在实际应用过程中都有不足之处，例如化学法虽然具有投资少、易操作优点，但处理效果不是很好；电解法、超滤法因其所需设备投资较大应用受到一定限制；气浮法对乳化含油废水的处理也不够彻底；混合法则工艺路线较长，设备较多。破乳后的水质一般采用生化法、活性炭吸附、活性煤吸附、臭氧法、磁分离法、萃取法、膜分离法等方法进一步净化，以达到排放水质标准。
发明内容
为了解决现有乳化含油废水处理存在的或处理效果不是很好或需设备投资较大的问题，本发明提供一种制造成本经济、处理效果好的低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置。
具体的技术设计方案如下：
低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置包括反应槽14，所述反应槽14内一侧设有搅拌器5，其内另一侧的相对应两侧壁分别均布设有串联的两块以上的阳极板12和串联的两块以上的阴极板13，所述阳极板12和阴极板13交错间隔排列，交错间隔排列的阳极板12和阴极板13之间形成“之”字形通道；所述阳极板12和阴极板13分别通过导线连接着位于其上方的高压脉冲等离子体发生器3，高压脉冲等离子体发生器3一侧连接着调压器2；搅拌器5的上方设有絮凝剂容器4；由阳极板12和阴极板13形成的“之”字形通道入口处的反应槽14上方设进料管，所述进料管的另一端连接着进料泵15，进料泵15连通着格栅槽17，所述格栅槽17内设有格栅16；搅拌器5一侧的反应槽14下部通过管道连通着沉淀分离器6的进料侧。
所述阳极板12和阴极板13之间的间距为10-45毫米。
所述阳极板12和阴极板13材料分别为铝板网和钛板网或不锈钢板网。
所述沉淀分离器6进料侧设有挡板11，其另一侧上部设有上清液排出口8，其底部设有沉淀物排出口10。
所述格栅槽17下部设有出口，其出口连通着进料泵15的入口，格栅16斜置位于格栅槽17下部出口一侧。
所述挡板11的底边距沉淀分离器6底部的距离为20-50毫米。
所述沉淀分离器6底部为锥形。
所述被处理乳化含油废水从反应槽14一端流到另一端的时间控制在15～25min；所用絮凝剂为无机聚合铝盐或铁盐，添加量为被处理乳化含油废水质量的1％～4％；被处理乳化含油废水在沉淀分离器6中的停留时间2～4h。
高压脉冲等离子体发生器3的输出电压范围为10～20kV，频率为50～400Hz。
本发明的有益技术效果体现在以下方面：
1、本发明采用等离子体破乳，并使破乳絮凝一体化。低温等离子体在连续放电过程中能够产生大量自由粒子、电子、活性基团和活性氧原子；在等离子体的强化作用下大量电子可以有效破坏乳化含油废水的电平衡状态，从而使乳化含油废水的胶体状态失去稳定，有效达到破乳目的；同时等离子体产生的大量自由粒子和活性基团连续攻击乳化含油废水中的大分子有机物，使之进一步降解为小分子物质，有利于下一步的絮凝沉淀；再次等离子体产生的大量活性氧原子也可以有效氧化乳化废水中的有机物，从而达到降低COD的目的。在等离子体作用后的乳化含油废水中加入絮凝剂，并搅拌，使之均匀混合。
2、本发明装置破乳速度快、效率高，设备简单，电能消耗也较低，净化每立方废水电能消耗在0.12-0.22kW.h。
3、本发明设备净化处理后的外排废水小于国际执行的二级排放标准：COD值小于150mg/L，油类含量小于10mg/L，悬浮物含量小于200mg/L，pH值为7-9。
4、本发明设备可连续操作，也可间歇运行，灵活方便，可以适应于大中小企业规模的乳化含油废水净化。
附图说明
图1为本发明结构示意图，
图2为反应槽俯视图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1：
参见图1和图2，低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置包括反应槽14，反应槽14为环氧玻璃钢整体成型，其长度为2000mm，槽的高度和宽度分别为500和400mm；反应槽14内一侧安装有液下搅拌器5，其内另一侧的相对应两侧壁分别均布安装有三块阳极板12和三块阴极板13，三块阳极板12和三块阴极板13分别并联，且阳极板12和阴极板13交错间隔排列，交错间隔排列的阳极板12和阴极板13之间形成“之”字形通道，二者之间的间距为45毫米，二者材料分别为铝板网和钛板网。阳极板12和阴极板13分别通过导线连接着位于其上方的高压脉冲等离子体发生器3，高压脉冲等离子体发生器3一侧通过调压器2连接着交流电源1。高压脉冲等离子体发生器3的输出电压为20kV，频率为400Hz。搅拌器5的上方安装有絮凝剂容器4；由阳极板12和阴极板13形成的“之”字形通道入口处的反应槽14上方安装进料管，进料管的另一端连接着进料泵15的出口，进料泵15的进口连通着格栅槽17出口，格栅16斜置位于格栅槽17下部出口一侧。搅拌器5一侧的反应槽14下部通过管道连通着沉淀分离器6的进料侧，沉淀分离器6进料侧设有挡板11，挡板11的底部距沉淀分离器6底部的距离为50毫米；沉淀分离器6另一侧上部设有上清液排出口8，其底部设有沉淀物排出口10。
乳化含油废水首先进入格栅槽17，经格栅16去除其中的固体悬浮物和表面浮油，定期收集、排放。去除杂质后的乳化废水用进料泵15从具有极板的一端输入反应槽14，沿“之”字形通道流经各个极板，而后流到具有搅拌器5的一端，在此与加入的絮凝剂充分混合。液体从反应槽14一端流到另一端的时间控制在25min。絮凝剂为无机聚合铝盐，添加量为废水质量的4％。
从反应槽14流出的液体进入沉淀分离器6中具有挡板11的一端，该挡板可防止输入液体的流动干扰，避免已有沉淀物的二次扬起。液体在沉淀分离器6中停留时间为4h，该停留时间可由沉淀分离槽容积控制，沉淀分离后的上清液7从沉淀槽的上部上清液排出口8经管道流出，下部沉淀物9经槽底部的锥形收集器富集，而后经沉淀物排出口10用螺旋输送器连续排除。
实施例2：
反应槽14长度为800mm，槽的高度和宽度分别为1200和600mm；
阳极板12和阴极板13之间的间距为10毫米，阴极板13材料为不锈钢；
高压脉冲等离子体发生器3的输出电压为10kV，频率为50Hz；
挡板11的底部距沉淀分离器6底部的距离为20毫米；
液体从反应槽14一端流到另一端的时间控制在15min范围。絮凝剂为铁盐，添加量为废水质量的1％范围。液体在沉淀分离器6中平均停留时间2h。
其它同实施例1。

Claims (9)

1.低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置，其特征在于：包括反应槽(14)，所述反应槽(14)内一侧设有搅拌器(5)，其内另一侧的相对应两侧壁分别均布设有串联的两块以上的阳极板(12)和串联的两块以上的阴极板(13)，所述阳极板(12)和阴极板(13)交错间隔排列，交错间隔排列的阳极板(12)和阴极板(13)之间形成“之”字形通道；所述阳极板(12)和阴极板(13)分别通过导线连接着位于其上方的高压脉冲等离子体发生器(3)，高压脉冲等离子体发生器(3)一侧连接着调压器(2)；搅拌器(5)的上方设有絮凝剂容器(4)；由阳极板(12)和阴极板(13)形成的“之”字形通道入口处的反应槽(14)上方设进料管，所述进料管的另一端连接着进料泵(15)，进料泵(15)连通着格栅槽(17)，所述格栅槽(17)内设有格栅(16)；搅拌器(5)一侧的反应槽(14)下部通过管道连通着沉淀分离器(6)的进料侧。
2.根据权利要求1所述的低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置，其特征在于：所述阳极板(12)和阴极板(13)之间的间距为10-45毫米。
3.根据权利要求1所述的低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置，其特征在于：所述阳极板(12)和阴极板(13)材料分别为铝板网和钛板网或不锈钢板网。
4.根据权利要求1所述的低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置，其特征在于：所述沉淀分离器(6)进料侧设有挡板(11)，其另一侧上部设有上清液排出口(8)，其底部设有沉淀物排出口(10)。
5.根据权利要求1所述的低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置，其特征在于：所述格栅槽(17)下部设有出口，其出口连通着进料泵(15)的入口，格栅(16)斜置位于格栅槽(17)下部出口一侧。
6.根据权利要求4所述的低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置，其特征在于：所述挡板(11)的底边距沉淀分离器(6)底部的距离为20-50毫米。
7.根据权利要求1所述的低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置，其特征在于：所述沉淀分离器(6)底部为锥形。
8.根据权利要求1所述的低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置的操作方法，其特征在于：所述被处理乳化含油废水从反应槽(14)一端流到另一端的时间控制在15-25min；所用絮凝剂为无机聚合铝盐或铁盐，添加量为被处理乳化含油废水质量的1％-4％；被处理乳化含油废水在沉淀分离器(6)中的停留时间2-4h。
9.根据权利要求1所述的低温等离子体协同絮凝剂净化乳化含油废水装置，其特征在于：高压脉冲等离子体发生器(3)的输出电压范围为10-20kV，频率为50-400Hz。
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Assignee: Anhui University of Science and Technology High-tech Center

Assignor: Chen Minggong

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Denomination of invention: Device for purifying and emulsifying oily wastewater by low temperature plasma synergetic flocculating agent

Granted publication date: 20110511

License type: Exclusive License

Open date: 20100217

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Granted publication date: 20110511

Termination date: 20170911