CN103060074A - 一种延长切削液使用寿命的净化设备及其净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延长切削液使用寿命的净化设备，包括自吸污水泵、共聚分离装置、杀菌器、选择吸附装置、多相介质泵和电控箱；需净化切削液的进水管Ⅰ通过自吸污水泵与共聚分离装置的进水管Ⅱ相连；共聚分离装置包括反应区内设有接触混合反应管和分离区内设有三相分离器，共聚分离装置的上部还设有排浮油渣管；共聚分离装置与杀菌器相连通，杀菌器与选择吸附装置相连通；选择吸附装置的中上部设有出水溢流堰，出水溢流堰与净化后切削液输出管相连通；多相介质泵与选择吸附装置相连通；多相介质泵还与接触混合反应管相连通。本发明还同时公开了该设备的净化方法。本发明延长了切削液的使用寿命，大大减少废液产生量，实现节水减排、清洁生产。

Description

一种延长切削液使用寿命的净化设备及其净化方法

技术领域

本发明涉及一种工业废水净化设备及其净化方法，具体地说是一种在车、磨、削、轧等机械加工过程中延长切削液使用寿命的净化设备及其净化方法。

背景技术

切削液在机械加工、钢铁制造、轴承加工等过程中起到冷却、润滑、清洗和防锈等作用。切削液是机车、汽车制造业用量较大的金属加工润滑剂之一，兼有良好的润滑性、冷却性和清洗性，在各种切削加工工艺中广泛使用。然而它的最大的缺点是在使用过程中易腐败变质，工作液稳定性差，使用寿命短。特别是在南方炎热的夏天使用周期只有一星期，有的甚至只有两三天就腐败变质发臭了，在北方，夏季十几天，冬季月余，不得不更换新液，排掉废液。既增加生产成本，又污染环境。废切削液（HW09）是国家47类工业危险废物当中之一，处理费用相当昂贵，废切削液外观灰黑色，有难闻的臭味，其中亚硝酸钠在微生物的作用下能与另一种防锈剂—醇胺反应后会生成亚硝酸胺，这是一种已经被证实了的强致癌物质，其危害性更为严重。

正是由于切削液会对环境和人体造成污染和损害，切削液的使用和废液处理已受到环保法规日益严格的制约。研究推广有效的切削液净化设备及合理的废切削液处理技术，已成为切削液应用研究的一个重要课题。

国内外对如何延长切削液的使用寿命进行了一些研究，认为需要从日常使用与定期管理上做好工作，在使用液中定期加入杀菌剂、防腐剂能产生较好的效果，能够使切削液的使用寿命得到一定程度的延长，但由于微生物的逐渐抗药性等作用，效果越来越差，并且加入的杀菌剂、防腐剂对操作工人的健康也不利，还可能增加排放废液的处理难度，并且在实际应用过程中操作不方便，所以，现在实际应用在减少；现有的切削液净化设备主要用来降低其中的颗粒物、油、细小的微米级粒子，主要采用沉淀、磁分离、介质过滤、霍夫曼分离、离心等手段，效果较好；防腐采用定期加入防霉杀菌，实际使用效果不理想；在使用过程中浮油、杂油、持续杀菌防腐、臭味分离、有效成分的补充等等采用的有效手段不多；全面研究切削液变质更换原因还不够深入，采取综合手段净化使其长时间保持使用指标的净化设备还需进一步的研发。现有设备技术通常存在着设备复杂，体积较大，能耗高且油泥分离效果差，微生物去除不彻底、细小颗粒物净化分离效率低等不足之处。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种延长切削液使用寿命的净化设备及其净化方法。

本发明采用的技术手段如下：

一种延长切削液使用寿命的净化设备，其特征在于：包括自吸污水泵共聚分离装置、杀菌器、选择吸附装置、多相介质泵和用于装置供电的电控箱；

需净化切削液的进水管Ⅰ通过所述自吸污水泵与所述共聚分离装置的进水管Ⅱ相连；

所述共聚分离装置包括下部的反应区和上部的分离区，所述反应区内设有接触混合反应管，所述反应区的底部还设有穿孔集水管，所述穿孔集水管与排水管相连，所述排水管的另一端连接有调节接管；所述分离区内设有三相分离器，所述共聚分离装置的上部还设有排浮油渣管；所述共聚分离装置底部设有至少一个排污管；所述进水管Ⅱ与所述接触混合反应管相连通；

所述共聚分离装置的出水口Ⅰ通过连接管与所述杀菌器的进水口相连通，所述杀菌器的出水口Ⅱ通过布水管与所述选择吸附装置相连通；

所述选择吸附装置内设有穿孔承托板，所述穿孔承托板上设有吸附填料，在所述选择吸附装置的中上部设有出水溢流堰，所述出水溢流堰与净化后切削液输出管相连通；

所述多相介质泵通过吸水管与所述选择吸附装置相连通；所述多相介质泵还通过出水压力管与所述共聚分离装置内的接触混合反应管相连通，所述出水压力管与所述接触混合反应管相连通的一端还设有喷头式释放器。

作为优选，所述选择吸附装置套置在所述共聚分离装置的外侧，所述排污管贯通于所述选择吸附装置和所述共聚分离装置的底部。

作为优选，所述三相分离器为倒锥形结构，所述排浮油渣管设置在与所述三相分离器出液口相持平的位置上。

作为优选，所述多相介质泵与所述吸水管连通的一端还连通有带有气体流量计的射流器。

作为优选，所述进水管Ⅱ上设有流量计和取样阀Ⅰ；所述出水压力管上设有压力表和取样阀Ⅱ；所述管路上均设有调节阀。

作为优选，所述杀菌器为紫外杀菌器或臭氧杀菌器。

作为优选，所述净化设备底部还设有至少3个支座。

本发明还公开了一种上述的延长切削液使用寿命的净化设备的净化方法，其特征在于包括如下步骤：

①共聚气浮混合分离：通过进水管Ⅰ将需要净化的切削液吸入自吸污水泵内，再通过进水管Ⅱ进入到共聚分离装置下部反应区的接触混合反应管内；多相介质泵通过吸水管将选择吸附装置内的切削液吸入到所述多相介质泵内，所述多相介质泵还通过与其平行位置设置的射流器将空气吸入其中；溶解有空气的切削液再通过设有喷头式释放器的出水压力管进入到所述接触混合反应管内；

②排水排浮渣：在所述接触混合反应管内，装置内水位逐渐上升，通过调节调节接管的高度，使排水管的高度与排浮油渣管内的浮渣高度一致，随着浮渣不断积累升高，完成自动排渣；部分不能上浮的物质落入共聚分离装置底部，通过排污管定期排出；

③杀菌：利用杀菌器对从所述共聚分离装置的出水口Ⅰ流出的切削液进行杀菌除臭处理；

④选择吸附：经过杀菌处理后的切削液进入选择吸附装置内，通过吸附填料把切削液中的污染物吸附净化后，由与出水溢流堰相连通的输出管将净化后的切削液分离出去。

作为优选，由所述喷头式释放器中释放出的微气泡的直径为1-10微米。

作为优选，所述射流器的气体吸入量为进切削液的液体流量的8%以下。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过共聚分离装置、杀菌器、选择吸附装置配合使用，使切削液中的浮油、杂油及细小悬浮物被分离，微生物尤其厌氧微生物被杀灭并抑制繁殖，通过多相介质泵吸入空气增加切削液中的溶解氧，吸附除掉难闻的污染物；所选用的各装置在净化各种污染物的过程中，不会引进新的污染物，可以保证切削液原有的成份不发生改变。实现了切削液的循环净化和连续使用，切削液的使用寿命得以延长，相应减少废液排放量。

2、本发明提供的共聚分离装置内设置的接触反应管，切削液溶气后通过出水压力管与由自吸污水泵相连通的进水管Ⅱ一同进入其中，二管路间的间距在2-5厘米为宜，提高了切削液中的浮油、杂油及细小悬浮物与微小气泡碰触凝聚的几率，有利于细小悬浮物的去除。

3、本发明提供的共聚分离装置上部的分离区采用倒锥形三相分离器收集浮油渣，同时利用了连通器原理，通过调节调节接管的位置控制出水液位高低，实现自动将浮油渣排出装置，不在使用刮渣机排渣。

4、本发明采用的杀菌器为紫外杀菌器或臭氧杀菌器；其中，紫外杀菌手段对常见细菌病毒的杀菌时间一般只需1秒以内，而较传统氯气等化学消毒方法要达到此杀菌效果一般需要20分钟至1小时的时间；由于紫外线技术可以被控制为仅仅是杀菌，并且不加入任何化学药剂，因此它不会对切削液和周围环境产生二次污染；另外，选择吸附装置中的媳妇填料能去除有毒有害的臭味，可以改善工作环境。

5、本发明可以根据场地需要采用共聚分离装置与选择吸附装置套置的形式设置，这一设计可以实现设备一体化，使整体占地面积小、自动化程度高、可以节省电能，生产成本低、使用寿命长，净化效果好，便于日常维护和清洗等诸多优点。

基于上述理由本发明可在车、磨、削、轧等机械加工领域广泛推广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的平面布置图。

图中：1、进水管Ⅰ2、自吸污水泵3、流量计4、取样阀Ⅰ5、进水管Ⅱ6、共聚分离装置7、吸水管8、多相介质泵9、气体流量计10、压力表11、取样阀Ⅱ12、出水压力管13、接触混合反应管14、三相分离器15、排浮油渣管16、穿孔集水管17、排水管18、调节接管19、出水口Ⅰ20、连接管21、进水口22、杀菌器23、出水口Ⅱ24、布水管25、穿孔承托板26、吸附填料27、出水溢流堰28、选择吸附装置29、输出管30、调节阀31、排污管32、支座

具体实施方式

如图1，图2所示，一种延长切削液使用寿命的净化设备，包括自吸污水泵2、共聚分离装置6、杀菌器22、选择吸附装置28、多相介质泵8和用于装置供电的电控箱33；

所述自吸污水泵2通过需净化切削液的进水管Ⅰ1把切削液吸入泵中，通过进水管Ⅱ5及管上的流量计3和取样阀Ⅰ4进入到共聚分离装置6的接触混合反应管13内；所述多相介质泵8通过吸水管7把选择吸附装置28内的切削液吸入到泵内，同时通过射流器把空气通过气体流量计9吸入其中，再通过出水压力管12进入到共聚分离装置6的接触混合反应管13内，所述出水压力管12与所述接触混合反应管13相连通的一端还设有喷头式释放器，所述喷头式释放器使溶入切削液中的空气快速放出，保证释放出的微小气泡直径在1-10微米，增加氧气的溶解度；所述出水压力管12上依次安装有压力表10和取样阀Ⅱ11；所述共聚分离装置6采用外形为圆柱体结构，所述共聚分离装置6包括下部的反应区和上部的分离区，接触混合反应管13设置在所述反应区内，所述反应区的底部还设有穿孔集水管16，所述穿孔集水管16与排水管17相连，所述排水管17的另一端连接有调节接管18；所述分离区内设有倒锥形的三相分离器14，所述共聚分离装置6的上部还设有排浮油渣管15，所述排浮油渣管15设置在与所述三相分离器14出液口相持平的位置上；所述共聚分离装置6的出水口Ⅰ19通过连接管20与所述杀菌器22的进水口21相连通，所述杀菌器22采用紫外杀菌器，所述杀菌器22的出水口Ⅱ23通过布水管24与所述选择吸附装置28相连通；所述选择吸附装置28套置在所述共聚分离装置6的外侧，形成一体式结构，所述选择吸附装置28内设有穿孔承托板25，所述穿孔承托板25上设有吸附填料26，所述吸附填料采用的是活性炭，在所述选择吸附装置28的中上部设有出水溢流堰27，所述出水溢流堰27与净化后切削液输出管29相连通；在所述共聚分离装置6底部贯通于所述选择吸附装置28的底部设有3个排污管31，用于定期排出污水，排出污泥等杂质；所述管路上均设有调节阀30，在整个装置底部还设有3个用于承重的支座32。

一种延长切削液使用寿命的净化设备的净化方法，包括如下步骤：

①共聚气浮混合分离：通过进水管Ⅰ1将需要净化的切削液吸入自吸污水泵2内，再通过进水管Ⅱ5进入到共聚分离装置6下部反应区的接触混合反应管13内，通过设置在进水管Ⅱ5上的流量计3调节流量；多相介质泵8通过吸水管7将已初步净化的在选择吸附装置28内的切削液吸入到所述多相介质泵8内，所述多相介质泵8还通过与其平行位置设置的射流器将空气吸入其中；空气经多相介质泵8反复切割后，通过出水压力管12送入接触反应管13内，通过出水压力管12上设置的压力表调节控制压力在0.5-0.7Mpa范围内，运行时通过气体流量计9控制射流器的气体吸入量为进切削液的液体流量的8%以下。根据共凝聚的特性以及微气泡释放过程特征，出水压力管12进入到所述接触混合反应管13内的一端采用喷头式释放器，使溶入切削液中的空气快速放出，保证释放出的微小气泡直径在1-10微米，增加氧气的溶解度，在此过程中微小气泡（各种空气离子）能与切削液中的杂油、漂浮油、细小颗粒物、微生物分泌液形成的油泥等形成气泡与之的复合体，该复合体的密度小于1，会自动上浮到液面上部，利用共聚分离装置6上部安装的倒锥形三相分离器14收集浮油渣，并通过共聚分离装置6上部外侧安装的排浮油渣管15将其排出。

②排水排浮渣：在净化过程中，共聚分离装置6内水位逐渐上升，通过调节调节接管18的高度，使排水管17的高度与排浮油渣管15内的浮渣高度一致，随着浮渣不断积累升高，完成自动排渣；部分不能上浮的物质落入共聚分离装置6底部，通过排污管31定期排出；

③杀菌：利用杀菌器22对从所述共聚分离装置6的出水口Ⅰ19流出的切削液进行杀菌除臭处理；

④选择吸附：经过杀菌处理后的切削液进入选择吸附装置28内，通过吸附填料26把切削液中腐败变质产生难闻的污染物吸附净化后，由与出水溢流堰27相连通的输出管29将净化后的切削液分离出去。

本发明在工作时，应首先启动多相介质泵8把已初步净化的选择吸附装置28下部的切削液吸入泵体并在吸入管路上通过射流器吸入空气，空气经多相介质泵8反复切割后，通过出水压力管12送入共聚分离装置6内部的接触反应管13内；然后再通过自吸污水泵2把需要净化的切削液吸入泵内，并通过进水管Ⅱ5送入共聚分离装置6内部的接触反应管13内；需要净化的切削液与溶气的切削液在共聚分离装置6内部的接触反应管13内完成混合凝聚反应，在此过程中微小气泡（各种空气离子）能与切削液中的杂油、漂浮油、细小颗粒物、微生物分泌液形成的油泥等形成气泡与之的复合体，该复合体的密度小于1，会自动上浮到液面上部，利用共聚分离装置6上部安装的倒锥形三相分离器14收集浮油渣，并通过调节调节接管18高度，使排水管17高度与排浮油渣管15高度一致，随着浮渣不断积累升高，由排浮油渣管15将其排出；共聚分离装置6内的切削液通过与出水口Ⅰ19连通的连接管20进入杀菌器22内，采用紫外杀菌器，紫外线对切削液进行杀菌除臭处理，灭菌后的切削液从杀菌器22的出水口Ⅱ23通过布水管24与所述选择吸附装置28相连通；利用选择性吸附装置28内的吸附填料26把切削液腐败变质产生难闻的污染物吸附净化不断被分离，净化后的切削液由选择性吸附装置28上部的出水溢流堰27收集后，通过切削液输出管29排出。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种延长切削液使用寿命的净化设备，其特征在于：包括自吸污水泵（2）、共聚分离装置（6）、杀菌器（22）、选择吸附装置（28）、多相介质泵（8）和用于装置供电的电控箱（33）；

需净化切削液的进水管Ⅰ（1）通过所述自吸污水泵（2）与所述共聚分离装置（6）的进水管Ⅱ（5）相连；

所述共聚分离装置（6）包括下部的反应区和上部的分离区，所述反应区内设有接触混合反应管（13），所述反应区的底部还设有穿孔集水管（16），所述穿孔集水管（16）与排水管（17）相连，所述排水管（17）的另一端连接有调节接管（18）；所述分离区内设有三相分离器（14），所述共聚分离装置（6）的上部还设有排浮油渣管（15）；所述共聚分离装置（6）底部设有至少一个排污管（31）；所述进水管Ⅱ（5）与所述接触混合反应管（13）相连通；

所述共聚分离装置（6）的出水口Ⅰ（19）通过连接管（20）与所述杀菌器（22）的进水口（21）相连通，所述杀菌器（22）的出水口Ⅱ（23）通过布水管（24）与所述选择吸附装置（28）相连通；

所述选择吸附装置（28）内设有穿孔承托板（25），所述穿孔承托板（25）上设有吸附填料（26），在所述选择吸附装置（28）的中上部设有出水溢流堰（27），所述出水溢流堰（27）与净化后切削液输出管（29）相连通；

所述多相介质泵（8）通过吸水管（7）与所述选择吸附装置（28）相连通；所述多相介质泵（8）还通过出水压力管（12）与所述共聚分离装置（6）内的接触混合反应管（13）相连通，所述出水压力管（12）与所述接触混合反应管（13）相连通的一端还设有喷头式释放器。

2.根据权利要求1所述的一种延长切削液使用寿命的净化设备，其特征在于：所述选择吸附装置（28）套置在所述共聚分离装置（6）的外侧，所述排污管（31）贯通于所述选择吸附装置（28）和所述共聚分离装置（6）的底部。

3.根据权利要求1所述的一种延长切削液使用寿命的净化设备，其特征在于：所述三相分离器（14）为倒锥形结构，所述排浮油渣管（15）设置在与所述三相分离器（14）出液口相持平的位置上。

4.根据权利要求1所述的一种延长切削液使用寿命的净化设备，其特征在于：所述多相介质泵（8）与所述吸水管（7）连通的一端还连通有带有气体流量计（9）的射流器。

5.根据权利要求1所述的一种延长切削液使用寿命的净化设备，其特征在于：所述进水管Ⅱ（5）上设有流量计（3）和取样阀Ⅰ（4）；所述出水压力管（12）上设有压力表（10）和取样阀Ⅱ（11）；所述管路上均设有调节阀（30）。

6.根据权利要求1所述的一种延长切削液使用寿命的净化设备，其特征在于：所述杀菌器（22）为紫外杀菌器或臭氧杀菌器。

7.根据权利要求1所述的一种延长切削液使用寿命的净化设备，其特征在于：所述净化设备底部还设有至少3个支座（32）。

8.一种权利要求1所述的延长切削液使用寿命的净化设备的净化方法，其特征在于包括如下步骤：

①共聚气浮混合分离：通过进水管Ⅰ（1）将需要净化的切削液吸入自吸污水泵（2）内，再通过进水管Ⅱ（5）进入到共聚分离装置（6）下部反应区的接触混合反应管（13）内；多相介质泵（8）通过吸水管（7）将选择吸附装置（28）内的切削液吸入到所述多相介质泵（8）内，所述多相介质泵（8）还通过与其平行位置设置的射流器将空气吸入其中；溶解有空气的切削液再通过设有喷头式释放器的出水压力管（12）进入到所述接触混合反应管（13）内；

②排水排浮渣：在所述接触混合反应管（13）内，装置内水位逐渐上升，通过调节调节接管（18）的高度，使排水管（17）的高度与排浮油渣管（15）内的浮渣高度一致，随着浮渣不断积累升高，完成自动排渣；部分不能上浮的物质落入共聚分离装置（6）底部，通过排污管（31）定期排出；

③杀菌：利用杀菌器（22）对从所述共聚分离装置（6）的出水Ⅰ（19）流出的切削液进行杀菌除臭处理；

④选择吸附：经过杀菌处理后的切削液进入选择吸附装置（28）内，通过吸附填料（26）把切削液中的污染物吸附净化后，由与出水溢流堰（27）相连通的输出管（29）将净化后的切削液分离出去。

9.根据权利要求8所述的净化方法，其特征在于：由所述喷头式释放器中释放出的微气泡的直径为1-10微米。

10.根据权利要求8所述的净化方法，其特征在于：所述射流器的气体吸入量为进切削液的液体流量的8%以下。

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