CN103373795A - 一种切削液废水处理设备与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切削液废水处理设备，其特征在于：包括污水泵、多相介质泵、加药系统、混凝气浮分离装置和一体化净化装置；加药系统包括破乳剂加药箱和PAM助凝剂加药箱，一体化净化装置包括多级生物膜净化区、生物活性炭净化区和接触沉淀过滤吸附分离区。本发明还提供了上述处理设备的处理方法，通过各个装置之间的合理连接，实现对切削液废水的处理。本发明通过一体化设计可实现设备整体占地面积小、自动化程度高、净化效果好，便于日常维护和管理等优点。

Description

一种切削液废水处理设备与方法

技术领域

本发明涉及工业废水净化领域，具体地说是一种在车、磨、削、轧等机械加工过程中产生的切削液废水的处理设备与方法。

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废水的处理设备及处理技术，已成为切削液废水应用研究的一个重要课题。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种切削液废水处理设备与方法。

本发明采用的技术手段如下：

一种切削液废水处理设备，其特征在于：包括污水泵、多相介质泵、加药系统、混凝气浮分离装置和一体化净化装置；

污水池通过进水管Ⅰ与所述污水泵的一端相连通，所述污水泵的另一端与出水管Ⅰ相连通；所述多相介质泵的一端连通有进气管和进水管Ⅱ，所述多相介质泵的另一端连通有出水管Ⅱ，所述出水管Ⅱ和所述出水管Ⅰ连通后与所述混凝气浮分离装置内的反应区底部的进液口相连通；

所述加药系统包括破乳剂加药箱和PAM助凝剂加药箱，所述破乳剂加药箱经破乳剂加药计量泵通过加药管Ⅰ与进水管Ⅰ相连通；所述PAM助凝剂加药箱经PAM助凝剂加药计量泵通过加药管Ⅱ与所述混凝气浮分离装置内的反应区中部的进药口相连通；

所述混凝气浮分离装置内的反应区下端设有穿孔集水管，所述穿孔集水管的另一端与设置在所述混凝气浮分离装置上部的集水箱内的排水调节管相连通；所述反应区的上方设有浮渣收集槽，所述浮渣收集槽内设有由刮渣机控制的刮渣板，所述浮渣收集槽底部连通有浮渣收集管；所述混凝气浮分离装置底部设有排空管Ⅰ；

所述一体化净化装置包括多级生物膜净化区、生物活性炭净化区和接触沉淀过滤吸附分离区；所述集水箱底部连通有分离出水管，所述分离出水管与所述多级生物膜净化区相连通；所述多级生物膜净化区上部设有与所述生物活性炭净化区相连通的溢流堰Ⅰ；所述生物活性炭净化区包括沉淀分离区和设置在所述沉淀分离区外侧的吸附反应区，所述吸附反应区上部设有溢流堰Ⅱ，所述溢流堰Ⅱ连通有出水管Ⅲ；所述接触沉淀过滤吸附分离区内的穿孔承托板上设有过滤吸附填料，所述出水管Ⅲ另一端与所述穿孔承托板下部的分离区相连通，所述接触沉淀过滤吸附分离区底部还连通有排污泥管，所述接触沉淀过滤吸附分离区上部设有与出水管Ⅳ相连通的溢流堰Ⅲ；所述接触沉淀过滤吸附分离区的中部还设有与所述进水管Ⅱ相连通的出水口；所述一体化净化装置底部设有排空管Ⅱ；

上述的接触沉淀过滤吸附分离区的中部还设有与所述进水管Ⅱ相连通的出水口是指多项介质泵的进水可使用初步分离后的上清液，实现循环使用的效果。

所述一体化净化装置上方设有风机，所述风机与曝气总管相连通，所述曝气总管与多个带有曝气头的曝气支管相连通，所述曝气支管分别与所述多级生物膜净化区、所述生物活性炭净化区和所述接触沉淀过滤吸附分离区相连通。

作为优选，所述多级生物膜净化区包括至少由1块隔板分隔成的2个用于承装填料的净化区。

作为优选，所述混凝气浮分离装置和所述一体化净化装置底部均设有支座。

上述污水泵的出水管Ⅰ和多项介质泵的出水管Ⅱ上均设有流量计、压力表、控制阀和取样阀，进气管的入口处也设有气体流量计用以控制流量，所有管路上均设有调节阀，根据实际处理量调节各处流量。

本发明还公开了一种上述切削液废水处理设备的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

①混凝气浮破乳固液分离：来自污水池中的废水由进水管Ⅰ吸入污水泵内，并在进水管Ⅰ内加入破乳剂，经污水泵混合后通过出水管Ⅰ与经多项介质泵的出水管Ⅱ出来的溶气水汇合后一同进入到混凝气浮分离装置内的反应区底部完成混合破乳反应，上升到混凝气浮分离装置的中部与PAM助凝剂反应形成共聚复合体，共聚复合体上升形成浮渣层通过刮渣板刮入浮渣收集槽内由浮渣收集管排出；

②多级生物膜净化：经过混凝气浮破乳处理后的出水进入一体化净化装置内的多级生物膜净化区内，通过多级生物膜净化区内的不同种类生物填料使污水中的可生化污染物降解，并通过曝气头进行曝气，加快生物膜更新速度，处理后的出水通过溢流堰Ⅰ流入到生物活性炭净化区；

③生物活性炭净化：出水在生物活性炭净化区中的吸附反应区内利用活性炭吸附功能使污水中的可生化污染物进一步降解，在生物活性炭净化区内的沉淀分离区进行初部固液分离，通过曝气使氧充分扩散加快反应；上清液出水经溢流堰Ⅱ溢流收集后溢流入接触沉淀过滤吸附分离区内；

④接触沉淀过滤吸附分离：上清液通过出水管Ⅲ利用压力差接入接触沉淀过滤吸附分离区的下部，再通过接触沉淀过滤吸附分离区设置的过滤吸附填料完成过滤与吸附，使污染物进一步得到净化，底部沉泥利用液位差通过排污泥管排出继续处理，上清液经溢流堰Ⅲ由出水管Ⅳ收集后排放。

作为优选，所述多级生物膜净化区包括至少由1块隔板分隔成的2个用于承装填料的净化区。

较现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过混凝气浮分离装置、一体化净化装置中的多级生物膜净化区、生物活性炭净化区和接触沉淀过滤吸附分离区配合使用，使切削液废水中的浮油、杂油及细小悬浮物被分离，难降解污染物被优势微生物菌群净化去除掉，充分发挥活性炭吸附与活性污泥生物再生净化协同特点，多级生物膜形成的优势微生物菌群净化高效的特点，保证污染物的净化效率。

2、本发明提供的加入破乳剂后的出水管与多项介质泵溶气后的出水管在进入混凝气浮分离装置内的反应区前汇合在一根管上后进入其中，这样提高切削液废水中的浮油、杂油及细小悬浮物与微小气泡碰触凝聚的几率，有利于油珠与细小悬浮物的去除，PAM助凝剂在反应区中上部加入，有利于形成更大的絮粒与微小气泡的共聚复合体，提高了分离效率。

3、本发明提供的多级生物膜净化区由不同种类生物填料（组合填料、弹性填料、软性填料、大孔树脂填料）构成，采用上下折流水流方式流动，长时间运行后可以形成针对某种污染物的优势菌群的生物膜，使处理的效率会增强。

4、本发明提供的生物活性炭净化区内的吸附反应区充分利用活性炭吸附富集功能，与微生物菌群生化的协同净化作用；沉淀分离区设置在装置中间部位使装置的结构更加紧凑。

5、本发明提供的接触沉淀过滤吸附分离区通过利用出水管压力差接入接触沉淀过滤吸附分离区的下部，通过由下至上的水流方向，使其中部设置的滤料与吸附填料完成过滤与吸附，使污染物进一步得到净化，底部沉泥利用液位差通过排污泥管排出继续处理，同时上清液对滤料完成反冲洗，并辅以曝气管提高反洗效果。

6、本发明提供的设备可以根据场地需要采用混凝气浮分离装置与一体化净化装置中的多级生物膜净化区、生物活性炭净化区、接触沉淀过滤吸附分离区设计成一体化装置，这一设计可以实现设备整体占地面积小、自动化程度高、净化效果好，便于日常维护和管理等诸多优点。

基于上述理由本发明可在轴承、汽车、机车、飞机、轮船等现代装备制造业，石材加工制造业等产生切削液废水的领域广泛推广使用。

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。

图中：1、污水池2、进水管Ⅰ3、污水泵4、出水管Ⅰ5、多相介质泵6、进气管7、出水管Ⅱ8、进水管Ⅱ9、破乳剂加药箱10、PAM助凝剂加药箱11、破乳剂加药计量泵12、PAM助凝剂加药计量泵13、加药管Ⅰ14、加药管Ⅱ15、进药口16、进液口17、混凝气浮分离装置18、反应区19、刮渣机20、刮渣板21、浮渣收集槽22、浮渣收集管23、穿孔集水管24、排水调节管25、集水箱26、分离出水管27、排空管Ⅰ28、一体化净化装置29、组合填料30、隔板Ⅰ31、弹性填料32、隔板Ⅱ33、软性填料34、隔板Ⅲ35、大孔树脂填料36、曝气支管Ⅰ37、曝气支管Ⅱ38、曝气支管Ⅲ39、曝气支管Ⅳ40、溢流堰Ⅰ41、曝气支管Ⅴ42、曝气支管Ⅵ43、曝气总管44、风机45、沉淀分离区46、吸附反应区47、溢流堰Ⅱ48、出水管Ⅲ49、过滤吸附填料50、穿孔承托板51、溢流堰Ⅲ52、出水管Ⅳ53、排污泥管54、排空管Ⅱ

具体实施方式

如图1所示，一种切削液废水处理设备，包括污水泵3、多相介质泵5、加药系统、混凝气浮分离装置17和一体化净化装置28；

污水池1通过进水管Ⅰ2与所述污水泵3的一端相连通，所述污水泵3的另一端与出水管Ⅰ4相连通；所述多相介质泵5的一端连通有进气管6和进水管Ⅱ8，所述多相介质泵5的另一端连通有出水管Ⅱ7，所述出水管Ⅱ7和所述出水管Ⅰ4在图中A点所示连通后一同与所述混凝气浮分离装置17内的反应区18底部的进液口16相连通；进水管Ⅱ8与一体化净化装置28内的接触沉淀过滤吸附分离区的中部相连通，吸取初步净化后的上清液作为溶气水的水源。

所述加药系统包括破乳剂加药箱9和PAM助凝剂加药箱10，所述破乳剂加药箱9经破乳剂加药计量泵11通过加药管Ⅰ13与进水管Ⅰ2相连通，实现泵前加药，通过污水泵3的混合后，使废水与药剂充分混合；所述PAM助凝剂加药箱10经PAM助凝剂加药计量泵12通过加药管Ⅱ14与所述混凝气浮分离装置17内的反应区18中部的进药口15相连通；

所述混凝气浮分离装置17内的反应区18下端设有穿孔集水管23，所述穿孔集水管23的另一端与设置在所述混凝气浮分离装置17上部的集水箱25内的排水调节管24相连通，通过调节排水调节管24与水位的高低，实现对上部清液的排水；所述反应区18的上方设有浮渣收集槽21，所述浮渣收集槽21内设有由刮渣机19控制的刮渣板20，所述浮渣收集槽21底部连通有浮渣收集管22；所述混凝气浮分离装置17底部设有排空管Ⅰ27；

所述一体化净化装置28包括多级生物膜净化区、生物活性炭净化区和接触沉淀过滤吸附分离区；所述集水箱25底部连通有分离出水管26，所述分离出水管26与所述多级生物膜净化区相连通；所述多级生物膜净化区由3块隔板即隔板Ⅰ30、隔板Ⅱ32和隔板Ⅲ34分隔成4部分承装填料区，分别承装组合填料29、弹性填料31、软性填料33和大孔树脂填料35，所述多级生物膜净化区上部设有与所述生物活性炭净化区相连通的溢流堰Ⅰ40；所述生物活性炭净化区包括沉淀分离区45和设置在所述沉淀分离区45外侧的吸附反应区46，所述吸附反应区46上部设有溢流堰Ⅱ47，所述溢流堰Ⅱ47连通有出水管Ⅲ48；所述接触沉淀过滤吸附分离区内的穿孔承托板50上设有过滤吸附填料49，所述出水管Ⅲ48另一端与所述穿孔承托板50下部的分离区相连通，所述接触沉淀过滤吸附分离区底部还连通有排污泥管53，所述接触沉淀过滤吸附分离区上部设有与出水管Ⅳ52相连通的溢流堰Ⅲ51；所述接触沉淀过滤吸附分离区的中部还设有与所述进水管Ⅱ8相连通的出水口；所述一体化净化装置28底部设有排空管Ⅱ54；

所述一体化净化装置28上方设有风机44，一般风机44可采用罗茨风机，所述风机44与曝气总管42相连通，所述曝气总管42与多个带有曝气头的曝气支管相连通，分别为曝气支管Ⅰ36、曝气支管Ⅱ37、曝气支管Ⅲ38和曝气支管Ⅳ39分别深入到所述多级生物膜净化区4中不同填料的底部，曝气支管Ⅴ41深入到所述生物活性炭净化区底部，曝气支管Ⅵ42深入到所述接触沉淀过滤吸附分离区底部，通过曝气头对反应区内的液体与氧气充分混合，使反应更加完全。所述混凝气浮分离装置17和所述一体化净化装置底部均设有支座。

本发明公开的上述切削液废水处理设备的处理方法，包括如下步骤：

①混凝气浮破乳固液分离：来自污水池1中的废水由进水管Ⅰ2吸入污水泵3内，并在进水管Ⅰ2内加入定量的破乳剂，经污水泵3混合后通过出水管Ⅰ4与经多项介质泵5的出水管Ⅱ7出来的溶气水在A点汇合后一同进入到混凝气浮分离装置17内的反应区18底部完成混合破乳反应，上升到混凝气浮分离装置17的中部与PAM助凝剂反应，形成较大粒径的气泡与絮粒的共聚复合体，有利于固液分离的进行，共聚复合体上升形成浮渣层通过刮渣板20刮入浮渣收集槽21内由浮渣收集管22排出；

②多级生物膜净化：经过混凝气浮破乳处理后的出水进入一体化净化装置28内的多级生物膜净化区内，通过多级生物膜净化区内的不同种类生物填料（组合填料28、弹性填料31、软性填料33、大孔树脂填料35，也不局限与上述四种填料，可实现生化污染物降解的填料均可）上形成的优势菌群的生物膜，发生复杂的微生物同化异化作用，使污水中的可生化污染物被降解掉，并通过曝气头进行曝气，可变微孔曝气布气有利于氧的扩散，并对生物膜起到冲刷作用，使生物膜的更新速度加快，处理后的出水通过溢流堰Ⅰ40流入到生物活性炭净化区；

③生物活性炭净化：出水在生物活性炭净化区中的吸附反应区46内利用活性炭吸附功能，首先将污水中残存的污染物富集，同时吸附在其上的微生物菌群通过微生物的同化异化作用，使污水中的可生化污染物进一步降解，通过在生物活性炭净化区内的沉淀分离区45进行初部固液分离，通过曝气使氧充分扩散加快反应；上清液出水经溢流堰Ⅱ47溢流收集后溢流入接触沉淀过滤吸附分离区内；

④接触沉淀过滤吸附分离：上清液通过出水管Ⅲ48利用压力差接入接触沉淀过滤吸附分离区的下部，再通过接触沉淀过滤吸附分离区设置的过滤吸附填料49完成过滤与吸附，使污染物进一步得到净化，底部沉泥利用液位差通过排污泥管53排出继续处理，上清液经溢流堰Ⅲ51由出水管Ⅳ52收集后排放。

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 (5)

1.一种切削液废水处理设备，其特征在于：包括污水泵（3）、多相介质泵（5）、加药系统、混凝气浮分离装置（17）和一体化净化装置（28）；

污水池（1）通过进水管Ⅰ（2）与所述污水泵（3）的一端相连通，所述污水泵（3）的另一端与出水管Ⅰ（4）相连通；所述多相介质泵（5）的一端连通有进气管（6）和进水管Ⅱ（8），所述多相介质泵（5）的另一端连通有出水管Ⅱ（7），所述出水管Ⅱ（7）和所述出水管Ⅰ（4）连通后与所述混凝气浮分离装置（17）内的反应区（18）底部的进液口（16）相连通；

所述加药系统包括破乳剂加药箱（9）和PAM助凝剂加药箱（10），所述破乳剂加药箱（9）经破乳剂加药计量泵（11）通过加药管Ⅰ（13）与进水管Ⅰ（2）相连通；所述PAM助凝剂加药箱（10）经PAM助凝剂加药计量泵（12）通过加药管Ⅱ（14）与所述混凝气浮分离装置（17）内的反应区（18）中部的进药口（15）相连通；

所述混凝气浮分离装置（17）内的反应区（18）下端设有穿孔集水管（23），所述穿孔集水管（23）的另一端与设置在所述混凝气浮分离装置（17）上部的集水箱（25）内的排水调节管（24）相连通；所述反应区（18）的上方设有浮渣收集槽（21），所述浮渣收集槽（21）内设有由刮渣机（19）控制的刮渣板（20），所述浮渣收集槽（21）底部连通有浮渣收集管（22）；所述混凝气浮分离装置（17）底部设有排空管Ⅰ（27）；

所述一体化净化装置（28）包括多级生物膜净化区、生物活性炭净化区和接触沉淀过滤吸附分离区；所述集水箱（25）底部连通有分离出水管（26），所述分离出水管（26）与所述多级生物膜净化区相连通；所述多级生物膜净化区上部设有与所述生物活性炭净化区相连通的溢流堰Ⅰ（40）；所述生物活性炭净化区包括沉淀分离区（45）和设置在所述沉淀分离区（45）外侧的吸附反应区（46），所述吸附反应区（46）上部设有溢流堰Ⅱ（47），所述溢流堰Ⅱ（47）连通有出水管Ⅲ（48）；所述接触沉淀过滤吸附分离区内的穿孔承托板（50）上设有过滤吸附填料（49），所述出水管Ⅲ（48）另一端与所述穿孔承托板（50）下部的分离区相连通，所述接触沉淀过滤吸附分离区底部还连通有排污泥管（53），所述接触沉淀过滤吸附分离区上部设有与出水管Ⅳ（52）相连通的溢流堰Ⅲ（51）；所述接触沉淀过滤吸附分离区的中部还设有与所述进水管Ⅱ（8）相连通的出水口；所述一体化净化装置（28）底部设有排空管Ⅱ（54）；

所述一体化净化装置（28）上方设有风机（44），所述风机（44）与曝气总管（42）相连通，所述曝气总管（42）与多个带有曝气头的曝气支管相连通，所述曝气支管分别与所述多级生物膜净化区、所述生物活性炭净化区和所述接触沉淀过滤吸附分离区相连通。

2.根据权利要求1所述的一种切削液废水处理设备，其特征在于：所述多级生物膜净化区包括至少由1块隔板分隔成的2个用于承装填料的净化区。

3.根据权利要求1所述的一种切削液废水处理设备，其特征在于：所述混凝气浮分离装置（17）和所述一体化净化装置底部均设有支座。

4.一种如权利要求1所述的切削液废水处理设备的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

①混凝气浮破乳固液分离：来自污水池（1）中的废水由进水管Ⅰ（2）吸入污水泵（3）内，并在进水管Ⅰ（2）内加入破乳剂，经污水泵（3）混合后通过出水管Ⅰ（4）与经多项介质泵（5）的出水管Ⅱ（7）出来的溶气水汇合后一同进入到混凝气浮分离装置（17）内的反应区（18）底部完成混合破乳反应，上升到混凝气浮分离装置（17）的中部与PAM助凝剂反应形成共聚复合体，共聚复合体上升形成浮渣层通过刮渣板（20）刮入浮渣收集槽（21）内由浮渣收集管（22）排出；

②多级生物膜净化：经过混凝气浮破乳处理后的出水进入一体化净化装置（28）内的多级生物膜净化区内，通过多级生物膜净化区内的不同种类生物填料使污水中的可生化污染物降解，并通过曝气头进行曝气，加快生物膜更新速度，处理后的出水通过溢流堰Ⅰ（40）流入到生物活性炭净化区；

③生物活性炭净化：出水在生物活性炭净化区中的吸附反应区（46）内利用活性炭吸附功能使污水中的可生化污染物进一步降解，在生物活性炭净化区内的沉淀分离区（45）进行初部固液分离，通过曝气使氧充分扩散加快反应；上清液出水经溢流堰Ⅱ（47）溢流收集后溢流入接触沉淀过滤吸附分离区内；

④接触沉淀过滤吸附分离：上清液通过出水管Ⅲ（48）利用压力差接入接触沉淀过滤吸附分离区的下部，再通过接触沉淀过滤吸附分离区设置的过滤吸附填料完成过滤与吸附，使污染物进一步得到净化，底部沉泥利用液位差通过排污泥管（53）排出继续处理，上清液经溢流堰Ⅲ（51）由出水管Ⅳ（52）收集后排放。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于：所述多级生物膜净化区包括至少由1块隔板分隔成的2个用于承装填料的净化区。

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