CN103523946A - 一种乳化液废水的预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于乳化液废水的预处理方法，包括过滤程序和清洗程序，过滤程序中包括：对乳化液废水的水质和水量进行调节，并且过滤掉乳化液废水中的大颗粒物；调节后的乳化液废水进入循环水箱；乳化液废水进入超滤单元，并且在超滤单元中对乳化液废水进行超滤处理，在超滤处理过程中，同步投加氧化剂；乳化液废水的经过超滤单元后的出水进入下一个处理单元；而经过超滤单元之后的回流废水流入废水循环箱；在出水流量符合预定条件的情况下，循环执行前述步骤。在处理过程中，通过流量计来监控出水瞬时量，如果出水流量小于预设值则停止过滤程序，启动清洗程序；如果超滤单元的出水瞬时流量大于预设值，则继续循环执行上述废水预处理步骤。

Description

一种乳化液废水的预处理方法

技术领域

本发明涉及一种废水的处理技术，特别是涉及用于乳化液废水的预处理技术。特别地，本发明特别适用于对汽车发动机生产过程中产生的乳化液废水进行预处理。 

背景技术

近几十年来，机械制造、加工和清洗过程中产生的大量乳化液废水因其成分复杂、浓度高、可生化性差等原因成为一种较难处理的高浓度有机废水。 

现阶段，乳化液废水处理通常采用“预处理-生化处理-深度处理”这一组合流程相结合的方式。其中预处理技术是整个处理工艺的核心，因为预处理技术须尽可能多地去除乳化油和降低化学需氧量（COD）以减轻后续的生化处理和深度处理的压力。目前，乳化液预处理技术主要集中在乳化油的“破乳”上，国内外近几十年来对各种“破乳”方法进行了大量的研究，其中化学方法有：酸化法、盐析法、酸化凝聚法、凝聚法，破乳剂法等，物理法有电解处理法、气浮法、高梯度磁分离法、超滤法等，还有物理化学法，如化学破乳、电解气浮法等。其中，由于陶瓷膜具有良好的化学稳定性，以及具有耐酸、碱、有机溶剂、耐高温、抗微生物能力，使得采用陶瓷膜的超滤法日益广泛应用于乳化液的预处理。 

在常规的利用陶瓷膜的陶瓷膜超滤法中，根据现场运行经验和项目考察而不局限于任何现有理论的束缚，陶瓷膜超滤法处理的最佳温度在大约60℃以上。而且，出于对于预处理效果以及节约能耗的考虑，温度处于60℃是比较适宜的。在废水处理现场，往往就地利用已有的蒸汽或高温热水来加热废水料液，或者就地利用在其它工艺过程中伴随产生的蒸汽或高温热水来加热，从而确保废水料液的温度。经过陶瓷膜超滤的出水经过冷却装置冷却后进入随后的生化处理单元进一步处理，或者在冷却后和其他单元排出的大量低温污水混合进入生化处理单元进一步处理。 

然而，在一些需要对乳化液预处理的项目中，并不具备利用已有的蒸汽或高温热水来加热的条件。为获得对于乳化液废水的良好超滤效果，针对上述情况，现有技术中一般采取如下措施：一方面，采用附加的电加热设备来加热，这导致电加热装机功率大，运行成本高；另一方面，替代地或者附加地，增大陶瓷膜超滤装置的数量（增大超滤膜的面积），这无疑增 大了投资成本和维修保养成本，还增加了设备安装运行的复杂度。在采用增大陶瓷超滤膜的措施中，与在60℃下进行预处理、处理容量相同的超滤单元所用的陶瓷超滤膜的面积相比，所使用的陶瓷超滤膜的面积通常需要增大一倍以上，因此设备成本大大增加。 

发明内容

为了解决现有技术中上述问题，本发明提出了一种新的用于乳化液废水的预处理方法。该方法能够在低成本、高效率地在常温下对乳化液废水进行预处理。 

根据本发明的第一方面，提供了一种用于乳化液废水的预处理方法，包括过滤程序和清洗程序，在所述过滤程序中包括如下步骤：对乳化液废水的水质和水量进行调节，并且过滤掉乳化液废水中的大颗粒物；调节后的乳化液废水进入循环水箱；乳化液废水进入超滤单元，并且在超滤单元中对乳化液废水进行超滤处理，而且，在此超滤处理过程中，同步投加氧化剂；乳化液废水的经过超滤单元后的出水进入下一个处理单元；而经过超滤单元之后的回流废水流入废水循环箱；检测超滤单元的出水流量，在出水流量符合预定条件的情况下，循环执行前述步骤；其中，在上述步骤中，通过流量计来监控出水瞬时量，并且将与瞬时量相关的数据传送至控制器；控制器判断所述超滤单元中的出水瞬时流量是否小于预设值；如果小于预设值则停止过滤程序，启动清洗程序；如果超滤单元的出水瞬时流量大于预设值，则继续循环执行上述废水预处理步骤。 

根据本发明的第二方面，在根据本发明的方法中，还包括判断废水循环箱内的乳化液废水是否到达预定温度，如果乳化液废水低于预定温度，则对乳化液废水进行加热。 

根据本发明的第三方面，在根据本发明的方法中，加热后的乳化液废水温度为大约25-30℃。 

根据本发明的第四方面，在根据本发明的方法中，所述超滤单元包括陶瓷超滤膜，所述陶瓷超滤膜的面积比60℃下的处理容量相同的超滤单元中的陶瓷超滤膜面积的设计值增大大约20-25%。 

根据本发明的第五方面，在根据本发明的方法中，其中当所述超滤单元的出水通量减少了预定量时，启动所述清洗程序。 

根据本发明的第六方面，在根据本发明的方法中，在所述清洗程序中，利用浊度计监控清洗液的浊度，由控制器根据浊度计所监控到的数据以及流量计的数据来自动判定清洗效果，如果控制器确定在清洗过程中的任一环节达到清洗效果，则停止清洗进入过滤状态；如果没有达到清洗效果，则继续执行清洗程序。 

根据本发明的第七方面，在根据本发明的方法中，用于执行清洗程序的清洗装置包括 漂洗水箱、所述漂洗水箱设置有用于加热所述漂洗水箱中的液体的电加热器、用于测温的温度计、温度变送器、液位计和浊度计，去离子水通过电磁阀进入所述漂洗水箱后对所述陶瓷超滤膜进行清洗，所述清洗装置还包括投加系统，用于将洗涤用的药剂通过所述投加系统进入所述漂洗水箱对所述陶瓷超滤膜进行清洗。 

根据本发明的第八方面，在根据本发明的方法中，所述浊度计可以为高精度浊度计，其检测精度达到0.0001-0.01NTU。 

根据本发明的第九方面，在根据本发明的方法中，所述氧化剂可以选自次氯酸钠、臭氧或者其它氧化剂等。 

根据本发明的第十方面，在根据本发明的方法中，所述乳化液废水可以是在汽车发动机生产过程中产生的乳化液废水。 

附图说明

图1是示出了根据本发明的方法中的过滤程序的示意性流程图。 

图2是示出了根据本发明的方法中的清洗程序的示意性流程图。 

图3是示出了根据本发明的废水预处理设备的示意图。 

图4是示出了根据本发明的废水预处理设备在运行过滤程序时的示意图。 

图5是示出了根据本发明的废水预处理设备在运行清洗程序时的示意图。 

图6是示出了取某发动机乳化液废水进行25-30℃下的膜通量试验的试验效果的图表。 

具体实施方式

下面对根据本发明的方法作进一步的描述。 

除非在本文中有特别的定义和说明，本说明书中所提到的各种元件、术语以及措辞与本领域普通技术人员所普遍理解的定义或含义是一致的。需要注意的是，附图中所示出的各种管道、装置、元件和组件等的形状构造以及位置仅是示意性的，应当理解，图中所示的各个元素在实践中会根据现场情况具有不同的形态和形式，这并不偏离本发明的精神和主旨。 

根据本发明的一个方面，提出了一种对于废水，特别是乳化液废水进行预处理的方法。在该方法中，提出了一种在常温下，或者接近常温的条件下，对乳化液废水进行有效预处理的方法。优选地，在根据本发明的方法中，通过包含有陶瓷超滤膜的超滤单元来对乳化液废水进行超滤处理。 

本发明提出了一种用于乳化液废水的预处理方法，包括过滤程序和清洗程序，除了现有技术中常规的预处理步骤之外，在根据本发明的预处理方法中的过滤程序中包括如下步骤： 

对乳化液废水的水质和水量进行调节，并且过滤掉乳化液废水中的大颗粒物； 

调节后的乳化液废水进入循环水箱； 

乳化液废水进入超滤单元，并且在超滤单元中对乳化液废水进行超滤处理，而且，在此超滤处理过程中，同步投加氧化剂；乳化液废水的经过超滤单元后的出水进入下一个处理单元；而经过超滤单元之后的回流废水流入废水循环箱； 

检测超滤单元的出水流量，在出水流量符合预定条件的情况下，循环执行前述步骤； 

其中，在上述步骤中，通过流量计来监控出水瞬时量，并且将与瞬时量相关的数据传送至控制器； 

控制器判断所述超滤单元中的出水瞬时流量是否小于预设值；如果小于预设值则停止过滤程序，启动清洗程序；如果超滤单元的出水瞬时流量大于预设值，则继续循环执行上述废水预处理步骤。 

此外，在本发明中的预处理方法中，还可以进一步判断废水循环箱内的乳化液废水是否到达预定温度，如果乳化液废水低于预定温度，则对乳化液废水进行加热。在本发明的一个实施方式中，加热后的乳化液废水温度为大约25-30℃。 

在本发明的一个实施方式中，超滤单元包括陶瓷超滤膜，陶瓷超滤膜的面积比60℃下的处理容量相同的超滤单元中的陶瓷超滤膜面积的设计值增大大约20-25%。 

进一步，当超滤单元的出水通量减少了预定量时，启动清洗程序。 

而且，在本发明的方法中，在执行清洗程序时，利用浊度计监控清洗液的浊度，由控制器根据浊度计所监控到的数据以及流量计的数据，自动判定清洗效果，如果控制器确定在清洗过程中的任一环节达到清洗效果，则停止清洗进入过滤状态；如果没有达到清洗效果，则继续执行清洗程序。 

例如，本发明的一个实施方式中，用于执行清洗程序的清洗装置包括漂洗水箱、所述漂洗水箱设置有用于加热所述漂洗水箱中的液体的电加热器、用于测温的温度计、温度变送器、液位计和浊度计，去离子水通过电磁阀进入所述漂洗水箱后对所述陶瓷超滤膜进行清洗，所清洗装置还包括投加系统，用于将洗涤用的药剂通过所述投加系统进入所述漂洗水箱对所述陶瓷超滤膜进行清洗。优选地，浊度计为高精度浊度计，其检测精度达到0.0001-0.01NTU。 

在根据本发明的方法中，所使用的氧化剂可以选自次氯酸钠、臭氧或者其它氧化剂等。 

此外，在根据本发明的一个实施方式中，待要处理的乳化液废水可以是在汽车发动机生产过程中产生的乳化液废水。 

下面，结合附图来详细说明根据本发明的方法。 

在对废水进行预处理的过程中，主要包括过滤程序S100和清洗程序S200两个子程序。 

【过滤程序】 

图1示出了根据本发明一个实施方式的过滤程序S100示意性工艺流程图。下面以乳化液废水为例，参照图1、图3和图4来描述依据本发明的方法对废水进行预处理的步骤。 

步骤S110：对乳化液废水的水质和水量进行调节，并且过滤掉乳化液废水中的大颗粒物。 

例如，在一个实施例中，乳化液废水先经过调节池来调节水质水量，并且利用过滤机（例如纸带过滤机）去除废水中的硬质大颗粒悬浮物。 

步骤S120：乳化液废水进入废水循环箱300。例如可以在调节池提升泵的作用下使得初步调节过水质和水量的乳化液废水进入废水循环箱300。 

步骤S130：判断废水循环箱300内的废水是否到达预定液位：如果废水到达预定液位，则执行下一步骤；如果未到达预定液位，则继续执行步骤120来引入废水。 

步骤S140：使得乳化液废水进入超滤单元（例如陶瓷膜超滤单元等），并且在超滤单元中对乳化液废水进行超滤处理。而且，在此超滤处理过程中，同步投加氧化剂。 

在一个实例中，该超滤单元可以包括给料泵405、压力表417、循环泵406、陶瓷超滤膜400、流量计414、过滤器422、温度变送器411、及相应的各阀门等。 

在本发明的一个实例中，在步骤S140中，在陶瓷膜超滤单元中同步投加的氧化剂可以选自次氯酸钠、臭氧或者其它本领域通常使用的氧化剂等。氧化剂的投加量根据乳化液的水质进行调节。 

此外，与现有技术中在将废水料液加热到60℃的、处理容量相同的超滤单元中的膜面积相比，在根据本发明的方法中，陶瓷膜超滤系统的膜面积比60℃下的设计值增大大约15-30%，优选地增大大约20-25%。 

步骤S150：乳化液废水的经过超滤单元后的出水进入下一个处理单元；而经过超滤单元之后的回流废水流入废水循环箱300。 

随着废水循环箱中石油类废水不断富集，当石油类废水达到设定浓度后被排入污油收集系统700。 

步骤S160：在出水质量符合预定条件的情况下，循环执行步骤S110-S150。 

其中，在上述对于乳化液废水进行预处理的程序中，通过流量计414来监控出水瞬时量，并且将与瞬时量相关的数据传送至控制器。控制器判断超滤单元中的出水瞬时流量是否小于预设值。如果小于预设值则停止过滤程序，启动清洗程序；如果超滤单元的出水瞬时流量大 于预设值，则继续循环执行上述废水预处理步骤。 

在本发明的一个实施方式中，清洗程序是本领域中公知的常规清洗程序。优选地，所述清洗程序是如下文中所述清洗程序。 

优选地，如果超滤单元的出水通量减少了大约25-30%时，则启动在下文中所述的清洗程序。 

优选地，在本发明的一个实施方式中，利用陶瓷膜对废水进行处理，并且检测陶瓷膜400的超滤出水瞬时流量，如果该瞬时流量小于预定的最低阈值，则暂停对于乳化液废水的预处理，同时启动对于过滤系统，特别是过滤系统中的超滤单元的智能清洗程序。 

此外，在本发明的一个优选实施方式中，在上述步骤S130中，不仅通过液位计313判断在废水循环箱300内的乳化液废水的液位是否到达预定液位，还进一步判断废水循环箱300内的废水是否到达预定温度。如果废水低于预定温度，例如低于20℃，更优选地低于25℃，则对乳化液废水进行加热。 

例如，在废水循环箱300的内部或者外部优选地设有废水加热器307，该加热器可以将温度较低的废水温度加热至大约20-40℃。 

优选地，在废水循环箱300中加热后的乳化液废水温度为大约25-30℃。 

做一个实施方式中，加热器可以是电加热器或者本领域常用的其它加热器。 

进一步优选地，在废水循环箱内设有用于检测和传递废水的温度值的废水温度变送器311。该废水温度变送器与加热器307连锁。所谓连锁，在这里是指从保护设备的角度出发按逻辑顺序控制启停开关。 

在本发明的一个优选实施方式中，陶瓷膜超滤系统在25-30℃下运行过滤段，同步投加氧化剂，并且当出水通量低于预设的设计值的25-30%时，启动陶瓷膜智能清洗装置，进入清洗状态。 

【清洗程序S200】 

参照附图2、图3和图5，下面举例说明在根据本发明的方法中所实施的清洗程序。在清洗程序中，按照时间顺序依次执行“水洗→第一药剂洗→水洗→第二药剂洗→水洗”清洗步骤，并且在未达到清洗效果的条件下循环执行上述清洗程序。 

在清洗程序S200中，任一水洗环节均可以由浊度计212和超滤系统的流量计414联合自动判断清洗水量和清洗效果。其中“第一药剂洗”为利用投加由“碱+氧化剂”所形成的清洗液所进行的清洗；“第二药剂洗”为利用投加由酸所形成的清洗液所进行的清洗。 

在第一药剂洗和第二药剂洗的过程中由浊度计212作为碱、氧化剂和酸的投加自动控制判断，以确保获得预定的清洗效果。由于上述对于碱、氧化剂和酸的投加的判断可以遵循已 知的标准来执行，所以在此不再赘述。 

优选地，最多在一个“水洗→第一药剂洗→水洗→第二药剂洗→水洗”的清洗周期内实现预期的清洗效果，也即在一个清洗周期内，最多一个清洗循环内，就实现预期的清洗效果。 

在清洗程序中所使用的浊度计212优选为高精度浊度计。优选地，该高精度浊度计的检测精度为0.0001-0.01NTU。 

在本发明的一个具体实施方式中，对于包含有陶瓷超滤膜的超滤系统的清洗程序包括“水洗→第一药剂洗→水洗→第二药剂洗→水洗”的循环步骤，直到获得预定的清洗效果。 

参照附图2，下面以对使用陶瓷超滤膜的超滤单元进行清洗为例，来具体说明对于过滤系统的清洗程序：水洗→第一药剂洗→水洗→第二药剂洗→水洗。 

步骤S210：水洗 

在此步骤S210中，包括如下的清洗步骤S211和S212（未示出）： 

清洗步骤S211：进行水洗准备，准备热水。 

例如，在根据本发明的一个实施方式中，热水箱100在第一加热器107、第一液位计113和第一温度变送器111的连锁状态下提前将水加热，获得约70-80℃的热水，热水箱中的液位计与控制进水的阀门（未示出）自动连锁。 

清洗步骤S212：将预定量的在前一步骤中所制备的热水注入漂洗水箱200，然后打开与漂洗水箱连接的阀门，使得热水进入超滤单元内，并且在一个清洗时间周期内对超滤单元内进行循环漂洗。 

在清洗过程中，利用浊度计监控清洗水的浊度，并且利用流量计监控超滤单元的出水瞬时流量。浊度计和流量计将监测到的与浊度以及出水通量相关的数据传送至控制器（例如该控制器可以采用可编程逻辑控制器（即PLC，Programmable Logic Controller）或者单片机等。控制器基于预设的参数对接收到的数据进行判断，如果清洗循环了设定的时间后漂洗水箱中水的浊度小于设定值或瞬时流量达不到设定值，将漂洗用水保留至接下来的药剂洗过程，否则将漂洗水经由阀门排出。 

上述对于清洗水的浊度监测频率可以是实时的，也可以按照预定的时间间隔进行监测。 

具体地，在水洗过程中，例如如图3和图5所示，在根据本发明的一个实施方式中，漂洗水箱中热水转移泵108计量一定量的清水转入漂洗水箱200后自动启动阀门（例如气动蝶阀等），热水进入陶瓷超滤膜进行清洗。漂洗水箱200中的第二温度变送器207与第二加热器211连锁，第二液位计213与超滤系统中的给料泵405连锁。 

清洗过程中，高精度浊度计212监控漂洗水的浊度，超滤系统中的流量计414监控出水瞬时流量，浊度和瞬时流量数据上传PLC自动判断，若清洗循环设定的时间后漂洗水箱中水的浊度小于设定值或瞬时流量达不到设定值，这部分清水保留至下一个过程，否则由气动蝶阀自动排空。 

可选地，在另一个实施方式中，在步骤S210中，也可以不设置单独的热水箱。例如，可以同时利用漂洗水箱200充当热水箱。 

在又一个实施方式中，在清洗系统中，热水箱和漂洗水箱二者都不设置，而是利用一个多用途水箱来实现前述的废水水箱、热水箱和漂洗水箱的功能。 

类似地，在该多用途水箱中将水加热至大约70-80℃的热水。 

步骤S220：第一药剂洗 

在进行了水洗之后，接下来进行第一药剂洗，也即利用将碱和氧化剂添加到水中形成的清洗液对超滤单元进行清洗，特别是对诸如陶瓷等材料制成的过滤膜进行清洗。 

第一药剂洗自动调用碱和氧化剂的浓度均值启动碱和氧化剂的投加系统开始工作；如果之前已经进行过第一药剂洗，则清洗根据前次第一药剂洗（碱+氧化剂洗）的清洗效果自动调用碱和氧化剂的浓度均值启动碱和氧化剂的投加系统（药剂投加系统）开始工作。例如，由诸如PLC等的控制器来控制投加量。 

同时，在碱+氧化剂的清洗过程中，由浊度计监控浊度的增值自动调整碱和氧化剂的投加。若浊度增值数据达到设定值或达到设定循环时间，则漂洗水箱中的水由可控的阀门自动排空。 

步骤S230：水洗 

第一药剂洗（也即碱+氧化剂洗）完成后，再次进入水洗过程。该水洗过程与前述的水洗步骤和程序相同。在清洗过程中，同样也利用浊度计监控清洗水的浊度，并且利用流量计监控超滤单元的出水瞬时流量。 

在此次水洗完成之后，如果漂洗水箱2中的水若被排空，则自动按水洗步骤进水到一定液位，若保留使用，则进入接下来的第二药剂洗的过程。 

步骤S240：第二药剂洗 

在水洗完成后，进入上述第二药剂洗的过程。在第二药剂洗中所执行的程序和步骤与第一药剂洗中的类似，不同之处在于将作为第一药剂的“碱+氧化剂”更换为作为第二药剂的诸如硝酸等酸类。 

步骤S250：水洗 

第二药剂洗完成后，再次水洗程序。该水洗程序与前述的水洗程序相同，而且同样也利 用浊度计监控清洗水的浊度，并且利用流量计监控超滤单元的出水瞬时流量。 

在上述清洗过程中，由诸如PLC等的控制器根据高精度浊度计12所监控到的数据以及流量计的数据，调用数据库数据自动判定清洗效果。如果控制器确定在上述清洗过程中的任一环节水洗达到清洗效果，则停止清洗进入过滤状态，如图2所示。如果没有达到清洗效果，则继续循环上述的清洗程序。 

例如，在根据本发明的一个实施方式中，当控制器检测到超滤单元的出水通量恢复到设计值的大约85-90%时，则结束清洗程序，进入过滤程序。 

优选地，上述的水洗过程中所用的清洗用水为去离子水。该去离子水的制备为本领域技术人员所公知的，并且不是本发明的发明要点，因此在此不再赘述。 

根据本发明的上述对于乳化液废水的预处理方法可以应用于20至40度下的乳化液废水的预处理，而且通过在超滤过程中同步投加氧化剂，大大增加了陶瓷超滤膜的膜通量。在上述预处理方法中，不必增加额外的加热设备，从而不必浪费较多的能源来将废水料液加热至60℃就可以实现对于乳化液废水的较好过滤效果，较好地适应了现场的工艺条件。而且，系统控制器通过流量计检测超滤出水的瞬时流量，如果瞬时流量小于预定的最低阈值，则暂停对于乳化液废水的预处理，同时启动对于过滤系统的智能清洗程序。由于采用在上文中所述的清洗程序，在节省清洗时间的同时还能够确保清洗效果。在采用了根据本发明的上述方法之后，能够以较低的运行成本，较高的运行效率来进行在远远低于60℃的乳化液废水的预处理。 

在本发明的实施方式中，上述的过滤程序可以应用于常规的清洗程序，而且上述清洗程序也可以单独地应用于常规的过滤程序。 

优选地，上述的过滤程序与清洗程序相互有机结合，对乳化液废水进行预处理。 

【废水预处理设备】 

根据本发明的另一方面，还提出了一种采用前述方法的对乳化液废水进行预处理的废水预处理设备。该预处理设备包括用于实施前述过滤程序的超滤系统以及用于实施前述清洗程序的清洗系统。而且，通过下文对于所述设备的描述，本领域普通技术人员能够更加明了地理解前文所述的用于乳化液废水预处理的方法。 

图3中示意性示出了根据本发明的废水预处理设备的构成。图4示意性示出了根据本发明的一个实施方式中的废水预处理设备的过滤系统；以及图5示意性示出了根据本发明的一个实施方式中的废水预处理设备的清洗系统。 

在根据本发明的废水预处理设备的一个实施方式中，该废水预处理设备包括过滤系统和清洗系统，以及对处理过程中的各种程序进行控制的控制装置。 

下面，结合附图来分别说明废水预处理设备的各子系统。 

过滤系统 

具体而言，在一个实施方式中，废水预处理设备的过滤系统包括： 

循环水箱300，该循环水箱用于接收经过调节池调节水质水量及通过纸带过滤机的乳化液废水，并且在循环水箱中可以设置有：能够将废水料液温度加热至20-35℃，优选地25-30℃的加热器307，与加热器相互连锁的温度变送器311，现场就地显示温度值的温度计310；与设置在循环水箱下游的给料泵405以及在循环水箱上游的前端调节池提升泵（未示出）连锁的液位计313； 

超滤单元，该超滤单元用于接收在循环水箱300内达到设定温度和设定的液位后自该循环水箱排出的乳化液废水，该超滤单元包括给料泵405、循环泵406、陶瓷超滤膜400、流量计414、视镜（未示出）、过滤器422、温度变送器411、压力表417及阀门等；以及 

氧化剂投加系统500，该氧化剂投加系统在超滤单元的超滤过程中通过投加氧化剂，所投加的氧化剂可以选自次氯酸钠、臭氧或者其它本领域通常使用的氧化剂等，氧化剂的投加量根据乳化液的水质进行调节。 

在废水预处理设备中，乳化液废水经过超滤单元后出水进入下一个处理单元，回流废水流入循环水箱300，循环水箱中石油类不断富集，达到设定浓度后排入污油收集系统700。 

与现有技术中在将废水料液加热到60℃的超滤系统中的膜面积相比，在根据本发明的方法中，陶瓷膜超滤系统的膜面积比60℃下的设计值增大大约15-30%，优选地增大大约20-25%。 

在废水预处理设备中，控制器（未示出）通过流量计414来监控超滤单元的出水瞬时量，并且将与瞬时量相关的数据传送至控制器。控制器判断超滤单元中的出水瞬时流量是否小于预设值。如果小于预设值则停止过滤程序，启动清洗系统；如果超滤单元的出水瞬时流量大于预设值，则继续循环运行过滤系统。 

优选地，如果超滤单元的出水通量减少了大约25-30%时，则启动清洗系统。 

优选地，在本发明中的废水预处理设备中所使用的给料泵405以及循环泵406中的至少一个是变频泵。 

清洗系统 

结合图3和图5，来说明根据本发明的废水预处理设备的清洗系统，该清洗系统包括： 

供水箱，该供水箱用于提供对过滤系统进行清洗所用的清洗液，该供水箱设有加热器、温度计、温度变送器、液位计以及高精度浊度计； 

药剂投加系统，该药剂投加系统用于根据前述的清洗程序投加所需要的药剂；以及 

清洗液循环系统，该循环清洗系统包括前述的过滤系统中的超滤单元以及连接漂洗水箱与超滤单元的相应管道。 

在一个实施方式中，如图3至图5所示，清洗系统中的供水箱包括热水箱100或漂洗水箱200。热水箱100设有热水转移泵108、射流器、加热器107、温度计110、液位计113、温度变送器111等，主要用于将清洗用水加热至大约70-80℃后将热水供应至漂洗水箱200。漂洗水箱中设有高精度浊度计212，液位计213、加热器207、温度计210、温度变送器211等，并且用于接收来自药剂投加系统的清洗药剂。诸如硝酸、氢氧化钠和氧化剂等清洗药剂由相应的投加系统自动进入所述的漂洗水箱200。清洗装置中高精度浊度计212和超滤装置中的流量计414连锁使用，节约陶瓷超滤膜电加热清洗过程中的清洗水量、药剂投加量，同时减少清洗周期，增强清洗效果的稳定判断，增加陶瓷超滤膜的有效使用寿命。 

在清洗系统中执行根据前文所述的对于过滤系统的清洗程序，即执行“水洗→第一药剂洗→水洗→第二药剂洗→水洗”的循环步骤，直到获得预定的清洗效果。 

在水洗过程中，在制备好所需的热水之后，打开漂洗水箱200内的阀门，使得热水进入超滤单元内，并且在一个清洗时间周期内对超滤单元内进行循环漂洗。 

在清洗过程中，利用浊度计212监控清洗水的浊度，并且利用流量计414监控超滤单元的出水瞬时流量。浊度计和流量计将监测到的与浊度以及出水通量相关的数据传送至控制器（例如该控制器可以采用可编程逻辑控制器（即PLC，Programmable Logic Controller）或者单片机等。控制器基于预设的参数对接收到的数据进行判断，如果清洗循环了设定的时间后漂洗水箱中水的浊度小于设定值或瞬时流量达不到设定值，将漂洗用水保留至接下来的药剂洗过程，否则将漂洗水经由阀门排出。 

上述对于清洗水的浊度监测频率可以是实时的，也可以按照预定的时间间隔进行监测。 

例如，在根据本发明的一个实施方式中，漂洗水箱中热水转移泵计量一定量的清水转入漂洗水箱后自动启动阀门（例如气动蝶阀等），热水进入陶瓷超滤膜进行清洗。漂洗水箱中温度变送器211与加热器207连锁，液位计213与超滤系统中的给料泵405连锁。 

清洗过程中，高精度的浊度计212监控漂洗水的浊度，超滤系统中的流量计监控出水瞬时流量，浊度和瞬时流量数据上传至PLC自动判断，若清洗循环设定的时间后漂洗水箱中水的浊度小于设定值或瞬时流量达不到设定值，这部分清水保留至下一个过程，否则由气动蝶阀自动排空。 

在进行了水洗之后，接下来进行第一药剂洗，也即利用将碱和氧化剂添加到水中形成的清洗液对超滤单元进行清洗，特别是对诸如陶瓷等材料制成的过滤膜进行清洗。 

药剂投加系统在第一药剂洗中自动调用碱和氧化剂的浓度均值启动碱和氧化剂的投加。 如果之前已经进行过第一药剂洗，则清洗根据前次第一药剂洗（碱+氧化剂洗）的清洗效果自动调用碱和氧化剂的浓度均值启动碱和氧化剂的投加系统开始工作。例如，由诸如PLC等的控制器来控制投加量。 

同时，在碱+氧化剂的清洗过程中，由浊度计监控浊度的增值自动调整碱和氧化剂的投加。若浊度增值数据达到设定值或达到设定循环时间，则漂洗水箱中的水由可控的阀门自动排空。 

第一药剂洗（也即碱+氧化剂洗）完成后，清洗系统再次进入水洗过程。类似地，清洗系统一次执行前述的第二药剂洗、水洗等程序。 

在上述清洗过程中，控制器根据高精度的浊度计212所监控到的数据以及流量计的数据，调用数据库数据自动判定清洗效果。如果控制器确定在上述清洗过程中的任一环节水洗达到清洗效果，则停止清洗系统，启动过滤系统。如果没有达到清洗效果，则继续运行的清洗系统。 

例如，在根据本发明的一个实施方式中，当控制器检测到超滤单元的出水通量恢复到设计值的大约85-90%时，则停止清洗系统，启动过滤系统。 

在本发明的废水预处理设备中，在约20-40℃的温度，优选25-30℃温度条件下运行过滤段，同步投加氧化剂，当出水通量低于设计值的25-30%时启动清洗系统，开始执行清洗状态。也就是说，本发明的设备根据前述的对于乳化液废水的预处理方法来启动和/或停止相应的系统。控制器根据前述用于乳化液废水的预处理方法中所设定的各种预设条件来启动和/或停止相应的系统。 

在本发明的废水预处理设备中，浊度计优选为高精度浊度计。优选地，该高精度浊度计的检测精度达到0.0001NTU。 

本发明所述的陶瓷膜超滤过程中同步投加的氧化剂可选择次氯酸钠、臭氧等，投加量根据乳化液的水质进行调节。 

本发明的废水预处理设备虽然在远低于60℃下运行，但是可达到60℃下的出水水质和出水通量，大大节约了投资和运行成本。 

【有益效果】 

下面，结合对比例来具体说明本发明的有利效果。 

实验例1： 

取某发动机乳化液废水分别在50nm超滤膜在25-30℃（下表中的实验例1）和60℃（对比例1）的条件下进行超滤。经过超滤后，乳化液废水的处理结果如下表1中所示（单位： mg/L）。由表1可见，25-30℃下运行陶瓷膜超滤出水水质和60℃下结果没有明显差异，超滤后COD去除率达70%以上，除油率达99%以上。 

表1 

实验例2： 

一般情况下，60℃条件下的膜通量可稳定达到100 LMH。取某发动机乳化液废水进行25-30℃下的膜通量试验，如图6所示。 

根据图6所示的试验结果可见，在使用根据本发明的方法中，在25-30℃条件下超滤膜面积比60℃条件下的膜面积的设计值增大大约20-25%能达到60℃条件下的出水通量。 

实验例3 

取上述实施例中25-30℃条件下运行超滤后出水瞬时流量达到大约25%的超滤膜，分别采用超滤膜常规和智能清洗程序，即： 

（1）常规清洗程序： 

60℃条件下热水洗0.25h+2%碱洗2.5h+热水洗0.25h+1%酸洗2h+热水洗0.25h；合计：5.25h，即5.25小时； 

（2）本发明的清洗程序： 

60℃条件下热水洗0.25h+2%碱0.5%氧化剂洗1h+热水洗0.25h+1%酸洗1h+热水洗0.25h；合计：2.75h，即2.75小时。 

超滤膜常规清洗程序能恢复原始通量80%以上，但需耗时5.25h。而利用本发明的方法所获得清洗效果如表2所示。 

表2 

由上表可见，通过采用根据本发明的方法，对于过滤系统的清洗程序可恢复原始通量的95%以上，耗时2.75h，不但清洗效果较常规清洗好，而且节约清洗时间，增加陶瓷膜的有效工作时间。 

可以理解，在本文所述的根据本发明的方法以及实施该方法的设备中，除了在本文列出的步骤之外，在现场的实践操作中，可能会依据具体情况添加一些常规辅助步骤或者变更一些具有等同效果的步骤，这些改变步骤和程序并不偏离本发明的主旨和精神。 

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。 

Claims (10)

1.一种用于乳化液废水的预处理方法，包括过滤程序和清洗程序，在所述过滤程序中包括如下步骤：

对乳化液废水的水质和水量进行调节，并且过滤掉乳化液废水中的大颗粒物；

调节后的乳化液废水进入循环水箱；

乳化液废水进入超滤单元，并且在超滤单元中对乳化液废水进行超滤处理，而且，在此超滤处理过程中，同步投加氧化剂；乳化液废水的经过超滤单元后的出水进入下一个处理单元；而经过超滤单元之后的回流废水流入废水循环箱；

检测超滤单元的出水流量，在出水流量符合预定条件的情况下，循环执行前述步骤；

其中，在上述步骤中，通过流量计来监控出水瞬时量，并且将与瞬时量相关的数据传送至控制器；

控制器判断所述超滤单元中的出水瞬时流量是否小于预设值；如果小于预设值则停止过滤程序，启动清洗程序；如果超滤单元的出水瞬时流量大于预设值，则继续循环执行上述废水预处理步骤。

2.根据权利要求1所述的用于乳化液废水的预处理方法，还包括判断废水循环箱内的乳化液废水是否到达预定温度，如果乳化液废水低于预定温度，则对乳化液废水进行加热。

3.根据权利要求2所述的用于乳化液废水的预处理方法，加热后的乳化液废水温度为大约25-30℃。

4.根据权利要求2所述的用于乳化液废水的预处理方法，所述超滤单元包括陶瓷超滤膜，所述陶瓷超滤膜的面积比60℃下的处理容量相同的超滤单元中的陶瓷超滤膜面积的设计值增大大约20-25%。

5.根据权利要求1所述的用于乳化液废水的预处理方法，其中当所述超滤单元的出水通量减少了预定量时，启动所述清洗程序。

6.根据权利要求1-5之一所述的用于乳化液废水的预处理方法，其中，在所述清洗程序中，利用浊度计监控清洗液的浊度，由控制器根据浊度计所监控到的数据以及流量计的数据来自动判定清洗效果，如果控制器确定在清洗过程中的任一环节达到清洗效果，则停止清洗进入过滤状态；如果没有达到清洗效果，则继续执行清洗程序。

7.根据权利要求6所述的用于乳化液废水的预处理方法，其中用于执行清洗程序的清洗装置包括漂洗水箱、所述漂洗水箱设置有用于加热所述漂洗水箱中的液体的电加热器、用于测温的温度计、温度变送器、液位计和浊度计，去离子水通过电磁阀进入所述漂洗水箱后对所述陶瓷超滤膜进行清洗，所述清洗装置还包括投加系统，用于将洗涤用的药剂通过所述投加系统进入所述漂洗水箱对所述陶瓷超滤膜进行清洗。

8.根据权利要求6或7所述的用于乳化液废水的预处理方法，其中所述浊度计为高精度浊度计，其检测精度达到0.0001-0.01NTU。

9.根据权利要求6或7所述的用于乳化液废水的预处理方法，其中所述氧化剂可以选自次氯酸钠、臭氧或者其它氧化剂等。

10.根据权利要求6或7所述的用于乳化液废水的预处理方法，所述乳化液废水是在汽车发动机生产过程中产生的乳化液废水。

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