CN104176843A - 一种机加工清洗液有效成分浓缩回收系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种机加工清洗液有效成分浓缩回收系统及其方法，通过利用由废液进口、沉淀罐、沉淀排口、抽液泵、上层清液罐、增压泵a、粗过滤器、一次精滤器、二次精滤器、滤液罐、增压泵b、超滤系统、超滤液排口、超滤水存储罐、增压泵c、纳滤系统、纳滤产水存储罐、纳滤浓缩液回收口组成的系统，将沉降、粗滤、多次精滤、超滤、纳滤技术结合起来，通过沉降、粗滤、多次精滤、超滤、纳滤处理步骤对机加工清洗液有效成分进行回收利用，降低了机加工清洗液回收利用成本，提高了机加工清洗液回收利用率，改善了回收利用的机加工清洗液的质量，具有显著的经济效益和环保价值。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种机加工清洗液有效成分浓缩回收系统及其方法。
背景技术
在机加工清洗液的回收工艺中，通常都是采用粗滤与多次精滤进行加工回收利用，或者就是采用化学物质投入废液原料中，使得利用酸碱中和反应，氧化还原反应机理，并结合沉降技术除去废液原料中的颗粒物质及其他杂质物质，并通过蒸发浓缩的方式去除其中的水分，进而降低废液原料中的水分含量，但是，对于采用上述技术进行废液原料的处理时，往往会导致机加工清洗液有效成分发生化学变化，进而不在适用回收利用的目的，并且需要加入化学物质进行氧化还原反应、酸碱中和反应，使得机加工清洗液有效成分的回收利用成本较大，进而导致大部分厂家不愿将其进行回收利用，而直接排放，造成环境污染。
超滤技术是一种利用孔径介于1～50nm之间的膜材料进行分离的膜过程，依据膜材料皮层孔径分布的不同，超滤膜可以实现对不同分子量物质的精密分离；纳滤(Nanofiltration，NF)是一种介于超滤和反渗透之间的膜过程，因其膜孔径在1nm左右而得名；可实现高相对分子质量与低相对分子质量有机物分离；纳滤膜大多为荷电膜，对离子具有选择性，在较低的操作压力下，能实现对二价和多价离子的较高截留率。因此，将纳滤技术与超滤技术相结合，并将粗滤加多次精滤工艺的使用，使得机加工清洗液有效成分的回收利用效率较高，回收利用成本较低，并通过完整的物理处理方法进行机加工清洗液的回收利用，进而不会导致清洗液有效成分的化学性质发生变化，提高了回收的清洗液有效成分可利用率增高，具有显著的经济效益。
但是，目前将回收利用废弃物，特别是机加工清洗液有效成分的回收利用采用完全物理处理方法的报道还未见报道，也未见将超滤、纳滤、精滤、粗滤、沉降技术进行合理的设置与分布，进而将其结合起来进行机加工清洗液有效成分的回收利用的处理方法还未见报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种一种机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，将粗滤、一次精滤、二次精滤、超滤、纳滤系统进行联系起来，并将过滤之后的浓缩液进行返回循环连接处理，使得在进行清洗液有效成分回收时，能够获得较高纯度的清洗液有效成分的特征。
同时，本发明的还提供一种采用上述浓缩回收系统进行机加工清洗液有效成分浓缩回收的方法，通过在浓缩回收过程中，对有效成分浓缩回收系统的应用，并对浓缩回收过程中的技术参数进行控制，使得制备出来的杂质较少，并将超滤浓缩液、纳滤浓缩液进行循环处理，进一步的提高了清洗液的纯度和降低了清洗液的回收成本，降低了环境污染率，具有显著的环保价值和经济效益。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，由废液进口，连接在废液进口端头的沉淀罐，设置在沉淀罐底部上的沉淀排口，安装在沉淀罐中上部侧面的抽液泵，与抽液泵连接的上层清液罐，设置在上层清液罐中下部侧面的增压泵a，与增压泵a在中上部侧面相连接的粗过滤器，与粗过滤器中下部侧面相连接的一次精滤器，与一次精滤器中下部侧面相连接的二次精滤器，与二次精滤器相连接的滤液罐，连接在滤液罐中下部侧面的增压泵b，与增压泵b在底端相连接的超滤系统，设置在超滤系统中上部侧面的超滤液排口，与超滤系统相连接的超滤水存储罐，与超滤水存储罐相连接的增压泵c，与增压泵c相连接的纳滤系统以及与纳滤系统相连接的纳滤产水存储罐和设置在纳滤系统上的纳滤浓缩液回收口组成。
所述的连接为管路连接。
所述的纳滤浓缩液回收口通过管路与超滤水存储罐相连接，形成循环回路。
所述的超滤液排口通过管路与滤液罐相连接，形成循环回路。
所述的粗过滤器为多介质过滤器、不锈钢过滤器、聚合物过滤器中的一种。
所述的粗过滤器的过滤精度50～200目。
所述的一次精滤器的过滤精度10～50um，过滤面积0.01～0.2m2。
所述的二次精滤器的过滤精度5～20um，过滤面积0.01～0.2m2。
所述的纳滤系统的膜元件为卷式膜元件、碟片式膜元件中的一种；超滤系统的膜元件为卷式膜元件、碟片式膜元件、中空纤维膜元件中的一种。
本发明还提供一种机加工清洗液有效成分浓缩回收系统用于对机加工清洗液有效成分浓缩回收的方法，包括以下步骤：
(1)沉降处理：将机加工清洗液的废液通过废液进口流入沉淀罐中，采用静置沉降方式沉降废液中的固体物质，使得废液中的固体物质沉降至沉淀罐的底部，通过沉淀罐底部上设置的沉淀排口将固体物质排出，沉淀排口每隔12-24h开放一次，并将沉淀罐内的上层清液通过抽液泵抽入上层清液罐中，待用；
(2)粗滤处理：将步骤1)沉降处理完成的上层清液通过增压泵a从上层清液中抽入粗滤器中，过滤掉50-200目的固体颗粒物后，获得滤液a，待用；
(3)一次精滤：再将滤液a通过管道转入一次精滤器中，过滤掉10～50um的固体颗粒物，获得滤液b，待用；
(4)二次精滤：再将滤液b通过管道转入二次精滤器中，过滤掉5～20um的固体颗粒物，获得滤液c，流入滤液罐中，待用；
(5)超滤过滤：将滤液c从滤液罐中采用增压泵b抽入超滤系统中，在压力为3.4-5.3kg/m2下，常温环境中，滤除胶束、极细颗粒物质和油污，获得滤液d，并在超滤系统中将滤液d分离成浓液和有效溶液，其中浓液通过设置在超滤系统中上部侧面的超滤液排口排除至滤液罐中进行循环处理，有效溶液转入与超滤系统相连接的超滤水存储罐中存储，待用；
(6)纳滤过滤：将有效溶液从超滤水存储罐中通过增压泵c转入纳滤系统中，在压力为3.8-4.7kg/m2下，常温环境中，将有效溶液中的水份和一价离子去除，获得滤液e和纳滤浓缩液，纳滤浓缩液通过纳滤浓缩液回收口转入超滤水存储罐中，进行循环处理，滤液e通过管道转入纳滤产水存储罐，停机时，即可获得浓缩液，为机加工清洗液有效成分。
水溶性机加工清洗废液有效成分的回收与纯化浓缩系统应用于水溶性机加工清洗废液和机床冷却废液中有效成分的回收利用。
超滤(ultrafiltration，UF)是一种利用孔径介于1～50nm之间的膜材料进行分离的膜过程，依据膜材料皮层孔径分布的不同，超滤膜可以实现对不同分子量物质的精密分离。超滤过程为借助外力驱动过滤过程，一般情况下，其操作压力远低于纳滤和反渗透膜。超滤膜分为均质膜和非均质膜，其抗污染能力可以通过调控超滤膜膜孔径分布，表面光滑度和亲疏水性质等进行。本技术方案中采用超滤膜主要是利用其亲水疏油的性质去除原废液中的油污，达到纯化原液和减少纳滤污堵目的。
纳滤(Nanofiltration，NF)是一种介于超滤和反渗透之间的膜过程，因其膜孔径在1nm左右而得名。跟反渗透膜相比，纳滤膜的网络结构较为疏松，具有有良好的脱盐性能，截留相对分子质量范围为50～1000。可实现高相对分子质量与低相对分子质量有机物分离；纳滤膜大多为荷电膜，对离子具有选择性，在较低的操作压力下，能实现对二价和多价离子的较高截留率。其性能也介于超滤和反渗透之间，可以解决超滤不能脱盐、对中等分子有机物、部分病毒截留效果差的问题；与反渗透相比，工作压力低、能耗小、节能等。本技术方案中纳滤系统的选用主要在于对超滤产水中有效成分的进一步纯化和浓缩，达到合格回用目的。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
①本发明通过将原液进行充分的预过滤处理，并将精密超滤技术与纳滤浓缩技术结合起来，对废弃的机床清洗液和冷却液成功进行了回收利用；超滤技术与纳滤技术的组合使用，使得废液处理效率高，处理规模可以根据系统设计容量进行灵活调整；极大的降低机了机加工厂的污水处理成本，并提高机床冷却液及清洗液有效成分的回收效率以及回收质量。
②通过沉降技术除去废液中大颗粒粗渣，利用一次精滤和二次精滤进一步去除废液中较细的固体杂质，利用超滤膜进一步去除废液中的极细固体杂质，胶束和油污，利用纳滤技术对超滤产水进行浓缩纯化，以获得可以回用的清洗液或冷却液有效成分，解决废水处理难度和节约生产成本。
附图说明
图1为本发明的浓缩回收的工艺流程示意图。
1-废液进口2-沉淀罐3-沉淀排口4-抽液泵5-上层清液罐6-增压泵a7-粗过滤器8-一次精滤器9-二次精滤器10-滤液罐11-增压泵b12-超滤系统13-超滤液排口14-超滤水存储罐15-增压泵c16-纳滤系统17-纳滤产水存储罐18-纳滤浓缩液回收口。
图2为本发明的浓缩回收的工艺系统中结合浓缩回收工艺系统用于回收废冷却液有效成分的效果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
如图1所示，一种机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，由废液进口1，连接在废液进口1端头的沉淀罐2，设置在沉淀罐2底部上的沉淀排口3，安装在沉淀罐2中上部侧面的抽液泵4，与抽液泵4连接的上层清液罐5，设置在上层清液罐5中下部侧面的增压泵a6，与增压泵a6在中上部侧面相连接的粗过滤器7，与粗过滤器7中下部侧面相连接的一次精滤器8，与一次精滤器8中下部侧面相连接的二次精滤器9，与二次精滤器9相连接的滤液罐10，连接在滤液罐10中下部侧面的增压泵b11，与增压泵b11在底端相连接的超滤系统12，设置在超滤系统12中上部侧面的超滤液排口13，与超滤系统12相连接的超滤水存储罐14，与超滤水存储罐14相连接的增压泵c15，与增压泵c15相连接的纳滤系统16以及与纳滤系统16相连接的纳滤产水存储罐17和设置在纳滤系统16上的纳滤浓缩液回收口18组成。
所述的连接为管路连接。
所述的纳滤浓缩液回收口18通过管路与超滤水存储罐14相连接，形成循环回路。
所述的超滤液排口13通过管路与滤液罐10相连接，形成循环回路。
所述的粗过滤器7为多介质过滤器，过滤精度50目。
所述的一次精滤器8的过滤精度10um，过滤面积0.01m2。
所述的二次精滤器9的过滤精度5um，过滤面积0.01m2。
所述的纳滤系统16的膜元件为卷式膜元件；
超滤系统12的膜元件为卷式膜元件。
实施例2
在实施例1的基础上，其他设备机构以及连接方式均同实施例1，所述的粗过滤器7为不锈钢过滤器，过滤精度200目。
所述的粗过滤器7还可以为聚合物过滤器，过滤精度150目。
所述的一次精滤器8的过滤精度为50um，过滤面积还可以为0.2m2。
所述的一次精滤器8的过滤精度还可以为30um，过滤面积还可以为0.1m2。
所述的二次精滤器9的过滤精度为20um，过滤面积还可以为0.01m2。
所述的二次精滤器9的过滤精度还可以为15um，过滤面积还可以为0.2m2。
所述的纳滤系统16的膜元件为碟片式膜元件；
超滤系统12的膜元件为碟片式膜元件。
超滤系统12的膜元件还可以为中空纤维膜元件。
实施例3
一种机加工清洗液有效成分浓缩回收系统用于对机加工清洗液有效成分浓缩回收的方法，包括以下步骤：
(1)沉降处理：将机加工清洗液的废液通过废液进口1流入沉淀罐2中，采用静置沉降方式沉降废液中的固体物质，使得废液中的固体物质沉降至沉淀罐2的底部，通过沉淀罐2底部上设置的沉淀排口3将固体物质排出，沉淀排口每隔12-24h开放一次，并将沉淀罐2内的上层清液通过抽液泵4抽入上层清液罐5中，待用；
(2)粗滤处理：将步骤1)沉降处理完成的上层清液通过增压泵a6从上层清液5中抽入粗滤器7中，过滤掉50-200目的固体颗粒物后，获得滤液a，待用；
(3)一次精滤：再将滤液a通过管道转入一次精滤器8中，过滤掉10～50um的固体颗粒物，获得滤液b，待用；
(4)二次精滤：再将滤液b通过管道转入二次精滤器9中，过滤掉5～20um的固体颗粒物，获得滤液c，流入滤液罐10中，待用；
(5)超滤过滤：将滤液c从滤液罐10中采用增压泵b11抽入超滤系统12中，在压力为3.4-5.3kg/m2下，常温环境中，滤除胶束、极细颗粒物质和油污，获得滤液d，并在超滤系统12中将滤液d分离成浓液和有效溶液，其中浓液通过设置在超滤系统12中上部侧面的超滤液排口13排除至滤液罐10中进行循环处理，有效溶液转入与超滤系统12相连接的超滤水存储罐14中存储，待用；
(6)纳滤过滤：将有效溶液从超滤水存储罐14中通过增压泵c15转入纳滤系统16中，在压力为3.8-4.7kg/m2下，常温环境中，将有效溶液中的水份和一价离子去除，获得滤液e和纳滤浓缩液，纳滤浓缩液通过纳滤浓缩液回收口18转入超滤水存储罐14中，进行循环处理，滤液e通过管道转入纳滤产水存储罐17，停机时，即可获得浓缩液，为机加工清洗液有效成分。
在此有必要指出的是，以上实施例仅限于对本发明的浓缩回收系统做进一步的阐述和描述，并且结合浓缩回收系统用于机加工清洗液回收利用的方法进行工作原理的阐述，进而有助于读者对本发明的技术方案做进一步的理解，并不是对本发明的限制，因此，本领域技术人员在此基础上做出的不具有突出实质性特征和非显著进步的改进，均属于本发明的保护范畴。
Claims (10)
1.一种机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，其特征在于，由废液进口(1)，连接在废液进口(1)端头的沉淀罐(2)，设置在沉淀罐(2)底部上的沉淀排口(3)，安装在沉淀罐(2)中上部侧面的抽液泵(4)，与抽液泵(4)连接的上层清液罐(5)，设置在上层清液罐(5)中下部侧面的增压泵a(6)，与增压泵a(6)在中上部侧面相连接的粗过滤器(7)，与粗过滤器(7)中下部侧面相连接的一次精滤器(8)，与一次精滤器(8)中下部侧面相连接的二次精滤器(9)，与二次精滤器(9)相连接的滤液罐(10)，连接在滤液罐(10)中下部侧面的增压泵b(11)，与增压泵b(11)在底端相连接的超滤系统(12)，设置在超滤系统(12)中上部侧面的超滤液排口(13)，与超滤系统(12)相连接的超滤水存储罐(14)，与超滤水存储罐(14)相连接的增压泵c(15)，与增压泵c(15)相连接的纳滤系统(16)以及与纳滤系统(16)相连接的纳滤产水存储罐(17)和设置在纳滤系统(16)上的纳滤浓缩液回收口(18)组成。
2.如权利要求1所述的机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，其特征在于，所述的连接为管路连接。
3.如权利要求1所述的机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，其特征在于，所述的纳滤浓缩液回收口(18)通过管路与超滤水存储罐(14)相连接，形成循环回路。
4.如权利要求1所述的机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，其特征在于，所述的超滤液排口(13)通过管路与滤液罐(10)相连接，形成循环回路。
5.如权利要求1所述的机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，其特征在于，所述的粗过滤器(7)为多介质过滤器、不锈钢过滤器、聚合物过滤器中的一种。
6.如权利要求1所述的机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，其特征在于，所述的粗过滤器(7)的过滤精度50～200目。
7.如权利要求1所述的机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，其特征在于，所述的一次精滤器(8)的过滤精度10～50um，过滤面积0.01～0.2m2。
8.如权利要求1所述的机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，其特征在于，所述的二次精滤器(9)的过滤精度5～20um，过滤面积0.01～0.2m2。
9.如权利要求1所述的机加工清洗液有效成分浓缩回收系统，其特征在于，所述的纳滤系统(16)的膜元件为卷式膜元件、碟片式膜元件中的一种；超滤系统(12)的膜元件为卷式膜元件、碟片式膜元件、中空纤维膜元件中的一种。
10.如权利要求1-9任一项所述的机加工清洗液有效成分浓缩回收系统用于对机加工清洗液有效成分浓缩回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)沉降处理：将机加工清洗液的废液通过废液进口(1)流入沉淀罐(2)中，采用静置沉降方式沉降废液中的固体物质，使得废液中的固体物质沉降至沉淀罐(2)的底部，通过沉淀罐(2)底部上设置的沉淀排口(3)将固体物质排出，沉淀排口每隔12-24h开放一次，并将沉淀罐(2)内的上层清液通过抽液泵(4)抽入上层清液罐(5)中，待用；
(2)粗滤处理：将步骤1)沉降处理完成的上层清液通过增压泵a(6)从上层清液(5)中抽入粗滤器(7)中，过滤掉50-200目的固体颗粒物后，获得滤液a，待用；
(3)一次精滤：再将滤液a通过管道转入一次精滤器(8)中，过滤掉10～50um的固体颗粒物，获得滤液b，待用；
(4)二次精滤：再将滤液b通过管道转入二次精滤器(9)中，过滤掉5～20um的固体颗粒物，获得滤液c，流入滤液罐(10)中，待用；
(5)超滤过滤：将滤液c从滤液罐(10)中采用增压泵b(11)抽入超滤系统(12)中，在压力为3.4-5.3kg/m2下，常温环境中，滤除胶束、极细颗粒物质和油污，获得滤液d，并在超滤系统(12)中将滤液d分离成浓液和有效溶液，其中浓液通过设置在超滤系统(12)中上部侧面的超滤液排口(13)排除至滤液罐(10)中进行循环处理，有效溶液转入与超滤系统(12)相连接的超滤水存储罐(14)中存储，待用；
(6)纳滤过滤：将有效溶液从超滤水存储罐(14)中通过增压泵c(15)转入纳滤系统(16)中，在压力为3.8-4.7kg/m2下，常温环境中，将有效溶液中的水份和一价离子去除，获得滤液e和纳滤浓缩液，纳滤浓缩液通过纳滤浓缩液回收口(18)转入超滤水存储罐(14)中，进行循环处理，滤液e通过管道转入纳滤产水存储罐(17)，停机时，即可获得浓缩液，为机加工清洗液有效成分。
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