CN104671488B - 提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法。本发明的方法为：首先将纸袋过滤器除杂后的浓油乳化液升温至50℃，之后调整乳化液至酸性PH=5～6，稳定之后再调节乳化液至碱性PH=9～10，调整进膜压力P=4.0bar即可以获得理想的膜通量。本发明对冷轧乳化液采取了一定的预处理，改变了不锈钢膜处理乳化液的过滤特性，极大提高不锈钢膜的处理冷轧乳化液的膜通量，且能长时间稳定运行，解决了不锈钢膜在此领域不具有工程应用使用价值的问题。

Description

提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法

技术领域：

本发明涉及一种提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法。

背景技术：

钢板轧制过程为消除轧制过程产生的热量及保持产品表面光洁，通常会采用乳化液进行冷却和润滑，从而会产生一定量含油很高废乳化液。该种乳化液废水成分非常复杂，主要含有矿物油、乳化剂、表面活性剂等，油和油脂的含量很高，且油份以微米和亚微米级大小的粒子存在，性质十分稳定，同时含有高浓度的COD和Fe，直接排放会给环境带来严重的污染。目前冷轧乳化液多采用陶瓷膜进行处理以降低乳化液废水油含量和COD，从而为后续废水达标排放处理提供了可能。宝钢、首钢等多个钢企冷轧乳化液处理线均采用陶瓷膜处理冷轧乳化液,但在其应用过程中发现由于陶瓷膜材质本身材料的限制，导致陶瓷膜存在寿命短、密封性不好、通量较低等不足之处。不锈钢金属膜能够耐高温、高压，能够在极端PH值范围的使用，具有寿命长、无泄漏等技术特点而广泛的应用与生物制药行业。由于不锈钢膜技术上的优势而被越来越多的应用在含油乳化液废水处理工艺中而替代陶瓷膜系统。

由于冷轧浓油乳化液废水不同于其它含油废水，具有高含油量、高COD等特点会引起严重的膜污染，从而导致膜通量快速衰减，严重时导致膜透过侧无产水。

检索相关专利文献没有发现关于不锈钢膜处理乳化液或油类废水的记录，不锈钢金属膜在冷轧浓油乳化液废水处理推广应用过程中的瓶颈在于严重的膜污染会引起膜通量衰减较快,难以维持正常的运行通量，导致其实际应用价值不高，难以大规模推广应用。

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法,对冷轧乳化液采取了一定的预处理，改变了不锈钢膜处理乳化液的过滤特性，极大提高不锈钢膜的处理冷轧乳化液的膜通量，且能长时间稳定运行，解决了不锈钢膜在此领域不具有工程应用使用价值的问题。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法,该方法为：首先将纸袋过滤器除杂后的浓油乳化液调整乳化液至酸性pH=5～6，之后升温至50℃，稳定之后再调节乳化液至碱性pH=9～10，调整进膜压力P=4.0bar即可以获得理想的膜通量。

所述的提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法,所述的调整乳化液至酸性采用投加柠檬酸调节。

所述的提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法,所述的调整乳化液至碱性采用投加氢氧化钠调节。

有益效果：

本发明对冷轧乳化液采取了一定的预处理，改变了不锈钢膜处理乳化液的过滤特性，极大提高不锈钢膜的处理冷轧乳化液的膜通量，且能长时间稳定运行，解决了不锈钢膜在此领域不具有工程应用使用价值的问题。

附图说明：

图1为不同压力下试验膜通量变化趋势图。

图2是pH≈5时试验膜通量变化趋势图。

图3是pH≈9时试验膜通量变化趋势图。

图4是先调pH≈5～6，在调pH=9～10时试验膜通量变化趋势图。

具体实施方式：

提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法,该方法为：

1）将经纸袋过滤器初步处理的浓油乳化液废水加柠檬酸酸调节至pH=5-6，输送至不锈钢膜系统进料罐；

2）将不锈钢膜系统进料罐内的乳化液加热升温至50℃，并加一定量的氢氧化钠调节乳化液至pH=9-10，并不断搅拌保证料液均匀；

3）启动不锈钢膜系统，调整进膜压力P=4.0bar；浓缩液回流至进料罐，运行过程中通过自控程序控制进膜压力和乳化液废水温度的恒定，即可获得理想的膜通量。

对不锈钢膜操作条件研究:

1、从不同操作压力下的膜通量情来看，见图1，随着膜运行压力的升高，膜通量随之增加，但并非操作压力越高越好，且较高压力下膜系统能耗损失较大不经济，结合不锈钢膜应用工程经验选取操作压力4.0bar，膜面流速控制在4-5m/s较合适，在此操作压力条件下膜通量较高，膜通量运行相对稳定。

2、循环槽乳化液废水加柠檬酸调节pH≈5后进SSM系统处理，乳化液120L左右，操作压力固定在4bar±0.1bar，操作温度固定在52℃±3℃。从图2可以看出，在pH≈5条件下，膜初始通量190LMH较高，随着乳化液的不断浓缩，膜污染加剧，膜通量逐渐降低，在浓缩2倍时膜通量降至110LMH，浓缩至2.7倍时出现膜通量急剧下降的情况系统进气导致操作压力下降引起的，调整恢复运行工况后，继续浓缩至3.4倍时，膜通量基本维持不变，约110.43LMH。整个运行过程，膜平均通量约109.56LMH。水质均符合COD<2000mg/L,油<50mg/L的工艺指标。

3、循环槽乳化液废水加碱调节pH≈9后进SSM系统处理，乳化液120L左右，操作压力固定在4bar±0.1bar，操作温度固定在50℃±2℃。如图3，不锈钢膜的膜通量均较低，初始膜通量110LMH，很快下降至小于60LMH，浓缩1.5倍时通量小于10LMH。水质符合COD<2000mg/L,油<50mg/L的工艺指标。分析原因主要是乳化液中铁含量较高，铁离子在碱性条件下易形成铁的氢氧化物沉淀，微小沉淀颗粒堵塞了膜孔而导致膜通量较低。同时，乳化液在碱性条件下易皂化也是影响膜通量的原因之一。因此采取下一步试验。

4、循环槽乳化液废水先加柠檬酸调节pH≈5～6，稳定之后再投加氢氧化钠调节乳化液至碱性pH=9～10，乳化液107L左右，操作压力固定在4bar±0.1bar，操作温度固定在50℃±2℃。从图3可以看出，在该条件下，不锈钢膜的通量有大幅度的提升，初始膜通量高达300LMH，在浓缩2倍之前的平均膜通量高达192LMH。水质均符合COD<2000mg/L,油<50mg/L的工艺指标。

主要是铁离子与柠檬酸结合阻碍了铁系氧化物颗粒沉淀形成，使得在这种条件下不锈钢膜具有较理想的膜通量。

升高乳化液温度虽然能一定程度的提高膜通量,但是大量乳化液的升温必然会浪费巨大的能耗,且相应的设备投资随之增加,社会经济效益很差，因此一般将乳化液升温到50℃。通过上述试验结果可知：1）在酸性条件下，通过不锈钢膜处理能获得膜平均通量约110LMH的效果（浓缩2倍后）；2）碱性条件下，通过不锈钢膜处理不能获得理想的膜通量效果，且高pH下会导致铁的氢氧化物沉淀和乳化液皂化现象影响产水水质。3）通过分析，决定将乳化液先调酸性，再调碱性，不锈钢膜处理能获得膜平均通量约180LMH的较好效果（浓缩2倍后）.

相同操作条件下调整乳化液酸碱性前后，不锈钢膜初始和浓缩2倍后膜通量情况见下表：

膜通量	乳化液调至pH≈5	乳化液调至pH≈9	先调pH=5-6，稳定后调pH=9-10
				初始	190 L/(m2·h)	110L/(m2·h)	300 L/(m2·h)
浓缩2倍后	<110 L/(m2·h)	<10L/(m2·h)	180 L/(m2·h)

从上表可以看出，本发明的方法使得膜通量大大提高。

Claims (3)

1.一种提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法,其特征是：该方法为：首先将纸袋过滤器除杂后的浓油乳化液调整乳化液至酸性pH=5～6，之后升温至50℃，稳定之后再调节乳化液至碱性pH=9～10，调整进膜压力P=4.0bar即可以获得理想的膜通量。

2.根据权利要求1所述的提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法,其特征是：所述的调整乳化液至酸性采用投加柠檬酸调节。

3.根据权利要求2所述的提高冷轧乳化液不锈钢膜处理效果的方法,其特征是：所述的调整乳化液至碱性采用投加氢氧化钠调节。