CN106007070B - 一种高浓度水基切削废液的处理方法 - Google Patents

一种高浓度水基切削废液的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高浓度水基切削废液的处理方法，其特征在于，将COD大于120000mg/L、含油率小于10％的水基切削废液原液加水形成稀释废液；稀释废液加入破乳剂破乳后再加入高分子絮凝剂进行絮凝；沉淀后取上清液并在上清液内按每1L上清液加入10‑30g海绵铁及10‑20mL H2O2，调节pH值至3‑4，进行类Fenton反应40‑60min，过滤后得到澄清液体。采用本发明的方法进行处理，药剂消耗小，处理后出水回用，代替预处理中的稀释用水，节约了宝贵的淡水资源，实现了低经济成本，污染物零排放，复杂废水资源化的目的。

Description

一种高浓度水基切削废液的处理方法
技术领域
本发明涉及废液处理，具体地指一种高浓度水基切削废液的处理方法。
背景技术
水基切削液是在机械加工行业中使用的一种切削液，水基切削液中水质量分数约占全部切削液的90％以上，其中含有表面活性剂及各种添加剂(如致冷剂、防腐剂等)，呈透明状态，使用时由于加工中油脂的进入形成一种COD浓度高、乳化严重的环境废液。切削液废液中含有多种化学物质如表面活性剂，防腐剂、矿物油等，这些物质稳定性高，不易降解，并且具有很大的毒性，甚至致癌性。切削液使用后成为废液，如果直接排放至水体中，不仅会导致生物缺氧死亡，水体环境遭到严重的破坏，同时也将对人类健康造成严重威胁。由于各企业切削液使用规模大小不一、分散或缺少处理设施和资金等原因，使废液处理的代价太高，一般公司很难承受，所以有些企业就直接排入城市管网进入污水处理厂，严重影响了城市污水处理厂的正常运行。
目前切削废液的处理方法大致分为物理方法(例如气浮法，吸附法)，化学方法(例如酸化法，絮凝法)和生物方法(例如需氧生物处理法，厌氧生物处理法)。对于COD浓度高、乳化严重的切削废液，仅用一种方法进行处理，是不能够有效的去除各种化学物质，达到排放标准的，必须采用几种方法结合在一起，形成多级处理的工艺进行处理，一般采用强酸破乳，混凝沉淀，光催化氧化，膜过滤等方法进行处理，工艺复杂且成本很高，处理效果不理想。因此，寻求新的高效环保的处理方法具有重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种工艺简单、成本低廉、高效环保的高浓度水基切削废液的处理方法
本发明的技术方案为：一种高浓度水基切削废液的处理方法，其特征在于，将COD大于120000mg/L、含油率小于10％的水基切削废液原液加水形成稀释废液；稀释废液加入破乳剂破乳后再加入高分子絮凝剂进行絮凝；沉淀后取上清液并在上清液内按每1L上清液加入10-30g海绵铁及10-20mL H2O2，调节pH值至3-4，进行类Fenton反应40-60min，过滤后得到澄清液体。
优选的，步骤为：
a.将COD大于120000mg/L、含油率小于10％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为2-4：1；
b.将体积为稀释废液体积1.0-2.0％的液态破乳剂加入稀释废液中，1-5min搅拌混匀；
c.将破乳的稀释废液调节pH值至8-8.5，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，缓慢搅拌3-5分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀10-20分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液；在上清液内按每1L上清液加入10-30g海绵铁及10-20mL H2O2，用稀酸调节pH值至3-4，进行类Fenton反应40-60min，过滤后得到澄清液体。
调节pH值至3-4的稀酸采用质量分数为10-20％的稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸均可。
进一步的，步骤b中破乳剂采用型号为GT-D03破乳混凝剂。GT-D03破乳混凝剂为广州振清环保技术有限公司产品。
进一步的，步骤c中破乳的稀释废液采用质量分数为10-20％的氢氧化钙悬浊液调节pH值至8-8.5。
进一步的，步骤c中聚丙烯酰胺PAM质量按稀释废液质量的0.01-0.10‰加入。
进一步的，海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g。海绵铁堆积密度1.7-1.9g/cm3。
进一步的，步骤d中得到澄清液体用于下一次水基切削废液处理过程中水基切削废液的稀释。
本发明中，水基切削废液未使用状态下不含油分，经使用后的水基切削废液含油率(以质量分数表示)采用油分测定仪得到，本发明中针对处理的为COD大于120000mg/L、含油率小于10％的水基切削废液。
传统的Fenton氧化法是难降解污染物氧化处理的常用方法，但是残留的Fe3+会增加水的色度。Fenton反应为H2O2与Fe2+的混合溶液将很多已知的有机化合物氧化为无机态，其原理是产生·OH羟基自由基氧化降解有机物分子，对传统芬顿反应中的试剂改进，但其仍基于·OH羟基自由基反应机理，则为类Fenton反应，本发明中海绵铁、H2O2加入上清液发生的即为类Fenton反应。工业海绵铁除氧剂滤料是精铁粉或氧化铁在炉内经低温还原形式的低碳多孔状颗粒物质，主要成分为Fe及少量的碳(质量范围约0.04％-0.3％)，比表面积大，价格低廉，其化学成分稳定，杂质含量少，应用在多相Fenton反应中，加入H2O2，使微电解过程中产生的大量Fe2+与H2O2促发Fenton氧化反应。而且海绵铁疏松多孔的性质使其具有吸附功能，将部分难以氧化的有机物吸附在表面后，较大的比表面积使其提供更多的电化学反应活性位点，反应界面大的同时反应效率高，且海绵铁颗粒易过滤，方便重复利用。
本发明的有益效果为：
高浓度水基切削废液作为危险废物一般处理工艺复杂，费用高；采用本发明的方法进行处理，药剂消耗小，处理后出水回用，代替预处理中的稀释用水，节约了宝贵的淡水资源，实现了低经济成本，污染物零排放，复杂废水资源化的目的。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例高浓度水基切削废液的处理方法，步骤为：
a.将测得COD为125000mg/L、含油率5％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为2：1；
b.将体积为稀释废液体积1.0％的液态破乳剂GT-D03加入稀释废液中，1min快速搅拌混匀；
c.用质量分数20％的氢氧化钙悬浊液将含有破乳剂的稀释废液调节pH值至8-8.5(本实施例优选pH＝8)，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，聚丙烯酰胺PAM质量为稀释废液质量的0.01‰，缓慢搅拌3分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀10分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液。底泥压饼焚烧，在上清液内按每1L上清液加入10g海绵铁及10mL H2O2，用质量分数10％的稀盐酸调节上清液pH值至3-4(本实施例优选pH＝3)，进行类Fenton反应40min，过滤掉海绵铁后得到澄清液体。本发明使用海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g(本实施例优选70m2/g)，堆积密度1.7-1.9g/cm3。
检测得到澄清液体COD小于500mg/L。
实施例2
如图1所示，本实施例高浓度水基切削废液的处理方法，步骤为：
a.将测得COD为140000mg/L、含油率6％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为2.5：1；
b.将体积为稀释废液体积1.5％的液态破乳剂GT-D03加入稀释废液中，2min快速搅拌混匀；
c.用质量分数15％的氢氧化钙悬浊液将含有破乳剂的稀释废液调节pH值至8-8.5(本实施例优选pH＝8.2)，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，聚丙烯酰胺PAM质量为稀释废液质量的0.05‰，缓慢搅拌4分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀15分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液。底泥压饼焚烧，在上清液内按每1L上清液加入15g海绵铁及12mL H2O2，用质量分数15％的稀盐酸调节上清液pH值至3-4(本实施例优选pH＝3.5)，进行类Fenton反应50min，过滤掉海绵铁后得到澄清液体。本发明使用海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g(本实施例优选72m2/g)，堆积密度1.7-1.9g/cm3。
检测得到澄清液体COD小于500mg/L。
实施例3
如图1所示，本实施例高浓度水基切削废液的处理方法，步骤为：
a.将测得COD为160000mg/L、含油率7％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为3：1；
b.将体积为稀释废液体积2.0％的液态破乳剂GT-D03加入稀释废液中，3min快速搅拌混匀；
c.用质量分数10％的氢氧化钙悬浊液将含有破乳剂的稀释废液调节pH值至8-8.5(本实施例优选pH＝8.5)，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，聚丙烯酰胺PAM质量为稀释废液质量的0.1‰，缓慢搅拌5分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀20分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液。底泥压饼焚烧，在上清液内按每1L上清液加入20g海绵铁及14mL H2O2，用质量分数20％的稀盐酸调节上清液pH值至3-4(本实施例优选pH＝4)，进行类Fenton反应60min，过滤掉海绵铁后得到澄清液体。本发明使用海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g(本实施例优选74m2/g)，堆积密度1.7-1.9g/cm3。
检测得到澄清液体COD小于400mg/L。
实施例4
如图1所示，本实施例高浓度水基切削废液的处理方法，步骤为：
a.将测得COD为180000mg/L、含油率7％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为3.5：1；
b.将体积为稀释废液体积1.0％的液态破乳剂GT-D03加入稀释废液中，4min快速搅拌混匀；
c.用质量分数20％的氢氧化钙悬浊液将含有破乳剂的稀释废液调节pH值至8-8.5(本实施例优选pH＝8)，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，聚丙烯酰胺PAM质量为稀释废液质量的0.01‰，缓慢搅拌3分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀10分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液。底泥压饼焚烧，在上清液内按每1L上清液加入25g海绵铁及16mL H2O2，用质量分数10％的稀硫酸调节上清液pH值至3-4(本实施例优选pH＝3)，进行类Fenton反应45min，过滤掉海绵铁后得到澄清液体。本发明使用海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g(本实施例优选76m2/g)，堆积密度1.7-1.9g/cm3。
检测得到澄清液体COD小于400mg/L。
实施例5
如图1所示，本实施例高浓度水基切削废液的处理方法，步骤为：
a.将测得COD为200000mg/L、含油率8％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为4：1；
b.将体积为稀释废液体积1.2％的液态破乳剂GT-D03加入稀释废液中，5min快速搅拌混匀；
c.用质量分数12％的氢氧化钙悬浊液将含有破乳剂的稀释废液调节pH值至8-8.5(本实施例优选pH＝8.5)，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，聚丙烯酰胺PAM质量为稀释废液质量的0.03‰，缓慢搅拌4分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀12分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液。底泥压饼焚烧，在上清液内按每1L上清液加入30g海绵铁及18mL H2O2，用质量分数15％的稀硫酸调节上清液pH值至3-4(本实施例优选pH＝3.2)，进行类Fenton反应55min，过滤掉海绵铁后得到澄清液体。本发明使用海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g(本实施例优选78m2/g)，堆积密度1.7-1.9g/cm3。
检测得到澄清液体COD小于300mg/L。
实施例6
如图1所示，本实施例高浓度水基切削废液的处理方法，步骤为：
a.将测得COD为150000mg/L、含油率4％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为3.2：1；
b.将体积为稀释废液体积1.6％的液态破乳剂GT-D03加入稀释废液中，1min快速搅拌混匀；
c.用质量分数16％的氢氧化钙悬浊液将含有破乳剂的稀释废液调节pH值至8-8.5(本实施例优选pH＝8.4)，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，聚丙烯酰胺PAM质量为稀释废液质量的0.06‰，缓慢搅拌5分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀20分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液。底泥压饼焚烧，在上清液内按每1L上清液加入10g海绵铁及20mL H2O2，用质量分数20％的稀硫酸调节上清液pH值至3-4(本实施例优选pH＝3.6)，进行类Fenton反应40min，过滤掉海绵铁后得到澄清液体。本发明使用海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g(本实施例优选82m2/g)，堆积密度1.7-1.9g/cm3。
检测得到澄清液体COD小于500mg/L。
实施例7
如图1所示，本实施例高浓度水基切削废液的处理方法，步骤为：
a.将测得COD为240000mg/L、含油率9.5％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为2：1；
b.将体积为稀释废液体积1.8％的液态破乳剂GT-D03加入稀释废液中，3min快速搅拌混匀；
c.用质量分数18％的氢氧化钙悬浊液将含有破乳剂的稀释废液调节pH值至8-8.5(本实施例优选pH＝8.3)，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，聚丙烯酰胺PAM质量为稀释废液质量的0.08‰，缓慢搅拌3分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀10分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液。底泥压饼焚烧，在上清液内按每1L上清液加入30g海绵铁及15mL H2O2，用质量分数10％的稀硝酸调节上清液pH值至3-4(本实施例优选pH＝4)，进行类Fenton反应60min，过滤掉海绵铁后得到澄清液体。本发明使用海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g(本实施例优选84m2/g)，堆积密度1.7-1.9g/cm3。
检测得到澄清液体COD小于500mg/L。
实施例8
如图1所示，本实施例高浓度水基切削废液的处理方法，步骤为：
a.将测得COD为130000mg/L、含油率5％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为4：1；
b.将体积为稀释废液体积2％的液态破乳剂GT-D03加入稀释废液中，5min快速搅拌混匀；
c.用质量分数10％的氢氧化钙悬浊液将含有破乳剂的稀释废液调节pH值至8-8.5(本实施例优选pH＝8.1)，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，聚丙烯酰胺PAM质量为稀释废液质量的0.1‰，缓慢搅拌5分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀20分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液。底泥压饼焚烧，在上清液内按每1L上清液加入22g海绵铁及20mL H2O2，用质量分数15％的稀硝酸调节上清液pH值至3-4(本实施例优选pH＝3.8)，进行类Fenton反应45min，过滤掉海绵铁后得到澄清液体。本发明使用海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g(本实施例优选70m2/g)，堆积密度1.7-1.9g/cm3。
检测得到澄清液体COD小于500mg/L。
实施例9
如图1所示，本实施例高浓度水基切削废液的处理方法，步骤为：
a.将测得COD为250000mg/L、含油率9％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为3.8：1；
b.将体积为稀释废液体积1.5％的液态破乳剂GT-D03加入稀释废液中，4min快速搅拌混匀；
c.用质量分数20％的氢氧化钙悬浊液将含有破乳剂的稀释废液调节pH值至8-8.5(本实施例优选pH＝8)，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，聚丙烯酰胺PAM质量为稀释废液质量的0.05‰，缓慢搅拌5分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀15分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液。底泥压饼焚烧，在上清液内按每1L上清液加入28g海绵铁及16mL H2O2，用质量分数20％的稀硝酸调节上清液pH值至3-4(本实施例优选pH＝3.5)，进行类Fenton反应55min，过滤掉海绵铁后得到澄清液体。本发明使用海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g(本实施例优选78m2/g)，堆积密度1.7-1.9g/cm3。
检测得到澄清液体COD小于500mg/L。
上述实施例1-9的步骤d中得到澄清液体均可以用于下一次水基切削废液处理过程中水基切削废液的稀释。

Claims (6)

1.一种高浓度水基切削废液的处理方法，其特征在于，步骤为：
a.将COD大于120000mg/L、含油率小于10％的水基切削废液原液加入水进行稀释形成稀释废液，其中加入水的体积与水基切削废液原液的体积比为2-4：1；
b.将体积为稀释废液体积1.0-2.0％的液态破乳剂加入稀释废液中，1-5min搅拌混匀；
c.将破乳的稀释废液调节pH值至8-8.5，加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，缓慢搅拌3-5分钟，形成大量絮凝体矾花；
d.沉淀10-20分钟后进行固液分离，排除底泥，收集上清液；在上清液内按每1L上清液加入10-30g海绵铁及10-20mL H2O2，用稀酸调节pH值至3-4，进行类Fenton反应40-60min，过滤后得到澄清液体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中破乳剂采用型号为GT-D03破乳混凝剂。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c中破乳的稀释废液采用质量分数为10-20％的氢氧化钙悬浊液调节pH值至8-8.5。
4.权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c中聚丙烯酰胺PAM质量按稀释废液质量的0.01-0.10‰加入。
5.权利要求1所述的方法，其特征在于，海绵铁粒径为1-3mm，比表面积≥70m2/g。
6.权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d中得到澄清液体用于下一次水基切削废液处理过程中水基切削废液的稀释。
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