CN110015776A - 柴油机dpf清洗废液的处理方法和处理得到的清洗液及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了柴油机DPF清洗废液的处理方法和处理得到的清洗液及其应用，该处理方法包括如下步骤：首先对堵塞柴油机DPF清洗后产生的废液进行初滤得到初滤液，在初滤液中加入高分子无机助凝剂溶液和高分子絮凝剂溶液的复配溶液进行搅拌，静置得到稳定的絮凝体系；对絮凝体系进行粗滤，滤去絮凝沉淀物得到滤液；对滤液进行膜过滤，得到达标的清洗液。本发明采用的复配体系综合了两者的优点，特别是絮凝速度，200L柴油机DPF清洗废液只需10min左右即可形成稳定的絮状沉淀，缩短了堵塞柴油机DPF清洗废液的回收利用的时间，同时，处理过后的清洗液可以达到更高标准。

Description

柴油机DPF清洗废液的处理方法和处理得到的清洗液及其 应用
技术领域
本发明涉及废水处理方法和处理得到的清洗液及其应用，尤其涉及对柴油机DPF清洗废液的处理方法和处理得到的清洗液及其应用。
背景技术
柴油车具有燃油消耗率低、转矩输出高、功率覆盖范围广等优点，在交通运输和工程机械等领域得到广泛应用。随着汽车排放法规的加严，柴油车只有采用后处理装置才能满足未来严格的排放法规。柴油车尾气中HC、CO、NOx三种有害物的排放比汽油车都要少，其缺点是尾气中碳烟颗粒物排放量比汽油车排放量要高，甚至高出几十倍。柴油机排放的固体污染物主要是颗粒物，它是由干炭烟(SOOT)、可溶性有机成分(SOF)、少量的硫酸及硫酸盐等构成。
柴油微粒过滤器(DPF)能有效的减少柴油机微粒排放，但随着行驶里程的增加，越来越多的微粒沉积在捕集器内，造成排气背压增加，发动机的经济性和动力性恶化，因此必须及时地将捕集的可燃微粒清除掉，实现微粒捕集器的再生。在柴油机正常工作的转速和负荷下，排气温度一般在250～500℃，而微粒的燃点一般为550～600℃，依靠柴油机的排气，很难使捕集器再生。将DPF中捕集的微粒氧化燃烧掉，是现在普遍的DPF再生方式，但这种方式易使得过滤体热损坏。并且大部分因润滑油添加剂包、引擎磨损金属产生的微粒无法经过氧化燃烧的方式去除，随着时间的推移，这部分微粒积聚，堵塞DPF孔道，降低DPF的微粒捕集能力，同时，导致排气管背压升高，油耗增加、动力减小，甚至会导致DPF烧损报废，从而造成严重环境污染及更换DPF的经济损失。
申请人前期发明的一种安全高效的柴油机DPF清洗再生剂及其应用，申请号为CN201711463677.9，对堵塞DPF清洗再生效果十分明显，但清洗后会产生大量清洗废液，废液中微米级炭烟颗粒高度分散，形成均匀分散的废液，直接排放导致资源浪费且废水中悬浮物严重超标易对环境造成污染，需进行回收后循环利用。传统的分离方法为固液分离，具体来说有沉降、过滤、离心等，但对堵塞的DPF进行清洗后产生的废液其中固体颗粒为微米级，分散均匀，数量较多，传统的固液分离方法均难以实现对DPF清洗后废液的回收，需对废液进行特殊处理后再作回收，而后再循环利用。
因此，现亟需研发对堵塞柴油机DPF清洗后产生废液的处理方法。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供使处理废液达到直接回收利用标准的，安全高效的柴油机DPF清洗废液的处理方法；
本发明的第二目的是提供处理得到的清洗液；
本发明的第三目的是提供清洗液的应用。
技术方案：本发明的柴油机DPF清洗废液的处理方法，包括以下步骤：
(1)对清洗废液进行初滤，得到初滤液；
(2)在初滤液中加入高分子无机助凝剂溶液和高分子絮凝剂溶液进行搅拌，静置得到絮凝体系；
(3)对絮凝体系进行粗滤，滤去絮凝沉淀物得到滤液；
(4)对滤液进行膜过滤，得到达标的清洗液。
其中，步骤(1)中的初滤为滤去废液中直径50μm以上的颗粒物。
优选地，步骤(1)中的初滤为通过压滤的方式进行初滤。
进一步地，步骤(2)中加入的高分子无机助凝剂溶液中所含高分子无机助凝剂占高分子无机助凝剂溶液的质量分数为0.1～5％；加入的高分子有机絮凝剂溶液中所含高分子有机絮凝剂占高分子有机絮凝剂溶液的质量分数为0.1～1％。
优选地，所述高分子无机助凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁中的一种；所述高分子有机絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺和非离子型聚丙烯酰胺中的一种。通过高分子无机助凝剂溶液与高分子有机絮凝剂溶液按一定比例复配使用，综合了无机盐絮凝剂溶液絮凝效果好，而高分子有机絮凝剂溶液的“架桥”作用使得絮凝速度加快的优点，可有效加快絮凝速度，使处理过后的清洗液可以达到更高标准。
进一步地，步骤(2)中搅拌速度为100～400r/min；搅拌时间为10～30min；静置时间为1～5h。针对高分子无机助凝剂溶液与高分子有机絮凝剂溶液的复配体系，选择适宜的搅拌速度、搅拌时间和絮凝时间，从而更好地形成絮凝体系。
进一步地，步骤(3)中粗滤为静压过滤。DPF清洗废液中的碳烟颗粒被絮凝后受静电引力和化学键力作用形成团聚絮凝物体系，但是絮凝体系强度不高，一旦受力仍然会发生形变，因此，DPF清洗液的絮凝后，进一步过滤宜采用静压过滤的方式，例如可以采用泵体输送，经过滤网过滤。
优选地，步骤(3)中的粗滤可以选用XF450过滤机，滤网为300目不锈钢过滤网，采用蠕动泵输送絮凝体系。
优选地，步骤(4)中清洗液的达标标准为以纯水为参照样，于波长550nm下检测，吸光度为在0.05以下。其中，检测仪器可以选用721型分光光度计。
本发明还提供了柴油机DPF清洗废液的处理方法处理得到的清洗液，该清洗液可直接回收重复使用。
上述柴油机DPF清洗废液的处理方法处理得到的清洗液在清洗柴油机DPF中的应用。
有益效果：本发明提供的柴油机DPF清洗废液的处理方法，使处理废液达到直接回收利用标准的，安全高效；其中，絮凝剂采用高分子无机助凝剂与高分子有机絮凝剂复配使用，无机盐絮凝剂絮凝效果好，高分子有机絮凝剂的“架桥”作用使得絮凝速度加快，该复配体系综合了两者的优点，特别是絮凝速度，200L柴油机DPF清洗废液只需10min左右即可形成稳定的絮状沉淀，缩短了堵塞柴油机DPF清洗废液的回收利用的时间，同时，处理过后的清洗液可以达到更高标准。
附图说明
图1为本发明柴油机DPF清洗废液的处理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明；如无特殊说明，以下原料和仪器均可以通过商业途径购买得到。
实施例1
如图1所示，本发明的柴油机DPF清洗废液的处理方法，主要针对堵塞DPF清洗废液的回收处理方法，其包括如下步骤：
步骤一：对堵塞柴油机清洗后产生的废液进行一次初滤，滤去废液中直径大于50μm的颗粒物，一次初滤采用的是小型板框压滤机，滤布采用涤纶滤布。
步骤二：依次向经步骤一后得到的悬浮液中加入质量分数为4％的聚合氯化铝溶液和质量分数为0.1％阳离子型聚丙烯酰胺溶液，加入聚合氯化铝溶液后立即产生大量黑色矾花，再加入阳离子型聚丙烯酰胺溶液后立刻形成大片絮状物悬浮于溶液中，100r/min搅拌30min，静置1h。
步骤三：对步骤二所得絮凝体系进行二次粗滤，滤去絮凝沉淀物，二次粗滤采用XF450过滤机，蠕动泵输送絮凝体系，经300目过滤网过滤，DPF清洗废液中的碳烟颗粒被絮凝后受静电引力和化学键力作用形成团聚絮凝物体系，但是絮凝体系强度不高，一旦受力仍然会发生形变，因此，DPF清洗液的絮凝过滤宜采用静压过滤的方式。
步骤四：对步骤三所得滤液经过膜过滤处理，得到回收后清洗液。
实施例2
如图1所示，本发明的柴油机DPF清洗废液的处理方法，主要针对堵塞DPF清洗废液的回收处理方法，其包括如下步骤：
步骤一：对堵塞柴油机清洗后产生的废液进行一次初滤，滤去废液中直径大于50μm的颗粒物，一次初滤采用的是小型板框压滤机，滤布采用涤纶滤布。
步骤二：依次向经步骤一后得到的悬浮液中加入质量分数为1％的聚合硫酸铝铁溶液和质量分数为1％的阴离子型聚丙烯酰胺溶液，加入聚合硫酸铝铁溶液后立即产生大量黑色矾花，再加入阴离子型聚丙烯酰胺溶液后立刻形成大片絮状物悬浮于溶液中，400r/min搅拌20min，静置5h。
步骤三：对步骤二所得絮凝体系进行二次粗滤，滤去絮凝沉淀物，二次粗滤采用XF450过滤机，蠕动泵输送絮凝体系，经300目过滤网过滤，DPF清洗废液中的碳烟颗粒被絮凝后受静电引力和化学键力作用形成团聚絮凝物体系，但是絮凝体系强度不高，一旦受力仍然会发生形变，因此，DPF清洗液的絮凝过滤宜采用静压过滤的方式。
步骤四：对步骤三所得滤液经过膜过滤处理，得到回收后的清洗液。
实施例3
如图1所示，本发明的柴油机DPF清洗废液的处理方法，主要针对堵塞DPF清洗废液的回收处理方法，其包括如下步骤：
步骤一：对堵塞柴油机清洗后产生的废液进行一次初滤，滤去废液中直径大于50μm的颗粒物，一次初滤采用的是小型板框压滤机，滤布采用涤纶滤布。
步骤二：依次向经步骤一后得到的悬浮液中加入质量分数为3％的聚合硫酸铝溶液和质量分数为1％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，加入聚合硫酸铝溶液后立即产生大量黑色矾花，再加入非离子型聚丙烯酰胺溶液后立刻形成大片絮状物悬浮于溶液中，400r/min搅拌10min，静置1h。
步骤三：对步骤二所得絮凝体系进行二次粗滤，滤去絮凝沉淀物，二次粗滤采用XF450过滤机，蠕动泵输送絮凝体系，经300目过滤网过滤，DPF清洗废液中的碳烟颗粒被絮凝后受静电引力和化学键力作用形成团聚絮凝物体系，但是絮凝体系强度不高，一旦受力仍然会发生形变，因此，DPF清洗液的絮凝过滤宜采用静压过滤的方式。
步骤四：对步骤三所得滤液经过膜过滤处理，得到回收后的清洗液。
实施例4
如图1所示，本发明的柴油机DPF清洗废液的处理方法，主要针对堵塞DPF清洗废液的回收处理方法，其包括如下步骤：
步骤一：对堵塞柴油机清洗后产生的废液进行一次初滤，滤去废液中直径大于50μm的颗粒物，一次粗滤采用的是小型板框压滤机，滤布采用涤纶滤布。
步骤二：依次向经步骤一后得到的悬浮液中加入质量分数为3％的聚合硫酸铝溶液和质量分数为1％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，加入聚合硫酸铝溶液后立即产生大量黑色矾花，再加入非离子型聚丙烯酰胺溶液后立刻形成大片絮状物悬浮于溶液中，200r/min搅拌20min，静置3h。
步骤三：对步骤二所得絮凝体系进行二次粗滤，滤去絮凝沉淀物，二次粗滤采用XF450过滤机，蠕动泵输送絮凝体系，经300目过滤网过滤，DPF清洗废液中的碳烟颗粒被絮凝后受静电引力和化学键力作用形成团聚絮凝物体系，但是絮凝体系强度不高，一旦受力仍然会发生形变，因此，DPF清洗液的絮凝过滤采用静压过滤的方式。
步骤四：对步骤三所得滤液经过膜过滤处理，得到回收后的清洗液。
对实施例1、2、3的步骤三过滤所得滤液分别采用721型分光光度计，于波长500nm下进行吸光度测试，验证本发明对DPF清洗废液的处理效果。根据吸光度数值，对比滤液中悬浮颗粒物的相对浓度，验证本发明对DPF清洗废液的处理效果，实验结果如下表所示，实施例1的三组波长下吸光度数值均较低，达到直接回收利用标准，说明实施例1的絮凝效果相对最佳。
表1-不同波长下不同实验条件下滤液的吸光度值
对比例1
设计若干实验组：A、在步骤(2)中仅加入高分子无机助凝剂聚合氯化铝溶液；B、在步骤(2)中仅加入质量分数为5％的高分子无机助凝剂聚合硫酸铝溶液；C、在步骤(2)中仅加入质量分数为5％高分子无机助凝剂聚合硫酸铝铁溶液；D、在步骤(2)中仅加入质量分数为5％高分子有机絮凝剂阴离子型聚丙烯酰胺溶液；E、在步骤(2)中仅加入质量分数为5％高分子有机絮凝剂阳离子型聚丙烯酰胺溶液；F、在步骤(2)中仅加入质量分数为5％高分子有机絮凝剂非离子型聚丙烯酰胺溶液；G、在步骤(2)中加入质量分数为4％的高分子无机助凝剂聚合氯化铝溶液和质量分数为0.1％的高分子有机絮凝剂非离子型聚丙烯酰胺溶液；以上7个实验组其余步骤的实验试剂与处理方法均与实施例1相同。采用721型分光光度计，于波长550nm下测试各实验组的吸光度；以及处理200L柴油机DPF清洗废液形成稳定的絮状沉淀所需要的时间。实验结果如表2所示：
表2-复配体系对DPF清洗废液的处理效果的影响
实验组序号 吸光度 絮凝时间/min
A 0.232 37
B 0.254 35
C 0.311 41
D 0.422 62
E 0.397 42
F 0.481 54
G 0.024 10
实验结果表明，实验组G复配体系综合了高分子无机助凝剂溶液和高分子有机絮凝剂溶液的优点，特别是絮凝速度，200L柴油机DPF清洗废液只需10min左右即可形成稳定的絮状沉淀，缩短了堵塞柴油机DPF清洗废液的回收利用的时间，同时，处理过后的清洗液可以达到波长550nm下，吸光度为0.05以下，达到直接回收利用标准；而实验组A～F吸光度超过0.05，并且絮凝时间大大增加，均在半小时以上，说明单独的高分子无机助凝剂溶液或高分子有机絮凝剂溶液无论具体选择何种，均不能达到复配体系的效果；不可直接回收利用，还需要进行进一步处理。
对比例2
设计若干实验组：A：步骤(2)中加入0.05％的聚合氯化铝溶液和0.1％的阳离子型聚丙烯酰胺溶液；B：步骤(2)中加入5.5％的聚合氯化铝溶液和0.1％的阳离子型聚丙烯酰胺溶液；C：步骤(2)中加入4％的聚合氯化铝溶液和0.05％的阳离子型聚丙烯酰胺溶液；D：步骤(2)中加入4％的聚合氯化铝溶液和1.5％的阳离子型聚丙烯酰胺溶液；E：步骤(2)中加入4％的聚合氯化铝溶液和0.1％的阳离子型聚丙烯酰胺溶液；以上5个实验组其余步骤的实验试剂与处理方法均与实施例1相同。采用721型分光光度计，于波长550nm下测试各实验组的吸光度；以及处理200L柴油机DPF清洗废液形成稳定的絮状沉淀所需要的时间。
实验结果如表3所示：
表3-复配体系的质量分数对DPF清洗废液的处理效果的影响
实验组序号 吸光度 絮凝时间/min
A 0.385 57
B 0.254 35
C 0.265 32
D 0.422 62
E 0.024 10
实验结果表明，如组E以及实施例1～4，当加入高分子无机助凝剂溶液的质量分数为0.1～5％，加入高分子有机絮凝剂溶液的质量分数为0.1～1％时，絮凝速度提高并且吸光度为波长550nm下小于0.05，达到直接回收利用标准；组A～D显示，当加入质量分数小于0.1％或大于5％的高分子无机助凝剂溶液，或者质量分数小于0.1％或大于1％的高分子有机絮凝剂溶液时，絮凝速度变慢，并且吸光度远远超过0.05，不符合回收标准。

Claims (10)

1.柴油机DPF清洗废液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对清洗废液进行初滤，得到初滤液；
(2)在初滤液中加入高分子无机助凝剂溶液和高分子絮凝剂溶液进行搅拌，静置得到絮凝体系；
(3)对絮凝体系进行粗滤，滤去絮凝沉淀物得到滤液；
(4)对滤液进行膜过滤，得到达标的清洗液。
2.根据权利要求1所述柴油机DPF清洗废液的处理方法，其特征在于：步骤(1)中的初滤为滤去废液中直径50μm以上的颗粒物。
3.根据权利要求1或2所述柴油机DPF清洗废液的处理方法，其特征在于：步骤(1)中的初滤为通过压滤的方式进行初滤。
4.根据权利要求1所述柴油机DPF清洗废液的处理方法，其特征在于：步骤(2)中加入的高分子无机助凝剂溶液中所含高分子无机助凝剂占高分子无机助凝剂溶液的质量分数为0.1～5％；加入的高分子有机絮凝剂溶液中所含高分子有机絮凝剂占高分子有机絮凝剂溶液的质量分数为0.1～1％。
5.根据权利要求1或4所述柴油机DPF清洗废液的处理方法，其特征在于：所述高分子无机助凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁中的一种；所述高分子有机絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺和非离子型聚丙烯酰胺中的一种。
6.根据权利要求1所述柴油机DPF清洗废液的处理方法，其特征在于：步骤(2)中搅拌速度为100～400r/min；搅拌时间为10～30min；静置时间为1～5h。
7.根据权利要求1所述柴油机DPF清洗废液的处理方法，其特征在于：步骤(3)中粗滤为静压过滤。
8.根据权利要求1所述柴油机DPF清洗废液的处理方法，其特征在于：步骤(4)中清洗液的达标标准为以纯水为参照样，于波长550nm下检测，吸光度为在0.05以下。
9.权利要求1所述柴油机DPF清洗废液的处理方法处理得到的清洗液。
10.权利要求9所述柴油机DPF清洗废液的处理方法处理得到的清洗液在清洗柴油机DPF中的应用。
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