CN1171812C - 一种机械零部件清洗废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械零部件清洗废水的处理方法。此方法采用在同一台设备中进行电解-絮凝-气浮技术处理废水，解决了现有工艺不能有效去除废水中乳化油、溶解油以及表面活性剂分子，COD去除率低的问题。所述的方法包括以下步骤：首先，在调节池中，调节含油废水的pH为5-9，COD浓度为200-15000mg/L，电导率为10^-2-10^-4S/cm，混合均匀；然后，采用间歇式或者连续式方法将废水加入电解设备中，在电解设备中经电解氧化-还原、絮凝、气浮处理使废水得到净化。

Description

一种机械零部件清洗废水的处理方法

技术领域

本发明涉及机加工领域中清洗废水的处理方法及其应用和设备。本发明尤其涉及在工业上清洗机械零部件上的机油过程中所产生的废水的处理方法及其应用和设备。

背景技术

机械零部件在制造过程中经常需要加油润滑和保护，其表面上附着的各种机油在制成成品前须清洗除去。由于在清洗过程中使用了表面活性剂，使机油与水形成了均匀、稳定的乳化液。这类废水的主要特征为：白色乳状液，表面有少量漂油，pH 5-9，CODcr 500-10000mg/L，远远超过了国家规定的排放标准，必须进行处理后才能排放。

目前对于机械零部件清洗废水，常用的处理方法主要是采用隔油-气浮-生化处理的工艺流程。其原理如下：隔油处理是将漂浮在水面的浮油用插入水面的档板拦住，集中收集后除去。气浮处理是利用加压溶气后的大量微细气泡(气泡直径一般为20-100μm)附着于分散悬浮在水中的细小油珠表面，在界面张力、气泡上浮力和静水压力差的作用下，使气泡和附着污染物的结合体浮至水面，实现与水分离。除去水中非溶解的油类污染物后再利用生物法将废水中的溶解性污染物分解除去，达到净化废水的目的。

但是，现有处理方法中的隔油、气浮工艺只能处理废水中的非溶解性的油类物质，不能去除乳化油、溶解油以及表面活性剂分子。并且现有处理方法对COD污染指标的去除率仅为30-50％，对于COD＞600mg/L的高浓度废水常需要进一步生化处理才能达标排放。而对于含有大量表面活性剂、油类物质多以乳化态和溶解态存在、COD＞800mg/L的机械零部件清洗废水，由于大量表面活性剂的存在，即使采用生化法进一步处理，效果也不理想。

由于隔油-气浮-生化工艺处理此类废水的效果不好，因此CN85106939采用二元凝聚电解法处理工业污水，其特征在于在污水电解之前投加以三氯化铁为主要成分的电解凝聚剂，经处理的工业污水COD去除率为92-98％，但未指出原污水的COD浓度；CN1136020A发明了电解物化法处理废水工艺，包括先在混凝室中加入药剂进行混凝反应，然后进入旋流沉降室快速沉降，并经滤网过滤后进入电解室电解。这两种工艺流程比较复杂，处理设施占地面积及设备投资较多，处理效率较低。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术对含高浓度乳化油、溶解油和表面活性剂的废水采用物化方法处理效率低、出水不易达标的问题，提供一种适用于含有表面活性剂成分的机械零部件清洗废水的处理方法。

机械零部件清洗废水中的主要污染物是表面活性剂和油类物质，而表面活性剂分子是由具有易溶于油的亲油基和易溶于水的亲水基组成。在用水清洗机械零件上机油的过程中，油以微滴形式分散于水中，表面活性剂则吸附在油水两相界面上形成一层界面膜，以其两个基团把油和水连接起来，亲油基插入油相，亲水基插入水相，降低了油水之间的界面张力，从而防止了它们的相互作用。同时亲水基的极性也使得油珠带有了相同电荷，使油珠之间相互排斥，不易聚结，于是便使这种含油的清洗废水形成了稳定的水包油型(O/W型)乳化液之特性。本发明人根据此类废水的特性，提出一种在同一台设备中，用电解、絮凝、气浮方法进行废水处理的技术。

本发明的基本原理是将废水注入电解设备中，利用直流电进行电解，通过电极上或溶液中所发生的电化学和化学氧化—还原反应，破坏溶液的稳定性，使表面活性剂和油类物质等主要污染物从水中析出，再由电解设备中产生的Fe³⁺、Al³⁺离子混凝成大颗粒物质，然后随着电解中产生的H₂气泡和压力溶气水释放出的空气气泡气浮至水面而分离出来，残留在溶液中的污染物再进一步电解除去，使废水得到比较彻底的净化。

本发明是这样实现的：

一种机械零部件清洗废水的方法，采用在同一台设备中用电解-絮凝-气浮技术进行废水处理，处理工艺包括以下步骤：

(1)在调节池中，调节含油废水的pH值、COD浓度和电导率，混和均匀；

(2)采用间歇式或连续式方法将废水加入电解设备中，在电解设备中经电解氧化-还原，絮凝，气浮等一系列反应后，使废水得到净化；

本发明的工艺特点是在电解槽的底部均匀分布压力溶气水的释放器，从而将电解、絮凝、气浮三个单元操作工艺集中于一个设备中。

本发明方法中，调节含油废水pH值可以防止金属阳极钝化，溶解速度减慢或停止，以利于电解絮凝的进行。因此应控制其pH值为5-9，较好为6-7。

本发明方法中，对废水的COD浓度适应范围较广一般在200-15000mg/L，最佳为500-10000mg/L。当采用连续电解时，最好调节废水进水COD浓度相对稳定，以保证排水水质稳定。

本发明方法中，用向被处理废水中添加少量的电解质的方法减少电阻，增大电流，降低电耗，提高处理效果。由于Cl-具有很强的活化能力，可以防止金属阳极的钝化，因此以采用盐酸盐类电解质较好，如氯化钠、氯化钙、氯化镁等，其中氯化钠由于价廉而成为首选。

本发明方法中，电解质的投加量应根据废水电导率的不同而调节，范围一般在200-1000mg/L之间，优选为300-600mg/L。

本发明方法中，电解设备采用金属作为阳极，石墨或铁板作为阴极，优选铁板或铝板作为阳极。采用铁、铝等金属作为阳极的目的是将电解时产生的Fe²⁺、Al³⁺和水解后产生的胶体状金属氢氧化物作为絮凝剂，使废水中的污染物在电解处理的同时还能得到絮凝处理，两种作用之和能大幅提高废水的处理效果。

本发明方法中，所用的电解设备采用的极板间距为1-20mm，电压为1-30V，电流密度为50-1000A/m²，电解作用时间15-120分钟，其中最佳极板间距为5-10mm，最佳电压为5-20V，最佳电流密度为100-700A/m²，最佳电解作用时间为20-60分钟。

本发明适用的清洗废水种类包括：用阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、两性型表面活性剂及非离子型表面活性剂清洗冲压油、切削油、磨削油、拉拔润滑油及轧制用油。本发明的处理方法可应用于电子、邮电、航空、航天、轻工、纺织、机械、医疗器械、汽车及精密仪器等行业的清洗电子产品、精密元件、金属构件等过程中产生的含油废水的处理工艺中。

本发明的电解法处理机械零部件清洗废水是多种过程的协同作用，其优点是：

(1)本发明的方法不仅能去除废水中悬浮态的油滴，而且能分解表面活性剂分子，并能除去与表面活性剂分子结合而溶解于水中的溶解性油性分子；

(2)本发明的方法利用金属阳极如铁板电解产生的Fe²⁺及Fe(OH)₂作为絮凝剂，节省了添加FeCl₃等絮凝剂药品的费用以及配药、加药、絮凝沉淀池等设备；减少了气浮池，使处理设施占地面积及设备投资大为缩小，同时也缩短了废水处理时间。因此，本发明具有工艺流程简单、占地少、处理效果好、操作管理简单、处理费用低、处理时间短等优点，处理后的水质变得清澈透明无异味，各项指标能达到GB8978-96综合污水标准规定的废水排放标准。

附图说明

图1是电解设备的俯视图。

图2是电解设备的侧视图。

电解设备的结构示意如图1和2所示。在矩形电解设备内垂直排列着多组阴极板2和阳极板3，极板间距可以调节，极板上沿距水面0.2-0.4m；两侧分别放置进水档板1和出水档板5；在电解设备的底部分布着压力溶气水释放器4，电极板上产生的气泡和溶气水释放出的气泡在极板间隙中上浮，废水从进水口13进入电解设备，沿极板间隙水平流过，在此过程中废水中的污染物经电解、絮凝、气浮至水面后被刮泥机9刮去，存于集泥槽7，经排泥口8除去。处理后，经出水口6大部分或排放或进行生化处理，小部分经水泵14送至溶气罐10做溶气水使用。溶气罐内设填料环以增加气液接触面积，提高水的溶气速度，外设液位显示计11。溶气水压力由空压机12上的压力表得到，一般为0.3-0.5MPa。

具体实施方式

下面的实施例进一步说明本发明。

实施例1：

某洗油废水为白色乳状液，pH 7.1，COD浓度958mg/L。取800mL废水水样一次加入容积为1000mL的电解设备中，阳极为A₃钢板，阴极为石墨板，极板间距10mm，电压15V，电流1A，电流密度179A/m²，每15分钟取样一次。经过不同的处理时间达到的处理结果见表1：

表1

	COD(mg/L)	去除率(％)
			处理前	958
处理15min	433	54.8
			处理30min	290	69.7
处理45min	246	74.3
			处理60min	251	73.8
处理75min	250	73.9
			处理90min	222	76.8

实施例2：

某机加工洗油废水外观为白色乳状液，表面有少量浮油，pH 6.8，COD浓度2311mg/L。试验条件同实施例1。结果见表2：

表2

	COD(mg/L)	去除率(％)
			处理前	2311
处理15min	333	85.6
			处理30min	170	92.6
处理45min	133	94.2
			处理60min	145	93.7
处理75min	126	94.6

实施例3：

某清洗冲压件表面机油废水为白色微黄乳状液，表面浮油较多，pH 6.6，COD浓度3157mg/L，取800mL废水水样，采用间歇式处理法，以A₃钢板为阳极，石墨板为阴极，极板间距8mm，电压15V，电流1.5A，电流密度268A/m²，不同处理时间达到的处理结果列于表3：

表3

	COD(mg/L)	去除率(％)
			处理前	3157
处理15min	496	84.3
			处理30min	529	83.3
处理45min	359	88.6
			处理60min	269	91.5
处理75min	221	93.0
			处理90min	186	94.1
处理105min	165	94.8

实施例4：

某洗油废水为浅黄色乳状液，pH 6.7，COD浓度1071mg/L。电解过程中不加搅拌，其它试验条件同实施例1。处理结果见表4：

表4

	COD(mg/L)	去除率(％)
			处理前	1071
处理15min	311	70.0
			处理30min	251	75.8
处理45min	190	81.6
			处理60min	150	85.5
处理90min	141	86.4

实施例5：

某洗油废水COD浓度950mg/L。用网状不锈钢板为阳极，A₃钢板为阴极。在电压7V，电流2.5A，电流密度208A/m²条件下对废水进行连续处理。在不同停留时间下的处理结果见表5：

表5

停留时间(min)	COD(mg/L)	去除率(％)
			0	950	0
15	167	82.4
			166	82.5
	30	123			87.1
133			86.0

实施例6

某冲压洗油废水，为乳白色微黄的乳状液，PH为6.8，COD浓度936mg/L，连续进入电解设备中，电压20V，电流密度160A/m²，电解处理30分钟后，未加NaCl和加入NaCl，得到的结果如表6所示：

表6

电解质的投加量(mg/L)	电流(A)	COD(mg/L)	去除率(％)
				0	1	213	78
500	5	107	89

实施例7

某洗油废水为乳白色，PH为6.4，COD浓度738mg/L，将废水连续加入电解设备中，在电压16V、电流1A、电流密度123A/m²的条件下，A₃钢板为阴极，以不同材料作为阳极，电解处理30分钟后，得到的结果如表7所示：

表7

阳极	COD(mg/L)	去除率(％)
			铁	136	81.6
石墨	600	18.7

Claims (11)

1.一种机械零部件清洗废水的处理方法，其特征在于，它采用在同一台设备中用电解-絮凝-气浮方法进行废水处理，所述的方法包括以下步骤：

1)在调节池中，调节废水的pH为5-9，COD浓度为200-15000mg/L，电导率为10^-2-10^-4S/cm，混合均匀；

2)采用间歇式或者连续式方法将废水加入电解设备中，在电解设备中经电解氧化-还原、絮凝、气浮处理使废水得到净化。

2.按照权利要求1所述的方法，其中所述废水的pH值调节为6-7。

3.按照权利要求1所述的方法，其中所述废水的COD浓度调节为500-10000mg/L。

4.按照权利要求1所述的方法，其中采用盐酸盐类电解质调节废水的电导率。

5.按照权利要求4所述的方法，其中所述的盐酸盐类电解质包括氯化钠、氯化钙或氯化镁的至少一种。

6.按照权利要求4所述的方法，其中所述电解质的投加量为200-1000mg/L。

7.按照权利要求6所述的方法，其中所述电解质的投加量为300-600mg/L。

8.按照权利要求1所述的方法，其中电解设备采用金属作为阳极，采用石墨或金属作为阴极，极板间距为1-20mm，电压为1-30V，电流密度为50-1000A/m²，电解作用时间15-120分钟。

9.按照权利要求8所述的方法，其中电解设备采用铁板或铝板作为阳极。

10.按照权利要求8所述的方法，其中电解设备的极板间距为5-10mm，电压为5-20V，电流密度为100-700A/m²，电解作用时间为20-60分钟。

11.按照权利要求1～10之一所述的方法应用在用阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、两性型表面活性剂及非离子型表面活性剂清洗冲压油、切削油、磨削油、拉拔润滑油及轧制用油的废水处理工艺中。

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