CN204325043U - 一种热处理废水的分离处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热处理废水的分离处理装置，属于废水处理领域。本实用新型的废水处理装置包括沉淀池，反应池，离心分离装置，压力泵，超滤装置和纳滤装置，其中，沉淀池、反应池、离心分离装置、压力泵、超滤装置和纳滤装置依次通过管道连接，离心分离装置上设有排油口和储水槽，离心分离装置中填充有丙烯酸聚合树脂。本实用新型中的废水处理装置通过沉淀、破乳、吸附、超滤和纳滤等步骤将废水中的油性物质分离后提取、除杂、再利用，将水中非油性物质过滤、净化，最后得到的处理之后的水可循环使用或直接排放，实现了资源的重复利用，有效节约能源、保护环境。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，更具体地说，涉及一种热处理废水的分离处理装置。
背景技术
热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构来控制其性能的一种金属热加工工艺。热处理前道工序过程十分复杂，前有锻造、铸造、车、洗、刨、磨、清洗，后有回火、退火、抛丸、清洗等工艺，每道工序都会接触到冷却油或淬火油，这些冷却油或淬火油在前清洗或后清洗过程中汇集在清洗槽中，产生含油量较高的热处理废水，含油废水的处理一直是废水处理领域内的难点，此外，热处理废水中含油组分复杂，还含有清洗剂(主要为阴离子表面活性剂(LAS))、铁锈、粉尘颗粒、碳酸钠、磷酸盐、铝盐、脂肪酸、氢氧化钠等物质，这给热处理废水的处理过程又增加了难度。热处理过程中产生的废水COD含量高，成分复杂，常规的沉降、絮凝无法处理，而且处理过程中如若投入更多的物质进行化学反应使得水质更加复杂，处理难度更大，这些热处理废水如不及时进行分离处理，势必会对水资源及土壤等造成污染，威胁环境及人类健康。因热处理企业产生的废水量较电镀、造纸、染印、油漆、农药等行业产生的废水量少，所以目前环保部门以及生产企业在热处理废水的处理领域投入的研究比较少，现有技术中没有合适的废水处理工艺适用于热处理废水的处理。
经检索，中国专利申请公开号为CN 101279786A，申请日期为2007年4月4日的专利申请文件公开了一种含油废水的处理方法，该发明是针对炼油厂含油废水、油田采油废水的处理方法，先将破乳剂A投入含油废水中，经破乳反应后，再将絮凝剂B投入含油废水中；破乳剂A是一种季铵型的阳离子聚合物，絮凝剂B是一种以磺甲基聚丙烯酰胺为主要成分的胶体水溶液；经该发明的方法处理后的含油废水，特别是炼油厂含油废水、油田采油废水，可以满足后续生化处理的工艺指标要求，但是该发明提供的含油废水处理方法不适合于热处理过程中产生的废水，因为炼油厂和油田采油废水中组分简单，只含有废油，因此处理起来比较容易，此外，该发明中提供的处理方法不能将废水中的油回收利用，这势必会造成资源的浪费，而且处理完含油废水后还会产生大量的废破乳剂和絮凝剂，这也是一种污染和浪费。中国专利申请公开号为CN 102276072A，申请日期为2010年6月11日的专利申请文件公开了一种用破乳剂进行碱性含油废水的处理方法，主要步骤包括：制备破乳剂，将破乳剂加入一次破乳罐中进行一次充分搅拌，通过一次涡凹气浮处理，处理后的水进入二次破乳罐中进行二次破乳，进入气浮池进行二次溶气气浮处理，高效率处理碱性含油废水。但是该发明提供的碱性含油废水的处理方法比较简单，不适合于热处理过程中产生的废水，热处理工艺中产生的废水成分复杂，目前还没有研究报道相关废水处理方法，也没有合适的废水处理装置能用于处理热处理工艺中产生的废水。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有技术中没有适用于热处理工艺中产生的废水的处理装置以及现有的处理方法无法回收利用其中的油类物质等问题，本实用新型提供一种热处理废水的分离处理装置。发明人针对热处理企业中产生的工业废水进行专项研究，并对废水含油、含清洗剂、粉尘、铁锈等微粒进行实验，最后研究出一种通过过滤、吸附、加压分离等方法处理热处理废水的装置，可以将废水中的油性物质分离后提取、除杂、再利用，将水中非油性物质过滤、净化，最后得到的处理之后的水可循环使用或直接排放，实现了资源的重复利用，有效节约能源、保护环境。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种热处理废水的分离处理装置，包括沉淀池，反应池，离心分离装置，压力泵，超滤装置和纳滤装置；所述的沉淀池、反应池、离心分离装置、压力泵、超滤装置和纳滤装置依次通过管道连接；所述的离心分离装置上设有排油口和储水槽。
优选地，所述的反应池中设有pH监测器。
优选地，所述的离心分离装置中设有脱油回收装置。
优选地，所述的离心分离装置中填充了50-90％体积的丙烯酸聚合树脂。
优选地，所述的超滤装置中设有陶氏超滤膜，超滤膜孔径为0.001～0.02μm。
优选地，所述的纳滤装置中设有聚酰胺纳滤中空纤维复合膜，膜孔径为9-10nm，相对截留分子量为200-1000D。
优选地，所述的反应池中含有破乳剂和吸附剂。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本实用新型针对热处理废水中所含污染物的特点，设计了一种热处理废水的处理装置，在反应池中添加的破乳剂由烷基酚醛树脂嵌段聚醚与聚磷酸酯在特定比例下组成，对热处理废水中的乳化油破乳效果最好，与普通破乳剂相比较，破乳效果提高了35％左右；
(2)本实用新型在反应池中添加的吸附剂以蔗渣为原料，与水溶性聚亚烷基二醇、钛酸钾、二氧化硅、硬脂酸丁酯反应得到，吸附剂吸附能力强，在废水处理过程中以固态形式存在，可回收利用，不会使废水成分变的更复杂，经酸性溶液冲洗后可重复利用，成本低，水处理效果好；
(3)本实用新型提供的热处理废水分离处理装置结构简单，设计合理，易于制造，占地面积小，废水处理效果好；其中，沉淀池能将废水中的大颗粒污染物通过沉降法去除，在反应池中添加破乳剂，使废水中的乳化油破乳分层，然后在反应池中投加吸附剂，吸附剂能吸附废水中的凝胶类、重金属类污染物，在离心分离装置中，丙烯酸聚合树脂能吸附废水中的油脂类物质，当丙烯酸聚合树脂吸附饱和后(丙烯酸聚合树脂能吸取的油量是本身重量的20-25倍)，启动脱油回收装置，将树脂吸附的油脂类物质通过加压离心的方式分离出来进行回收利用(可添加到润滑、切削等工艺中)；超滤膜装置可将废水中难沉降的大分子颗粒、有机物、胶体过滤掉；纳滤装置中的纳滤膜的表层孔径范围在纳米级，可将一些大分子无机物，无机盐、部分离子等截留，经纳滤处理后的水可直接排放或再次用于热处理工艺中；
(4)本实用新型提供的废水处理装置，能回收利用其中的废油，从丙烯酸聚合树脂中脱除得到的废油可再次用于润滑、切削等工艺中，废水的PH值调整至中性可以直接排放，不会对水体造成富氧化的污染。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1、沉淀池；2、反应池；3、离心分离装置；301、排油口；302、储水槽；4、压力泵；5、超滤装置；6、纳滤装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
如图1所示，一种热处理废水的分离处理装置，包括沉淀池1，反应池2，离心分离装置3，压力泵4，超滤装置5和纳滤装置6，沉淀池1，反应池2，离心分离装置3，压力泵4，超滤装置5和纳滤装置6依次通过管道连接；反应池2中设有pH监测器，反应池2中含有破乳剂和吸附剂；离心分离装置3上设有排油口301和储水槽302和脱油回收装置，离心分离装置3中填充了70％体积的丙烯酸聚合树脂(日本触媒化学工业公司以丙烯酸类单体为原料生产的侧链上有长链烷基的高吸油树脂，AQUALIC)，超滤装置5中设有陶氏超滤膜(美国陶氏超滤膜SFP2860)，超滤膜孔径为0.01μm。纳滤装置6中设有聚酰胺纳滤中空纤维复合膜(日东电工的NTR-7450膜)，膜孔径为10nm，相对截留分子量为500D。
将上述的一种热处理废水的分离处理装置用于处理热处理废水，其步骤为：
(a)将热处理工艺中产生的废水泵入沉淀池1中静置1h；
(b)将静置后的废水引入反应池2中，加入破乳剂混合均匀后用质量分数为0.5％的盐酸将废水的pH值调节至7.5，然后静置25min，其中，破乳剂由烷基酚醛树脂嵌段聚醚与聚磷酸酯组成，烷基酚醛树脂嵌段聚醚与聚磷酸酯的质量比为1:2.5，破乳剂的加入量为废水质量的2％；
(c)静置结束后，向步骤(b)中的废水中添加吸附剂，静置1.5h，吸附剂与废水的质量比为0.06:1，其中，吸附剂由水溶性聚亚烷基二醇(生产厂家：武汉新大地环保材料有限公司)、钛酸钾(生产厂家：大塚化学株式会社，产品名：钛丝毛)、二氧化硅、硬脂酸丁酯、蔗渣、安息香二乙醚和水反应得到；
(d)关闭排油口301，将步骤(c)中的废水引入离心分离装置3中，经丙烯酸聚合树脂吸油后进入储水槽302中，水的流速为8m3/h；
(e)用压力泵4将储水槽302中的水泵入超滤装置5中进行超滤处理；
(f)将经超滤处理的水泵入纳滤装置6中进行纳滤处理；
(g)将纳滤处理后的水用于热处理工艺或直接排放；
(h)热处理废水按照步骤(a)～(g)运行3天后，打开排油口301；启动离心分离装置3中的脱油回收装置对丙烯酸聚合树脂进行加压旋转脱油，脱油结束后，关闭排油口和脱油回收装置，继续按照步骤(a)～(g)进行热处理废水处理，脱油条件为将丙烯酸聚合树脂以1000r/min的转速旋转30min。
步骤(c)中吸附剂的各组分的质量份数为：水溶性聚亚烷基二醇6份，钛酸钾3份，二氧化硅8份，硬脂酸丁酯8份，蔗渣50份，安息香二乙醚0.5份，水1份。其制备步骤为：
(1)按质量份数称取50份蔗渣粉碎后与1份水、0.5份安息香二乙醚在反应皿中混合均匀，然后置于100W紫外灯下照射10min进行辐射改性；
(2)按质量份数称取6份水溶性聚亚烷基二醇，3份钛酸钾，8份二氧化硅，8份硬脂酸丁酯依次加入步骤(1)中的反应皿中，在60℃条件下搅拌反应5h；
(3)反应结束后，将反应物移至压片机中压成饼状，每5份反应物在5KN条件下压2min得到饼状水处理吸附剂，然后冷却至室温，得到上述的水处理吸附剂。
本实施例中的水处理吸附剂稳定性好，耐储存，避光干燥保存3年后不变质，在废水处理过程中吸附能力强，方便回收，经酸性溶液冲洗后可重复利用，成本低，水处理效果好。
本实施例中，热处理工艺中产生的废水在处理前，含乳化油10kg/t，磷酸盐100g/t，氢氧化钠150g/t，氯化钠50g/t，脂肪酸50g/t，阴离子表面活性剂(LAS)10g/t，三聚磷酸钠0.01g/t，钙离子0.018g/t，以及铝、镁、钾等金属盐类，PH值10-11，经本实施例中的处理方法处理后，废水中油类物质为7g/t，磷离子0.3g/t，钠离子0.4g/t，钙、铝、镁、钾离子≤0.001g/t，PH值为7，达到排放或者重复使用的标准。
实施例2
一种热处理废水的分离处理装置，包括沉淀池1，反应池2，离心分离装置3，压力泵4，超滤装置5和纳滤装置6，沉淀池1，反应池2，离心分离装置3，压力泵4，超滤装置5和纳滤装置6依次通过管道连接；反应池2中设有pH监测器，反应池2中含有破乳剂和吸附剂；离心分离装置3上设有排油口301和储水槽302和脱油回收装置，离心分离装置3中填充了90％体积的丙烯酸聚合树脂(日本触媒化学工业公司以丙烯酸类单体为原料生产的侧链上有长链烷基的高吸油树脂，AQUALIC)，超滤装置5中设有陶氏超滤膜(美国陶氏超滤膜SFP2860)，超滤膜孔径为0.02μm；纳滤装置6中设有聚酰胺纳滤中空纤维复合膜(日东电工的NTR-7450膜)，膜孔径为9nm，相对截留分子量为1000D。
将上述的一种热处理废水的分离处理装置用于处理热处理废水，其步骤为：
(a)将热处理工艺中产生的废水泵入沉淀池1中静置2h；
(b)将静置后的废水引入反应池2中，加入破乳剂混合均匀后用质量分数为1％的盐酸将废水的pH值调节至6，然后静置20min，其中，破乳剂由烷基酚醛树脂嵌段聚醚与聚磷酸酯组成，烷基酚醛树脂嵌段聚醚与聚磷酸酯的质量比为1:1.5，破乳剂的加入量为废水质量的1％；
(c)静置结束后，向步骤(b)中的废水中添加吸附剂，静置1h，吸附剂与废水的质量比为0.02:1，其中，吸附剂由水溶性聚亚烷基二醇、钛酸钾、二氧化硅、硬脂酸丁酯、蔗渣、安息香二乙醚和水反应得到；
(d)关闭排油口301，将步骤(c)中的废水引入离心分离装置3中，经丙烯酸聚合树脂吸油后进入储水槽302中，水的流速为5m3/h；
(e)用压力泵4将储水槽302中的水泵入超滤装置5中进行超滤处理；
(f)将经超滤处理的水泵入纳滤装置6中进行纳滤处理；
(g)将纳滤处理后的水用于热处理工艺或直接排放；
(h)热处理废水按照步骤(a)～(g)运行2天后，打开排油口301；启动离心分离装置3中的脱油回收装置对丙烯酸聚合树脂进行加压旋转脱油，脱油结束后，关闭排油口和脱油回收装置，继续按照步骤(a)～(g)进行热处理废水处理，脱油条件为将丙烯酸聚合树脂以600r/min的转速旋转50min。
步骤(c)中吸附剂的各组分的质量份数为：水溶性聚亚烷基二醇10份，钛酸钾5份，二氧化硅10份，硬脂酸丁酯10份，蔗渣70份，安息香二乙醚0.8份，水1.4份。其制备步骤为：
(1)按质量份数称取70份蔗渣粉碎后与1.4份水、0.8份安息香二乙醚在反应皿中混合均匀，然后置于300W紫外灯下照射5min进行辐射改性；
(2)按质量份数称取10份水溶性聚亚烷基二醇，5份钛酸钾，10份二氧化硅，10份硬脂酸丁酯依次加入步骤(1)中的反应皿中，在65℃条件下搅拌反应3h；
(3)反应结束后，将反应物移至压片机中压成饼状，每6份反应物在10KN条件下压1.5min得到饼状水处理吸附剂，然后冷却至室温，得到上述的水处理吸附剂。
本实施例中的水处理吸附剂稳定性好，耐储存，避光干燥保存2年后不变质，在废水处理过程中吸附能力强，方便回收，经酸性溶液冲洗后可重复利用，成本低，水处理效果好。
本实施例中，热处理工艺中产生的废水在处理前，含乳化油10kg/t，磷酸盐100g/t，氢氧化钠150g/t，氯化钠50g/t，脂肪酸50g/t，阴离子表面活性剂(LAS)10g/t，三聚磷酸钠0.01g/t，钙离子0.018g/t，以及铝、镁、钾等金属盐类，PH值10-11，经本实施例中的处理方法处理后，废水中油类物质为9g/t，磷离子0.5g/t，钠离子0.5g/t，钙、铝、镁、钾离子≤0.001g/t，PH值为6，达到排放或者重复使用的标准。
实施例3
一种热处理废水的分离处理装置，包括沉淀池1，反应池2，离心分离装置3，压力泵4，超滤装置5和纳滤装置6，沉淀池1，反应池2，离心分离装置3，压力泵4，超滤装置5和纳滤装置6依次通过管道连接；反应池2中设有pH监测器，反应池2中含有破乳剂和吸附剂；离心分离装置3上设有排油口301和储水槽302和脱油回收装置，离心分离装置3中填充了50％体积的丙烯酸聚合树脂(日本触媒化学工业公司以丙烯酸类单体为原料生产的侧链上有长链烷基的高吸油树脂，AQUALIC)，超滤装置5中设有陶氏超滤膜(美国陶氏超滤膜SFP2860)，超滤膜孔径为0.001μm。纳滤装置6中设有聚酰胺纳滤中空纤维复合膜(日东电工的NTR-7450膜)，膜孔径为9nm，相对截留分子量为200D。
将上述的一种热处理废水的分离处理装置用于处理热处理废水，其步骤为：
(a)将热处理工艺中产生的废水泵入沉淀池1中静置1.5h；
(b)将静置后的废水引入反应池2中，加入破乳剂混合均匀后用质量分数为0.8％的盐酸将废水的pH值调节至7.5，然后静置30min，其中，破乳剂由烷基酚醛树脂嵌段聚醚与聚磷酸酯组成，烷基酚醛树脂嵌段聚醚与聚磷酸酯的质量比为1:2，破乳剂的加入量为废水质量的3％；
(c)静置结束后，向步骤(b)中的废水中添加吸附剂，静置2h，吸附剂与废水的质量比为0.04:1，其中，吸附剂由水溶性聚亚烷基二醇、钛酸钾、二氧化硅、硬脂酸丁酯、蔗渣、安息香二乙醚和水反应得到；
(d)关闭排油口301，将步骤(c)中的废水引入离心分离装置3中，经丙烯酸聚合树脂吸油后进入储水槽302中，水的流速为6m3/h；
(e)用压力泵4将储水槽302中的水泵入超滤装置5中进行超滤处理；
(f)将经超滤处理的水泵入纳滤装置6中进行纳滤处理；
(g)将纳滤处理后的水用于热处理工艺或直接排放；
(h)热处理废水按照步骤(a)～(g)运行3天后，打开排油口301；启动离心分离装置3中的脱油回收装置对丙烯酸聚合树脂进行加压旋转脱油，脱油结束后，关闭排油口和脱油回收装置，继续按照步骤(a)～(g)进行热处理废水处理，脱油条件为将丙烯酸聚合树脂以800r/min的转速旋转35min。
步骤(c)中吸附剂的各组分的质量份数为：水溶性聚亚烷基二醇15份，钛酸钾7份，二氧化硅15份，硬脂酸丁酯15份，蔗渣80份，安息香二乙醚1份，水2份。其制备步骤为：
(1)按质量份数称取80份蔗渣粉碎后与2份水、1份安息香二乙醚在反应皿中混合均匀，然后置于500W紫外灯下照射3min进行辐射改性；
(2)按质量份数称取15份水溶性聚亚烷基二醇，7份钛酸钾，15份二氧化硅，15份硬脂酸丁酯依次加入步骤(1)中的反应皿中，在80℃条件下搅拌反应2h；
(3)反应结束后，将反应物移至压片机中压成饼状，每10份反应物在15KN条件下压1min得到饼状水处理吸附剂，然后冷却至室温，得到上述的水处理吸附剂。
本实施例中的水处理吸附剂稳定性好，耐储存，避光干燥保存3年后不变质，在废水处理过程中吸附能力强，方便回收，经酸性溶液冲洗后可重复利用，成本低，水处理效果好。
本实施例中，热处理工艺中产生的废水在处理前，含乳化油10kg/t，磷酸盐100g/t，氢氧化钠150g/t，氯化钠50g/t，脂肪酸50g/t，阴离子表面活性剂(LAS)10g/t，三聚磷酸钠0.01g/t，钙离子0.018g/t，以及铝、镁、钾等金属盐类，PH值10-11，经本实施例中的处理方法处理后，废水中油类物质为5g/t，磷离子为0.2g/t，钠离子0.4g/t，钙、铝、镁、钾离子≤0.001g/t，PH值8，达到排放或者重复使用的标准。
Claims (7)
1.一种热处理废水的分离处理装置，其特征在于：包括沉淀池(1)，反应池(2)，离心分离装置(3)，压力泵(4)，超滤装置(5)和纳滤装置(6)；所述的沉淀池(1)、反应池(2)、离心分离装置(3)、压力泵(4)、超滤装置(5)和纳滤装置(6)依次通过管道连接；所述的离心分离装置(3)上设有排油口(301)和储水槽(302)。
2.根据权利要求1所述的一种热处理废水的分离处理装置，其特征在于：所述的反应池(2)中设有pH监测器。
3.根据权利要求1所述的一种热处理废水的分离处理装置，其特征在于：所述的离心分离装置(3)中设有脱油回收装置。
4.根据权利要求3所述的一种热处理废水的分离处理装置，其特征在于：所述的离心分离装置(3)中填充了50-90％体积的丙烯酸聚合树脂。
5.根据权利要求1所述的一种热处理废水的分离处理装置，其特征在于：所述的超滤装置(5)中设有陶氏超滤膜，超滤膜孔径为0.001～0.02μm。
6.根据权利要求1所述的一种热处理废水的分离处理装置，其特征在于：所述的纳滤装置(6)中设有聚酰胺纳滤中空纤维复合膜，膜孔径为9-10nm，相对截留分子量为200-1000D。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种热处理废水的分离处理装置，其特征在于：所述的反应池(2)中含有破乳剂和吸附剂。
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Publications (1)
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| CN204325043U true CN204325043U (zh) | 2015-05-13 |
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| CN104496082A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-08 | 马鞍山金泉工业介质科技有限公司 | 一种热处理废水的分离处理装置及废水处理方法 |
| CN106830181A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-13 | 常州碳星科技有限公司 | 丙烯酸系高吸水性树脂的应用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Separation treatment device for thermal treatment of wastewater and wastewater treatment method Effective date of registration: 20160905 Granted publication date: 20150513 Pledgee: Ma'anshan Pubang financing Limited by Share Ltd Pledgor: Maanshan Jinquan Industrial Medium Technology Co., Ltd. Registration number: 2016340000046 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20170904 Granted publication date: 20150513 Pledgee: Ma'anshan Pubang financing Limited by Share Ltd Pledgor: Maanshan Jinquan Industrial Medium Technology Co., Ltd. Registration number: 2016340000046 |