CZ303674B6 - Zpusob regenerace odpadních vodných rezných emulzí a zarízení k provádení tohoto zpusobu - Google Patents

Abstract

Resení se týká zpusobu regenerace odpadních vodných rezných emulzí spocívající ve flotacne-sedimentacním se oddelením oleje a znehodnocujících produktu vzniklých provozováním emulze, poté se fyzikálne-chemickými spoluúcinky provzdusnování a oxidace vzdusným kyslíkem odstraní jejich homogenita a dosáhne se tím tvorby a formování dalsích smesných produktu znecistení s bakteriální biohmotou na cástice odstranitelné flotací a filtrací. Uzitná hodnota s jakostními parametry puvodní emulze se dosáhne dotací koncentrátu emulze, biocidu a alkalizací organickým aminem. Dále je predmetem resení zarízení k provádení tohoto zpusobu.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká hlavně strojírenství, kde při výrobních procesech jsou aplikovány vodné řezné emulze na bázi minerálních, rostlinných, nebo syntetických emulgovaných olejů o koncentracích 3 až 10 % hmotnostních, při ochranné alkalitě pH 8 až 9,5 proti účinkům koroze.

io

Dosavadní stav techniky

Při cirkulaci emulze ve strojích s opracováním kovů postupně dochází ke znečištění emulze a po15 klesu stanovených jakostních parametrů tím, že do ní vstupují mazací oleje ze strojů, z ovzduší je kontaminována psychrofilními bakteriemi a dochází k jejich vegetačnímu rozvoji, i když emulze obsahují biocidní konservační prostředky. Postupným nárůstem obsahu oleje, živé i mrtvé bakteriální biohmoty a časem provozu dochází k poklesu jakostních ukazatelů emulze. Klesá ochranná alkalita až do oblasti slabé kyselosti s pH pod 7 s oblastí chemické koroze, emulze tmavne, biodegradace bakteriální hmoty vyvolává hnilobný zápach a mění se stanovená viskosita emulze.

Tento stav negativně působí na jakost opracování a životnost nástrojů, i když úbytek emulze vynášený povrchem odpadů z opracování je nahrazen novou emulzí do cirkulačního okruhu s tím, že se někdy doplňuje biocid, zařadí se mechanická filtrace a elektromagnetická separace železných odpadů.

Podle nároků na jakost opracování je tato znehodnoccná vvhospodařená emulze po stanovené době provozu nahrazena jednorázově novou emulzí, často s výplachem a desinfekcí cirkulačního systému. Tyto odpadní emulze jsou klasifikovány kódem 120109 Nebezpečný odpad, dle Bazilejské konvence jako Y9 ajejich likvidace je vyhrazena profesním organizacím za úplatu.

Podstata vynálezu

Předložený vynález způsobu regenerace odpadních vodných řezných emulzí a k tomu uzpůsobené zařízení odstraňuje z nich znehodnocující znečistění, obnovuje jejich původní užitnou hodnotu pro plnohodnotnou recyklaci do strojírenské výroby. Tak se vyloučí náklady na ekologickou likvidaci N-odpadu a pořizovací náklady na novou emulzí.

Tato regenerace přináší značný ekonomický a ekologický společenský efekt.

Vodné emulze jsou slabým elektrolytickým prostředím a dipolmomentem micel emulgovaného oleje s Brownovým pohybem molekul a mikročástic, které se směsí částic znehodnocujících látek vytváří homogenní mezi fázi, neoddělitelnou běžnými fyzikálními pochody od původní emulze.

Eliminace homogenity uvedeného stavu se podle vynálezu dosáhne postupným, fyzikálněehemickým procesem tlakového provzdušňování s oxidačním spoluúčinkem kyslíku ve vzduchu, zejména na bakteriální biohmotu, následnou frakcionovanou flotací, sedimentací a filtrací se ?o odstraní z emulze.

Podstatu zařízení k provádění regenerace odpadních a vyhospodařených emulzí podle vynálezu tvoří sestava jednotlivých částí zařízení, uzpůsobených pro technologické operace při regeneraci emulze, jsou vzájemně propojeny potrubně s řízenou čerpací technikou. Části zařízení mají objektivní techniku pro kontrolu a udržování hladin plnění, pro vizuální kontrolu ťlotačně-sedi- 1 CZ 303674 B6 mentačního procesu a zařízení pro jemnobublinkové tlakové provzdušňování. Zařízení k primární adsorpční povrchové filtrací odděluje hlavní podíl formovaného směsného znečistění z emulze, následná sekundární filtrace dokončí separaci nadlimitních částic z regenerované emulze. V homogenizační nádrži s příslušenstvím se dávkuje do emulze deficitní ingredience pro obnove5 ní jakostních parametrů, stanovených pro původní emulzí na vstupu do výroby.

Příklad provedení diskontinuelního způsobu regenerace podle vynálezu io Odpadní, nebo téměř vyhospodařená vodná řezná emulze na bázi minerálního, rostlinného, nebo syntetického oleje, na příklad 3,5 % hmotnostních oleje, pH mezi 6,8 až 7,5 se sníženými dalšími jakostními ukazateli se vystaví flotačně-sedimentační separaci vydělení znehodnocujících látek z emulze do ustálení rozmezí fází, načež se odvede vrchem olej a oleoflotát po spodní hladinu emulze, ta po odvedení se vystaví působení jemnobublinkovému tlakovému provzdušňování při oxidačním spoluúčinku vzdušného kyslíku-aeraci, čímž se zformují další podíly znečistění na směsné částice, oddělitelné další frakční filtrací, nebo sedimentací. Proces aerace končí, když na horním odtoku aerátu na filtr nevznikají další tmavé částice olejoemuíze, nevyděluje se další flotát a nemění se pH emulze. Po zastavení aerace následuje v klidu flotačně-sedimentační separace flotátu a sedimentu od emulze. Poté se vrchem odpustí flotát k hladině emulze, emulze se odpouští z aeračního zařízení po hladinu sedimentu pro následnou nízkotlakou primární filtraci přes adsorpční hmotu a konečnou separaci sekundární filtrací podle mikronové hodnoty částic původní emulze. Do takto regenerované emulze se dávkuje koncentrát emulze, biocid a alkalizační prostředek pro nastavení jakostních parametrů původní emulze, s výhodou se použije organický amin, jako je hydrazin, nebo cyklohexylamin, nebo morfolin, zpravidla to je rozmezí pH 8,8 až 9,5.

Příklady provedení vynálezu

Příkladné zařízení pro diskontinuelní provoz je dle obr. I. Procesní části zařízení jsou s výhodou provedeny jako svisle orientované válcovité nádoby s kuželovitým dnem v provedení z termoplastů, jako je polypropylen/PP/, který se vyznačuje nízkou hmotností, odolností proti korozi, optimálními výrobními náklady a snadnou opravitelností.

Tvoří je separační nádrž I s válcovitým pláštěm a kuželovitým dnem KI, výpustí VI s průzorem PÍ a potrubím s armaturou 2. V horní části plášť má kuželovitý přechod 3 a je ukončen zúžením do válce 4, který má průzor P2, hladinoměr H1 a armaturou 5 pro odvod flotátu. Do válce 4 vrchem je zaústěn nátok 6. Odpouštění 2 je zaústěno do čerpací nádrže 7 s výpustí V2. Čerpadlo 8 ovládané hladinou s potrubím 9 propojuje nádrž 7 s aeračně-separačním reaktorem U). Ten je tvořen válcovitou nádrží s kuželovitým dnem K.2 s výpustí V3, průzorem P3, a odpouštěcím potrubím 11, s horním hladinoměrem H2. V reaktoru je svisle souose aerační vestavba 12, výhodně kuželovitého tvaru, ve spodní části z vnitřní stany je opatřena zařízením pro tlakové jemnobublinkové provzdušňování 13, vrch vestavby je ukončen válcovitým vrchem 14, na kterém je zavěšen mezikružový filtr J_5. Odpouštění 1 1 je zaústěno do čerpací nádrže 16 s výpustí

V4, čerpadlem Γ7 ovládaným hladinou, potrubím 18 s odbočkou J_9 je vrchem propojen primární filtr 20. Filtr má válcovitý tvar, je otevíráteIný z obou stran víkem 24 a víkem dna 25, pantově spojenými s tělesem filtru. Uzavření a těsnění je provedeno protipřírubami na filtru a víkách s vyklápěcími šrouby a maticemi po obvodu přírub.

Víka jsou opatřena rychlospojkami R pro potrubní spojení, víko 24 je opatřeno odvzdušňovací armaturou OA. Ve spodní části pláště je filtr opatřen průzorem P4. Čepy na tělese filtru umožňují jeho sklápění ze svislé polohy v podpěrné konstrukci 21. Armatury na potrubí 22 a 23 slouží k filtraci, armatura 26 na zpětném potrubí je k vyprázdnění filtru při výměně filtrační hmoty. Výstup 23 z filtru 20 je zaústěn do čerpací nádrže 28, opatřené výpustí V6, z ní čerpadlo 29 ovládané hladinou, s potrubím 30 je vrchem propojeno rychlospojkou R se sekundárním filtrem . 3 CZ 303674 B6 válcovitého tvaru a výpustí V7. Otevíratelné víko je opatřenou odvzdušňovací armaturou O A. uzpůsobeno je pro souosé centrické polohování filtrační vestavby F. Homí odtok 32 z filtru je zaústěn do homogenizační nádrže 33, tvoří ji válcovitá otevřená nádoba s kuželovitým dnem K3, výpustí V8, potrubním odpouštěním 34 a hladinoměrem H3. Na vrchu je opatřena centrickým s míchadlem 35, jehož hřídel je dole opatřen míchacím nástrojem dle tvaru dna K3 a jedním stavitelným nástrojem na míchacím hřídeli. Volné příslušenství homogenizační nádrže 33 tvoří do ní zaústěné odměrky 36, 37 a 38 k dávkám tekutých ingrediencí.

Příkladné zařízení pro diskontinuelní regeneraci dle obr. 1 pracuje takto: io

Přes nátokové zařízení 6 se plní separaění nádrž _[ na hladinu stanovenou hladinoměrem HI. Po jejím naplnění následuje flotačně-sedimentační separace znečistění z emulze tak, že těžké sedimentu]í ke dnu, lehký olej a olejoflotát flotují nad hladinou emulze, a to do válcovitého vrchu

4. Po ustálení hladin indikovaných v průzorech Pl a P2 se odpustí flotát z válcovitého vrchu 4 potrubím 5 do jeho akumulační nádrže, odsazená emulze se odvádí potrubím 2 do nádrže 7 úměrně nastavenému výkonu Čerpadla 8 podle jeho hladinového plováku. Emulze je čerpána potrubím 9 do aeračně-separačního reaktoru 10 pod úroveň spodku filtru 15, načež se spustí tlaková aerace 13 ve spodní části vestavby a čerpadlem 8 se doplní reaktor emulzí tak, aby se dosáhlo cirkulace provzdušněného aerátu emulze přepadem z válcového vrchu 14 na mezikružový filtr 15. Na filtru se zachycují vzniklé tmavé částice směsného znečistění při fyzikálně-chemickém působení vzduchu a kyslíku. Filtrát odtéká z filtru 15 do prostoru mezi pláštěm reaktoru a vestavbou pod spodek kužele a vrací se vnitřkem opakovaně do účinků tlakové kontinuální aerace. Konec aerace se zjistí, když na přepadu aerátu na filtr nevznikají další tmavé Částice, když se nemění světlost emulze a její pH.

Po zastavení aerace následuje separace sedimentaci ke dnu K2 do ustálení rozmezí hladiny emulze a sedimentu s vizuální kontrolou přes průzor P3, načež se začne odvádět emulze potrubím odpouštění _U do nádrže 16 průtokem, který odpovídá nastavenému výkonu čerpadla 17, které potrubím 18 podává emulzi vrchem do primárního filtru 20 s adsorpční filtrační hmotou, s výho30 dou spalitelnou. Filtrát spodem potrubím 23 natéká do čerpací nádrže 28, vratná odbočka 19 a potrubí s armaturou 26 jsou uzavřeny. Průzor P4 indikuje stupeň zanášení filtračního lože směsným znečištěním. Čerpadlo 29 podle hladiny podává potrubím 30 emulzi na sekundární filtr 31, jehož filtrační lože F propouští jen mikronový interval micel původní emulze. Výkon čerpadla 29 je úměrný čerpadlům 8 a 17. Filtrát emulze kontinuálně natéká potrubím 32 do homogeni35 začni nádrže 33 a plní ji na obsah, vymezený hladinoměrem H3, který pak uzavře ventil odpouštění z reaktoru 10 a zastaví čerpadla 17 a 29. U náplně emulze se změří koncentrace emulze a pH. Při chodu míchadla 35 se z odměrky 37 dávkuje koncentrát emulze na stanovenou původní hodnotu emulze. Z odměrky 37 se dávkuje 0,05 až 0,1 % hmotnostní roztoku biocidu v původní emulzí a z odměrky 38 roztok s výhodou organického aminu do hodnoty původní emulze, zpra40 vidla v rozmezí ochrany proti korozi, což je pH 8,8 až 9,5.

Plnohodnotně regenerovaná emulze s jakostními parametry se odpouští potrubím 34 do skladovacího zásobníku.

Při výměně zanesené adsorpční hmoty ve filtru 20 se postupuje tak, že při otevřené armatuře AO se vypustí emulze z filtru zpětným potrubím s armaturou 27, do čerpací nádrže 16, po zavření armatury 22 a spodní 23. Čerpadlo Γ7 odbočkou j9 vrátí emulzí do reaktoru 10. Rychlospojkami R se odpojí filtr od potrubí, uvolní obvodové závěrné šrouby filtru a víka 24, uvolní se polohovací aretace filtru na podpěře 21 a filtr se sklopí nad pojízdnou nádrž PN. Po uvolnění víka dna filtru 25 se obě víka odklopí a filtrační hmota se vyhrne do podsunuté nádrže PN.

Pří plnění filtru s uzavřeným víkem 25 je vhodné vlhkou filtrační hmotu sypat přes vrstvu emulze, zkrátí se tím odvzdušňování filtru. Výměna filtrační vestavby F v sekundárním filtru 3_L se provádí po vyprázdnění přes výpusť V7 po odpojení rychlospojkou R od potrubí a po otevření víka filtru. Odpadní produkty z regenerace odpadních emulzí s obsahem oleje, olejoťlotátu

- j CZ 303674 B6 s bakteriální bíohmotou odváděné potrubím 5 a sedimenty, odváděné výpustmi VI, V3, V7 a V8 se akumulují v kontejnerech. Spolu s odpadní filtrační hmotou z filtrů J_5, 20 a 3_L je lze účelně likvidovat s využitím jejich spalného tepla na průmyslových spalovnách odpadů.

Claims (1)

1. 5 PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob regenerace odpadních vodných řezných emulzí na bázi minerálních, rostlinných, nebo syntetických olejů, vyznačující se tím, že homogenita znečištění v emulzi se io odstraní účinky tlakového provzdušňování za oxidačního spoluúčinku kyslíku, čímž se formuje na částice odstranitelné z emulze flotací, sedimentací a filtrací, načež dotací koncentrátu emulze, biocidu a alkalizací, s výhodou organickým aminem, jako je hydrazin, cyklohexy lamin, nebo morfolin, obnoví se jakostní parametry původní emulze.

   15 2. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, obsahující v sestavě pro diskontinuální regeneraci separační nádrž, aeračně-separacní reaktor, primární a sekundární filtr a homogen izační nádrží, jejichž tělesa tvoří svisle orientované válcovité nádoby, opatřené kuželovitým dnem s výpustmi, filtry víky s odvzdušněním, vyznačující se tím, že separační nádrž (1) s horním nátokem (6) a hladinoměrem (Hl), ve spodní části má plášť kuželovité dno (K.1) s vý20 pustí (VI) průzor (Pl), vrchní část nad kuželovitým přechodem (3) má válcovitý vrch (4) s průzorem (P2) a odvodem (5), odtok z nádrže (1) přes odpouštění (2), čerpací zařízení (7), (8) ovládané hladinou, potrubím (9), je zaústěno vrchem do aeračně-separačního reaktoru (10) s hladinoměrem (H2), otevřená nádrž reaktoru (10) má kuželovité dno (K2) s výpustí (V3) a průzor (P3), uvnitř je souose umístěna kuželovitá aerační vestavba (12), opatřená od spodu vnitřní strany

   25 zařízením pro tlakové jemnobublinkové provzdušňování (13), nahoře zúžení kužele je ukončeno válcovitým vrchem (14), který nese mezikružový filtr (15), reaktor odpouštěním (11), přes čerpací zařízení (16), (17), ovládané hladinou, potrubím (18) je napojen na primární filtr (20), na plášti je opatřen průzorem (P4), víky (24) a (25) je otevíratelný z obou stran, otočně je nesen v podpěře (21), rychlospojkami (R) je napojen na potrubí nátoku (22) a odtoku (23), s vyústěním

   30 na přečerpávací zařízení (28), (29), ovládané hladinou, zaústěné potrubím (30) na sekundární filtr (31) scentrickou filtrační vestavbou (F), potrubí odtoku (32) je vyústěno do otevřené homogenizaění nádrže (33) s kuželovitým dnem (K3), výpustí (V8), odvodem (34), nahoře je opatřena hladinoměrem (H3) a míchadlem (35), které má na hřídeli spodní míchací nástroj podle dna a nad ním jeden posuvný míchací nástroj, volné příslušenství nádrže (33) tvoří zaústěné dávkovači

   35 zařízení (36), (37) a (38) na tekuté ingredience.