专利名称：一种废乳化液的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种废乳化液的处理方法，特别是切削、研磨等加工过程中产生的废
乳化液的处理方法，属于废液处理技术领域。
背景技术：
我国是一个水资源短缺的国家，已被联合国列为13个贫水国家之一 ；同时，我国 的水域也一直面临着水体污染的压力，其中工业废水为水域的重要污染源。乳化液主要是 由2 10%的矿物油及阴离子型或非离子型的乳化剂、添加剂(氯、硫、磷等)和水组成，具有 冷却、润滑、清洗、防锈等作用，经过冷车L、拉削、铰孑L、抛光、平整、切割等工序后导致变质而 被排放。废乳化液作为工业废水之首，其来源分布也十分广泛，主要在机械加工工业，尤其 是在轴承和汽车配件加工企业的切削、研磨加工过程中产生。随着工业的迅速发展，这种含 油废水的排放量与日剧增。废乳化液中的油类物质漂浮于水面上，形成油膜，阻止空气中的 氧溶于水中，致使水生生物因缺氧而死，最终使水体变坏，污染环境。废乳化液除具有一般 含油废水的危害外，由于表面活性剂的作用，机械油高度分散在水中，动植物、水生生物更 易吸收，而且表面活性剂本身对生物也有害，还可使一些不溶于水的有毒物质被溶解，通过 不同的途径最终进入人体，严重危害人体的健康。 由于乳化液中含有一定数量的表面活性剂，使得油分子和水分子结合得特别牢 固，因此废乳化液处理是废水处理中最感困难的一种。现有的废乳化液处置方法有沉降法、 焚烧法、气浮法等，沉降法主要是通过添加破乳剂使油水简单分离，得到上层的浮油，该工 艺简单，但处置的效果不明显，并会产生二次水污染。焚烧法是用高温焚烧炉将废乳化液进 行完全燃烧，该工艺能基本处理废乳化液，但废液中含有的矿物油则被浪费燃烧，不能够充 分回收利用。气浮法是用机械鼓风机对废乳化液进行鼓风搅拌，利用小气泡作为载体粘附 废液中的含油物质，使其浮力大于阻力，含油物质则上浮于液面，从而收集浮油进行回收利 用，但废液中COD值(COD值是指在一定条件下，氧化一升水样中的还原性物质所消耗的氧 化剂的量，称为化学需氧量，它反映了水中受还原性物质污染的程度)仍然偏高，不能达到 理想的处置效果。 中国专利200810089391. 3公开了一种采用超滤膜法处理高浓度多种类废乳化液 的方法及实现该方法的装置，其主体发明工艺为"溶气气浮-超滤膜-电解气浮"。利用两次 气浮对废乳化液的处置，分离出更多的浮油；通过超滤膜对废水进行过滤分离，出水进行下 一步处置，减轻后续处置的难度，该工艺存在以下不足处置废乳化液的膜要定期更换，使 得设备运行成本较大；超滤出水需要再次投加破乳剂进行破乳；备用的活性炭吸附系统， 同样增加设备初期的投入。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种废乳化液的处理
方法及实现该方法的装置。 本发明的技术方案是
一种废乳化液的处理方法，包括以下工艺步骤
(1) 预处理:
将收集的废乳化液置于地池过滤固形杂质，将除去固形杂质后的废乳化液泵入预处理 罐，加入CaCl2和Al2 (S04) 3，加热至55°C 80°C ，在搅拌下破乳，搅拌1 2h后静置沉降
10 15h，分离，回收油相;
(2) 机械气浮
分离回收油相后的废液用提升泵转料至机械气浮系统进行气浮处理，气浮的容积压力 为0. 2 0. 5MPa，溶气与废液的体积比例为1 :20 30，回收含油物质进一步利用，分离含 油物质后的废水进入调节池；
(3) 铁碳电解
调节池的废水进入铁碳电解单元，调节溶液的pH值至2 4，常温下电解30 50min ; 利用电极反应产物对废水中的有机污染物进行活化，将其转换成无毒物，降低废水的COD 值、油类的含量；
(4) 二级废水处理
铁碳电解出水通过管道汇集于集污井，与工业废水汇集后泵入二级废水处理系统进行 处理
用提升泵将集污井中的废水泵入分配池中，加入硅酸钠进行絮凝，所加硅酸钠的质量 为废水的0. 3 0. 7% ;
分离沉淀物后的废水进入斜板隔油池进一步分离浮油，分离浮油后的废水进入微生物 净化系统，废水中的有机物被微生物降解，经沉降池沉降后进入砂滤系统，降解后的水经砂 滤系统中的石砂、活性炭过滤后流入工业蓄水池以回收利用，而沉降池下层的微生物返用 于净化系统循环使用。 步骤(l)所述固形杂质是废乳化液中含有的棉纱、铁屑、纸屑等固形物。 上述废乳化液的处理工艺中，步骤(l)中CaCl2和Al2 (S04) 3的用量分别为废乳
化液重量的0. 1 0. 6%和0. 2 0. 5%。 除杂后的废乳化液可进入废乳化液储存罐长期存放后再进入预处理罐进行预处理。 上述步骤(3)中铁碳电解单元中铁屑、碳粒的质量比为铁屑碳粒=1 :1 3 :l，在 酸性条件下进行电解反应，溶液的PH值控制在2 4范围内。
上述步骤(4)中所述微生物为白腐菌(华特科技四川环境工程有限公司生产)，该
菌对各种废水的适应性强，自身繁殖生长迅速，对有机物的分解代谢速率快。 实现上述工艺的装置包括地池、储存罐、预处理罐、机械气浮装置、调节池、铁碳电
4解单元、集污井、分配池、斜板隔油池、微生物净化处理系统、沉降池、砂滤系统，地池与储存 罐之间、储存罐与预处理罐之间、预处理罐与铁碳电解单元之间、集污井与分配池之间还设 置有提升泵，各装置间通过管道相连接。 所述微生物净化处理系统包括微生物净化系统池体，池体的前后两侧壁分别设置 有进水口 、出水口 ，池体内固设有用以填装微生物的支撑框架，所述支撑框架为立体网状结 构，支撑框架的底部设置有多根并列的曝气软管，所述曝气软管由曝气软管定位管固定于 支撑框架的底部。所述微生物净化系统通过曝气软管供氧，使废水中的有机物通过微生物 氧化降解，使废水得以净化。 所述微生物净化处理系统的池体内壁还设置有至少一个择流板。择流板固定于池 体的左右两侧壁，将池体分隔成一端封闭、一端连通的相对独立的两个或两个以上的小池 体，进入微生物净化处理系统的废水依次在各小池体内进行微生物净化处理，可以提高微 生物净化处理的效率。 所述铁碳电解单元包括至少一个电解池，电解池侧壁、底壁分别设置有进水口、出 水口 ，电解池底部还设置有相连通的布气母管和曝气软管，所述布气母管与机械鼓风机相 连通，电解池内由下向上依次设置有卵石承托层、铁屑层和活性炭层。废水经过调节pH值 后进入电解池，在机械鼓风机的作用下，经布气母管分气后对电解池曝气，以达到增大铁碳 的电解作用，达到降低废水中有机物含量的作用。 所述沉降池为一个圆形池，沉降池的池壁内侧设置有环形的出水沟，沉降池的中
心设置有一中心导流筒，所述中心导流筒与进水管相连通，中心导流筒的下方设置有一三
角形的反射板，由微生物净化系统处置后的废水从进水管流入，经过中心导流管向下，遇反
射板后呈环形向外流出，经过沉降的清夜逐渐向外溢出，最终经出水沟流出，沉降的污泥经
回流泵返送至微生物净化池进行循环利用，而中间的水池可以作为观景使用。 所述的砂滤系统包括一池体，池体内底部设置有反冲气管、卵石过滤层、棉垫过滤
层、活性炭过滤层。卵石层主要隔离固体杂质，棉垫层作为铺设卵石层而用，同时过滤较小
的杂质，活性炭层吸附微小杂质，反冲气管主要是用于过滤层堵塞时，增大鼓风达到疏通过
滤层的作用。 本发明将除去固形物杂质后的废乳化液用CaCl2和A^ (S0》3进行预处理，预处 理后的废乳化液进入机械气浮系统，由于经过了破乳剂的破乳作用，废乳化液较易以气泡 作为载体，粘附废液中的含油物质，使其浮力大于阻力，含油物质上浮于液面，从而收集浮 油进行回收利用，降低废水中油类含量。气浮处理后的废乳化液进入铁碳电解单元，由于铁 和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池，其中电位低的铁成为阳极，电位高 的碳成为阴极，在酸性条件下发生电化学反应，其反应过程如下
阳极(Fe) <formula>formula see original document page 5</formula>阴极(C) :<formula>formula see original document page 5</formula>
从反应中看出，电解过程中产生了初生态的Fe2+和新生态[H]，它们是具有高化学活 性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用，对有机物进 行破坏，使其成为简单的无毒物，从而达到降低COD值的目的。铁碳电解单元的反应温度只 要达到常温就可以到达预期的处理效果，温度提高，可以电解速度加快。
电解出水进入二级废水处理系统进行处理，二级废水处理系统的装置包括集污井、分配池、斜板隔油池、微生物净化系统、沉降池、砂滤系统、生产蓄水池，经分配池进行絮 凝沉淀后的废水经斜板隔油池进一步除油后进入微生物净化系统，经白腐菌进行分解处 理，采用对流交换、顺流混合的全接触原理，该菌可以全天候处置废水，不会因停滞后再次 使用而死亡，(见附图4)，经过水解断链处理后的绝大多数有机物很容易被细菌氧化分解成 水和二氧化碳等物质，一部分有机物被微生物作为营养源吸收，从而使废水中的有机物得 以降解。处理后的出水进入沉降池，若出水不达标则经管线流至集污井继续处置。
本方法中各步骤收集的浮油经加工处理后，全部用于制造专利产品防护脂，实现 变废为宝的理念。本发明工艺简单，废水达标，而实现该发明的装置其占地面积小，投资少， 运行成本低，能耗低，最大化回收废油资源，具有明显的可操作性。利用本发明的方法和装 置时， 一次破乳就能够使油水分离，达到理想的破乳效果；微生物净化对废水的处置，能够 充分的分离废水中的有机物；最后的砂滤系统能够过滤除去残存在水中的微细悬浮物。若 只经过破乳，则COD值不能够明显的降低；若只经过铁碳电解，则C0D值能够降低，但不能达 到理想的标准；若只通过微生物净化，则C0D值也能够降低，但也不能达到理想的标准，只 有通过本发明中各个阶段的综合利用，才会使废水中COD值、石油类含量等指标完全能够 达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)。
图1为本发明所述工艺流程图。
图2为微生物净化系统结构侧面示意图。
图3为微生物净化系统俯视图。 图4为微生物净化处理系统的对流交换、顺流混合的全接触原理示意图5为铁碳电解单元结构示意图
图6为铁碳电解单元俯视图。
图7为沉降池结构示意图
图8为沉降池俯视图。
图9为砂滤系统结构示意图。 图中标记1为废乳化液，2为地池，3、5、9、15为提升泵，4为废乳化液长周期储存 罐，6为废乳化液预处理罐，7、8分别为高效破乳剂CaCl2和A12(S04)3， 10为机械气浮系统， 11为调节池，12为铁碳电解单元，13为集污井，14为工业废水，16为分配池，17为高效絮凝 剂硅酸钠，18为斜板隔油池，19为微生物净化系统，20为沉降池，21为不达标废水，22为微 生物，23为砂滤系统，24为工业蓄水池，25- 二级废水处理系统；
1901为微生物净化系统的进水口 ， 1902为填料支撑框架，1903为择流板，1904为微生 物净化系统的出水口， 1905为曝气软管，1906为曝气软管定位管，1907为微生物净化系统 的机械鼓风机；1908为微生物净化系统的池体；
1201为铁碳电解单元的进水口 ， 1202为活性炭层，1203为铁屑层，1204为卵石承托层， 1205为曝气管，1206为铁碳电解单元的出水口 ， 1205为曝气管，1207为布气母管，1208为铁 碳电解单元的机械鼓风机；1209为电解池；
2001为沉降池进水管，2002为中心导流筒，2003为反射板，2004为污泥，2005为出水 管，2006为沉降池池壁，2007为观景池，2008为出水沟；
2301为砂滤系统的进水管，2302为活性炭过滤层，2303为棉垫过滤层，2304为卵石过滤层，23Q5为大卵石层，2306为反冲气管，2307出水管。
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具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明 上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范 围。
—种废乳化液的处理方法，包括以下工艺步骤
(1) 预处理:
将收集的废乳化液1置于地池2过滤固形杂质，启动提升泵3，将除去固形杂质后的废 乳化液泵入预处理罐4，待液位达到设定的高度后，启动提升泵5将废乳化液提升至预处理 罐6，加入加入高效破乳剂7、8，即CaCl2和Al2 (S(W，加热至55°C 8(TC，在搅拌下破乳， 搅拌1 2h后静置沉降10 15h，分离，回收油相；
(2) 机械气浮
分离回收油相后的废液用提升泵9转料至机械气浮系统10进行气浮处理，气浮的容积 压力为0. 2 0. 5MPa，溶气与废液的体积比例为1 :20 30，回收含油物质进一步利用，分 离含油物质后的废水进入调节池11 ;
(3) 铁碳电解
调节池11的废水进入铁碳电解单元12，调节溶液的pH值至2 4，常温下电解30 50min ;利用电极反应产物对废水中的有机污染物进行活化，将其转换成无毒物，降低废水 的COD值、油类的含量；
(4) 二级废水处理
铁碳电解出水通过管道汇集于集污井13，与工业废水14汇集后泵入二级废水处理系 统25进行处理1启动提升泵15将废水送至分配池16，并加入絮凝剂硅酸钠17，所加硅酸 钠的质量为废水的0. 3 0. 7% ;充分反应后进入斜板隔油池18除去上层浮油，再进入微生 物净化系统19，处置后的废水流至沉降池20，测得指标合格后清水进入砂滤系统23，不达 标则经管线21流至集污井13，而沉降于底部的微生物22返送至微生物净化系统19循环利 用，最终处理达标后的水进入工业蓄水池24待用。 上述废乳化液的处理工艺中，步骤(l)中CaCl2和Al2 (S04) 3的用量分别为废乳 化液重量的0. 1 0. 6%和0. 2 0. 5%。 上述步骤(3)中铁碳电解单元中铁屑、碳粒的质量比为铁屑碳粒=1 :1 3 :l，在 酸性条件下进行电解反应，溶液的pH值控制在2 4范围内。 上述步骤(4)中所述微生物为白腐菌(华特科技四川环境工程有限公司生产)。
实施例1 :
来自某钢管加工厂的废乳化液，该废液中含有大量的铁屑、表面活性剂，以及1 . 5 % 的油类物质，其COD值为80000 100000mg/L，采用本发明的方法和装置对该废乳化液进 行处理，投加破乳剂CaCl2和Al2 (S04) 3的用量分别为4kg/m3和5kg/m 温度控制在70 80°C ，搅拌2h，破乳沉降静置15h，处理量为10t，经污水处理站处置后，出水水质中COD值为40 100mg/L、石油类含量为1 5mg/L，完全达到《国家污水综合排放标准》GB8978-1996
中一级标准，处置中收集的废油经再生精制后用于生产专利产品——防护脂。
实施例2 :
来自某机械加工厂的废乳化液，该废液中含有5 X的废油、表面活性剂和水，其COD 值为40000 80000mg/L，采用本发明的方法和装置对该废乳化液进行处理，投加破乳剂 CaCl2和Al2 (S04) 3的用量分别为3kg/m3和4kg/m3，温度控制在70 80°C ，搅拌2h，破乳 沉降静置15h，处理量为10t，经污水处理站处置后，出水水质中COD值为40 100mg/L、石 油类含量为1 5mg/L，完全达到《国家污水综合排放标准》GB8978-1996中一级标准，处置 中收集的废油经再生精制后用于生产专利产品——防护脂。
权利要求
1、一种废乳化液的处理方法，其特征在于包括以下工艺步骤(1)预处理将收集的废乳化液置于地池过滤固形杂质，将除去固形杂质后的废乳化液泵入预处理罐，加入CaCl2和Al2(SO4)3，加热至55℃～80℃，在搅拌下破乳，搅拌1～2h后静置沉降10～15h，分离，回收油相；(2)机械气浮分离回收油相后的废液用提升泵转料至机械气浮系统进行气浮处理，气浮的容积压力为0.2～0.5MPa，溶气与废液的体积比例为120～30，回收含油物质进一步利用，分离含油物质后的废水进入调节池；(3)铁碳电解调节池的废水进入铁碳电解单元，调节溶液的pH值至2～4，常温下电解30～50min； (4)二级废水处理铁碳电解出水通过管道汇集于集污井，与工业废水汇集后泵入二级废水处理系统进行处理用提升泵将集污井中的废水泵入分配池中，加入硅酸钠进行絮凝，所加硅酸钠的质量为废水的0.3～0.7%； 分离沉淀物后的废水进入斜板隔油池进一步分离浮油，分离浮油后的废水进入微生物净化系统，废水中的有机物被微生物降解，经沉降池沉降后进入砂滤系统，降解后的水经砂滤系统中的石砂、活性炭过滤后流入工业蓄水池以回收利用，而沉降池下层的微生物返用于净化系统循环使用。
2. 2、根据权利要求1所述的废乳化液的处理方法，其特征在于所述废乳化液的处理工艺中，步骤(l)中CaCl2和A12(S04)3的用量分别为废乳化液重量的0. 1 0. 6%和0. 2 0. 5%。
3. 3、根据权利要求1所述的废乳化液的处理方法，其特征在于所述废乳化液的处理 工艺中，步骤(3)中铁碳电解单元中铁屑、碳粒的质量比为铁屑碳粒=1 :1 3 :1。
4. 4、根据权利要求1所述的废乳化液的处理方法，其特征在于所述废乳化液的处理 工艺中，上述步骤(4)中所述微生物为白腐菌。
全文摘要
本发明公开一种废乳化液的处理方法，特别是切削、研磨等加工过程中产生的废乳化液的处理方法。该方法包括如下步骤储存破乳分离、机械气浮、铁碳电解、混凝沉降、斜板隔油、微生物净化、沉降、砂滤等步骤；本发明工艺简单，废水达标，而实现该发明的装置其占地面积小，投资少，运行成本低，能耗低，最大化回收废油资源，具有明显的可操作性，广泛适用于机械加工及其它行业的废乳化液处置。本发明回收的废油能够完全用于专利产品防护脂的生产，实现资源理想化的应用。
文档编号C02F1/461GK101792239SQ201010136950
公开日2010年8月4日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者夏位松, 赵晓东, 陈文锦 申请人:成都蜀光石油化学有限公司