一种切削废液的预处理装置的制作方法

本实用新型涉及废水处理领域，特别涉及一种切削废液的预处理装置。

背景技术：

切削液是一种金属加工和机械加工过程中常用的冷却剂和润滑剂，其成分根据使用场合的不同包括油、油水乳化液、膏剂、凝胶、水等，在金属加工或机械制造中对切削过程起润滑、冷却、清洗、防锈等作用。

切削液在使用过程中，因混入杂质失效而产生大量切削废液，其主要化学成分包括水、基础油(矿物油、植物油、合成酯或它们的混合物)、表面活性剂、防锈添加剂(环烷酸锌、石油磺酸钠(亦是乳化剂)、石油磺酸钡、苯并三唑，山梨糖醇单油酸酯、硬脂酸铝)、极压添加剂(含硫、磷、氯等元素的极性化合物)、摩擦改进剂(减摩剂或油性添加剂)、抗氧化剂等，有机污染物和氨氮浓度高，且有一定毒性，如未经处理直接排放则会严重污染环境并危害人体健康。因此，对切削废液的妥善处理至关重要。

目前切削废液的处理方法大多为加入破乳剂后固液分离，再纳入综合废水处理系统，存在破乳不彻底，可生化性差，破乳剂添加剂量大，药剂成本过高，且污泥量大，委外处置费用高等缺点。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可进行电絮凝-电芬顿-三维电解复合技术处理的切削废液的预处理装置，利用该装置进行预处理后的废液破乳彻底、出水可生化性好。

本实用新型的技术方案为：提供一种切削废液的预处理装置，包括用于收集切削废液的收集池，调节切削废液pH值的调节池，对该切削废液进行电解氧化处理的三合一反应器以及混凝沉淀池，所述三合一反应器为包含电絮凝-电芬顿-三维电解处理技术的三合一电解槽；所述收集池、调节池、三合一电解槽和混凝沉淀池按废水处理顺序从左至右依次通过管路连接，连接所述收集池与调节池之间的管路上设有第一提升泵，连接所述调节池与所述三合一反应器的管路上设有第二提升泵，所述三合一电解槽包括长方形槽体、设置在长方形槽体内的一块阳极极板和两块阴极极板，所述长方形槽体由左至右设置第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板将所述长方形槽体内腔分隔为电絮凝反应区、电芬顿反应区和三维电解反应区。

优选地，所述第一隔板中部设有若干个直径为3-7mm的圆孔，所述第二隔板下部设有若干个直径为3-7mm的圆孔。

优选地，所述阳极极板设置长方形槽体中间且与第一、二隔板均垂直，两块所述阴极极板分别设置于所述阳极极板前后两侧并与所述阳极极板平行。

优选地，每块所述阴极极板与所述阳极极板的间距皆为250-500mm。

优选地，在所述电絮凝反应区底部设有第一压缩空气进气口及上部由上至下依次设有刮渣装置、废液泵入口和絮凝剂注入口，在所述电芬顿反应区中部设有氧化剂注入口及底部设有第二压缩空气进气口，在所述三维电解反应区内部填充有由铁碳基催化剂烧结而成的第三电极及底部设有第三压缩空气进气口，在所述三维电解反应区上部设有出水口。

优选地，所述阳极极板为复合极板，所述复合极板为铁电极、铝电极、钛电极的任意组合；所述阴极极板材料为石墨材料、不锈钢材料、钛材料中的一种。

本实用新型的有益效果为：

1.经过电絮凝-电芬顿-三维电解复合技术处理后，原有乳化结构被破除，出水清亮，并且切削废液中的环状、链状有机物被依次降解，大部分有机物被去除。

2.经过电絮凝-电芬顿-三维电解复合技术处理后，切削废液的可生化性良好，解决了高浓度切削废液无法稳定衔接生化处理的难题。

3.该装置采用电絮凝+气浮刮渣实现切削废液的基本破乳，刮渣后废液清亮，再采用电芬顿彻底破乳，解决了高浓度切削废液无法持续彻底破乳的难题。

4.采用三维电解激发残留H2O2完全反应生成更多的羟基自由基，进一步降解有机物，并减低切削废液毒性，解决了残留H2O2影响微生物活性的问题，同时实现H2O2的充分利用。

5.该装置设计简单，结构紧凑，占地面积小，一次性投资小，自动化运行程度高，具有普遍适用性。

6.该装置运行过程中只需投加少量的聚丙烯酰胺、H2O2和酸，较少额外增加污泥量，运行成本低，废液处理负担小，适合推广使用。

附图说明

图1是本实用新型一种切削废液的预处理装置的结构示意图。

图2是本实用新型一种切削废液的预处理装置的三合一电解槽俯视图。

具体实施方式

本实用新型下面将结合附图作进一步详述：

请参阅图1和图2所示，本实用新型提供了一种切削废液的预处理装置，包括用于收集切削废液的收集池1，调节切削废液pH值的调节池3，对该切削废液进行电解氧化处理的三合一反应器12以及混凝沉淀池19，所述三合一反应器12为包含电絮凝-电芬顿-三维电解处理技术的三合一电解槽；所述收集池1、调节池3、三合一电解槽和混凝沉淀池按废水处理顺序从左至右依次通过管路连接，连接所述收集池1与调节池3之间的管路上设有第一提升泵2，连接所述调节池与所述三合一反应器的管路上设有第二提升泵4，所述三合一电解槽包括长方形槽体、设置在长方形槽体内的一块阳极极板21和两块阴极极板20，所述长方形槽体由左至右设置第一隔板8和第二隔板9，所述第一隔板8和第二隔板9将所述长方形槽体内腔分隔为电絮凝反应区、电芬顿反应区和三维电解反应区。

所述第一隔板8中部设有若干个直径为3-7mm的圆孔10，所述第二隔板9下部设有若干个直径为3-7mm的圆孔14。

所述阳极极板21设置长方形槽体中间且与第一、二隔板均垂直，两块所述阴极极板20分别设置于所述阳极极板21前后两侧并与所述阳极极板21平行。

每块所述阴极极板20与所述阳极极板21的间距皆为250-500mm。

在所述电絮凝反应区底部设有第一压缩空气进气口13及上部由上至下依次设有刮渣装置3、废液泵入口5和絮凝剂注入口6，在所述电芬顿反应区中部设有氧化剂注入口11及底部设有第二压缩空气进气口15，在所述三维电解反应区内部填充有由铁碳基催化剂烧结而成的第三电极17及底部设有第三压缩空气进气口，在所述三维电解反应区上部设有出水口18。

所述阳极极板21为复合极板，所述复合极板为铁电极、铝电极、钛电极的任意组合；所述阴极极板20材料为石墨材料、不锈钢材料、钛材料中的一种。

本实用新型的工作原理：

利用收集池1收集切削废液。将收集池1中的切削废液通过第一提升泵2泵入调节池3，调整废水的pH值在3.0-5.0之间，该pH值可使电絮凝、电芬顿和三维电解一体化处理效果达到最佳。当pH值低于上述范围下限时，电絮凝电极阳极损耗过快，电芬顿产生的H2O2效率下降，三维电解更容易发生稀氢反应；pH值高于上述范围上限时，电絮凝电极阳极破乳效率下降，电芬顿需要的Fe²⁺易生成沉淀，电芬顿反应导致效率下降，三维电解的填料表面钝化，导致填料的失活。

之后，将调节池3中的切削废液通过第二提升泵4泵入以电絮凝-电芬顿-三维电解复合技术为一体的三合一电解槽中，在电絮凝反应区实现切削废液的基本破乳，采用电芬顿彻底破乳，解决了高浓度切削废液无法持续彻底破乳的难题；采用三维电解激发残留H2O2完全反应生成更多的羟基自由基，进一步降解有机物，降低切削废液毒性，解决了残留H2O2影响后续生物处理的问题。

电絮凝反应系统中，注入的压缩空气中的氧还原产生过氧化氢，复合阳极氧化生成大量新生态的铁盐和铝盐，切削废液中的环状、链状有机物在过氧化氢的催化作用下与新生态的铁盐及铝盐反应，生成可以气浮刮除的絮状物，原有的乳化结构大部分被破乳。

将所述三合一电解槽处理后的切削废液泵入混凝沉淀池19中，调节混凝沉淀池19中的废液的pH值为7.0-10.0，加入絮凝剂进行混凝沉淀处理，混凝沉淀出水可生化性良好，可直接纳入综合废水处理系统。

所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，其加入量为2-5mg/L，混凝沉淀时间为30-50min。电芬顿反应系统中，新生态的Fe²⁺和H2O2反应生成·OH，进而氧化分解有机物，如下式(1)、(2)：

Fe²⁺+H2O2→Fe³⁺+·OH+OH^- (1)

·OH+RH→·R+H2O (2)

三维电解反应系统中，注入的压缩空气中的氧还原产生过氧化氢，生成的过氧化氢以及电芬顿反应区残留的过氧化氢迅速与溶液中存在的Fe²⁺反应产生·OH和Fe³⁺，由于Fe³⁺的还原电位较O2的初始还原电位正，因此Fe³⁺可在阴极上于O2的还原过程中还原再生为Fe²⁺。

·OH具有很强的氧化能力(2.8V)，仅次于氟的氧化能力(2.87V)，能与废水中许多组分发生氧化还原作用，破坏环状、链状有机物的结构，大分子分解为小分子，达到破乳及降解有机物的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。