一种高浓度切削液乳化液废水处理系统的制作方法

本实用新型属于切削液乳化液废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度切削液乳化液废水处理系统。

背景技术：

机加工行业或铝型材加工行业在生产过程中会产生大量高浓度的切削液废水和乳化液废水，此类废水水质复杂，废水往往中含有大量的切削液（包含表面活性剂、防锈剂）、乳化液（包含防腐剂、乳化剂、消泡剂）、机械油、抗磨液压油、润滑油等有毒、难降解的污染物，这给此类废水的处理带来极大困难。

目前针对此类废水的处理方法大致有：酸析法、盐析法、混凝沉淀法、膜法等处理方法。但在实际的废水处理工程应用时，采用上述单一方法很难实现高浓度切削液、乳化液废水的达标处理；因此针对高浓度切削液、乳化液废水的达标处理应寻求合理处理工艺，并对现有工艺进行调整、组合使用，这样才能够实现此类废水的达标处理，并进一步实现资源的有效利用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高浓度切削液乳化液废水处理系统，通过设计电絮凝一体化装备、固定床电催化氧化废水处理装置、sbr生物反应器以及baf曝气生物池可以实现对机加工或铝型材加工过程中产生的高浓度切削液废水和乳化液废水进行分离处理，并能够实现过滤后废水的在回收利用。

为了实现上述目的，本实用新型设计了一种高浓度切削液乳化液废水处理系统，包括通过管路依次串联的隔油调节池、电絮凝一体化装备、集水池、固定床电催化氧化废水处理装置、综合调节池、sbr生物反应器、缓冲排放池、baf曝气生物池以及回用水池；

还包括污泥处理装置，所述污泥处理装置包括通过管路依次串联的污泥浓缩池、污泥提升泵和污泥压滤机；所述电絮凝一体化装备、固定床电催化氧化废水处理装置以及sbr生物反应器均通过管路与污泥浓缩池相连通。

进一步的，所述baf曝气生物池为两级串联设置。

进一步的，所述电絮凝一体化装备是一种一体化设备，该设备采用现有技术，其专利号为：zl201520213700.9，该设备包括电解反应区、前ph调节区、混凝反应区、沉淀区和后ph回调区，沉淀区的上方设有浮渣区和出水区，电解反应区采用可溶性铁极板作为正极极板，采用非可溶性石墨电极板作为负极极板，极板间距设置为d=15mm，极板组件外部施加外加电场，极板组件的固定采用插槽式固定，正极极板和负极极板为复极感应式感应极板；浮渣区设置刮渣机和集渣槽以更好实现浮渣和沉渣的分离，刮渣机由低速电极和刮渣板组成，其低速电极的转速调整设置为7-8r/min，功率为0.15kw；经刮渣机刮出的浮渣排入污泥浓缩池201；出水区设有出水调节堰用以调节出水水位。

进一步的，所述固定床电催化氧化废水处理装置包括固定床和设备本体，所述设备本体设置在固定床上，所述设备本体包括设备箱、plc控制器、直流开关电源、导电极板、三维粒子电极层、承托层组件、进水系统、曝气系统、排水系统和排渣排空系统，所述plc控制器用于控制直流开关电源的开启，所述直流开关电源通过导线和导电极板电连接，所述三维粒子电极层和承托层组件均设置于设备箱的内部，所述承托层组件位于三维粒子电极层的底部并用于支撑三维粒子电极层，所述导电极板竖直设置于三维粒子电极层内，所述曝气系统安装于设备箱的一侧面底部，所述进水系统安装于设备箱的另一侧面底部，所述排水系统位于设备箱一侧面的顶部，所述排渣排空系统安装于设备箱第三侧面的顶部。

优选的，所述的固定床电催化氧化废水处理装置，还包括有清洗系统和人机界面，所述清洗系统包括自来水清洗系统、高压风机清洗系统和药剂清洗系统，所述自来水清洗系统、高压风机清洗系统和药剂清洗系统均由相应的管道和气动阀门组成，所述人机界面的输出端和plc控制器的输入端连接，所述自来水清洗系统、高压风机清洗系统和药剂清洗系统上的气动阀门的输入端均与plc控制器的输出端连接。

优选的，所述的导电极板设置有多个，多个导电极板通过桥架固定在设备箱内部，且多个导电极板均匀设置，所述导电极板为石墨极板。

优选的，所述的三维粒子电极层包括载体和设置在载体上的负载催化剂。

优选的，所述承托层组件包括承托板和用于支撑承托板的承托垫层，所述承托垫层位于设备箱的内部底端，所述承托板位于承托垫层和三维粒子电极层之间并用于承托三维粒子电极层，所述承托板的表面安装有布水帽，所述承托垫层由不同粒度等级的鹅卵石组成，所述承托垫层的高度设置为150-250mm，所述承托垫层的内部设置有分别和进水系统和曝气系统相对应的布水管和布气管。

优选的，所述的进水系统包括废水提升泵、进水管道和进水阀门，所述的废水提升泵和进水阀门依次安装于进水管道上，所述进水管道的一端位于设备箱的外侧，所述进水管道的另一端贯穿设备箱的端面并与布水管连接，所述进水阀门为气动阀门，所述进水阀门的输入端与plc控制器的输出端连接。

优选的，所述的曝气系统包括曝气风机、曝气管道和曝气阀门，所述曝气风机和曝气阀门依次安装于曝气管道上，所述曝气管道的一端位于设备箱的外侧，所述曝气管道的另一端贯穿设备箱的一端面并与布气管连接，所述曝气阀门为气动阀门，所述曝气阀门的输入端与plc控制器的输出端连接。

优选的，所述排渣排空系统包括排渣排空管道和设置在排渣排空管道上的排渣排空阀门，所述排渣排空管道的一端和设备箱连通，所述排渣排空阀门的输入端和plc控制器的输出端连接。

优选的，所述排水系统包括用于调节水位的出水堰、出水管道和出水阀门，所述出水管道和设备箱连通，所述出水阀门设置在出水管道上。

进一步的，每一级baf曝气生物池均采取钢结构以实现防腐，并采取向上曝气的方式，baf曝气生物池包括由底部至顶部依次分布的承托层、配水层、滤料层以及清水层，所述承托层设置高度为350mm，承托层采用鹅卵石作为承托垫；配水层高度设置为1200mm，配水采取穿孔管大阻力布水结构；滤料层高度设置为2500mm，滤料采取3-5mm的轻质陶粒滤料；清水层设置高度为1000mm，清水层超高设置为350mm；baf曝气生物池总体的高度为5400mm；baf曝气生物池设置气动阀门，可实现自动运行、自动反洗工作。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的高浓度切削液乳化液废水处理系统通过设计电絮凝一体化装备、固定床电催化氧化废水处理装置、sbr生物反应器以及baf曝气生物池可以实现对机加工或铝型材加工过程中产生的高浓度切削液废水和乳化液废水进行分离处理，并能够实现过滤后废水的在回收利用。本实用新型所述系统中设备连接路线清晰，具有操作方便，且易于工业化处理的特点。

2、所述固定床电催化氧化废水处理装置可以将直流开关电源提供的直流电场为驱动力，以三维粒子电极层中填充的粒子电极为催化剂，并以曝气充氧为原料共同实现高效的催化氧化效果，能够对高浓度、难降解的有机废水进行高效的处理，表现在对cod的高效去除，能大幅度提高此类废水的bod/cod值，同时辅以plc控制器，能够对该装置的电催化氧化工作过程和清洗过程进行控制，依次实现工作过程-清洗过程-工作过程的连续循环运行，实现设备的高效自动化运行与长期稳定化运行。

附图说明

图1是实施例1所述高浓度切削液乳化液含油废水处理系统的示意图；

图2是固定床电催化氧化废水处理装置的结构示意图；

图3是图2的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不限于此。

实施例1

如图1-3所示，一种高浓度切削液乳化液含油废水处理系统，包括通过管路依次串联的隔油调节池101、电絮凝一体化装备102、集水池103、固定床电催化氧化废水处理装置104、综合调节池105、sbr生物反应器106、缓冲排放池107、两级串联的baf曝气生物池108以及回用水池9；

所述高浓度切削液乳化液含油废水处理系统还包括污泥处理装置，所述污泥处理装置包括通过管路依次串联的污泥浓缩池201、污泥提升泵202和污泥压滤机203。

所述电絮凝一体化装备102、固定床电催化氧化废水处理装置104以及sbr生物反应器106均通过管路（图中虚线）与污泥浓缩池201相连通。

所述电絮凝一体化装备102是一种一体化设备，该设备采用现有技术，其专利号为：zl201520213700.9，该设备包括电解反应区、前ph调节区、混凝反应区、沉淀区和后ph回调区，沉淀区的上方设有浮渣区和出水区，电解反应区采用可溶性铁极板作为正极极板，采用非可溶性石墨电极板作为负极极板，极板间距设置为d=15mm，极板组件外部施加外加电场，极板组件的固定采用插槽式固定，正极极板和负极极板为复极感应式感应极板，其中，直流电源输出分解电压为u=5v，电流密度ρ=3.5a/cm2，电化学反应时间为hrt=30min；浮渣区设置刮渣机和集渣槽以更好实现浮渣和沉渣的分离，刮渣机由低速电极和刮渣板组成，其低速电极的转速调整设置为7-8r/min，功率为0.15kw；经刮渣机刮出的浮渣排入污泥浓缩池201；出水区设有出水调节堰用以调节出水水位。经过电絮凝一体化装备102处理后的废水流至集水池103进行收集，再进入固定床电催化氧化废水处理装置104进一步处理。

所述固定床电催化氧化废水处理装置104是一种三维电催化氧化装置，其包括固定床1和设备本体，所述设备本体设置在固定床1上，所述设备本体包括设备箱2、plc控制器3、直流开关电源4、导电极板5、三维粒子电极层6、承托层组件、进水系统、曝气系统、排水系统和排渣排空系统，所述plc控制器3用于控制直流开关电源4的开启，所述直流开关电源4通过导线和导电极板5电连接，所述三维粒子电极层6和承托层组件均设置于设备箱2的内部，所述承托层组件位于三维粒子电极层6的底部并用于支撑三维粒子电极层6，所述导电极板5竖直设置于三维粒子电极层6内，所述曝气系统安装于设备箱2的一侧面底部，所述进水系统安装于设备箱2的另一侧面底部，所述排水系统位于设备箱2一侧面顶部，所述排渣排空系统安装于设备箱2第三侧面的顶部，废水处理时，废水从进水系统进入到设备箱2内，经过承托层组件到导电极板5和三维粒子电极层6区域，废水在三维粒子电极层6和导电极板5的作用下进行催化氧化并完成废水的处理过程，且在处理过程中，曝气系统对设备箱2内部进行曝气充氧以提供废水中的溶解氧进而为整个电催化氧化过程提供原料，以提高对废水的处理效果。

本实施例中，所述的固定床电催化氧化废水处理装置104还包括有清洗系统和人机界面10，所述清洗系统包括自来水清洗系统7、高压风机清洗系统8和药剂清洗系统9，所述自来水清洗系统7、高压风机清洗系统8和药剂清洗系统9均由相应的管道和气动阀门组成，所述人机界面10的输出端和plc控制器3的输入端连接，所述自来水清洗系统7、高压风机清洗系统8和药剂清洗系统9上的气动阀门的输入端均与plc控制器3的输出端连接，在清洗系统准备运行时，先在人机界面10上设定清洗周期并选择开始清洗，其清洗周期通过时间继电器来控制，plc控制器3接收到人机界面10发送的清洗指令，控制进水阀门、曝气阀门、排渣排空阀门、自来水清洗系统上的气动阀门和药剂清洗系统上的气动阀门关闭，并控制高压风机清洗系统8上的气动阀门打开，对设备箱2进行气洗，气洗60s后plc控制器3控制药剂清洗系统9上的气动阀门打开，进入药剂清洗阶段，药剂能够选择稀盐酸溶液，在药剂清洗的同时进行高压风机供气，即进行气洗-清洗剂联洗，联洗时间为60s，联洗完成后，plc控制器3控制药剂清洗系统9上的气动阀门关闭，并打开自来水清洗系统7上的气动阀门，进行气洗-清水洗联洗，清洗60s后，plc控制器3控制高压风机清洗系统8和自来水清洗系统7上的气动阀门关闭，然后打开排渣排空阀门23，清洗后的废渣从排渣排空管道22排出，清洗过程完全完成后，plc控制器3控制关闭排渣排空阀门23并开启进水阀门18和曝气阀门21以进行下一次废水的处理，实现系统的自动化连续运行。

所述的导电极板5设置有多个，多个导电极板通过桥架11固定在设备箱2内部，且多个导电极板均匀设置，所述导电极板5为石墨极板，在实际操作中，将桥架11先放置于设备箱2的内部底端，然后将多个导电极板分别放置于桥架11上对应的位置，导电极板5也能够使用不锈钢极板或者dsa型稳极板。

所述的三维粒子电极层6包括载体和设置在载体上的负载催化剂，所述的载体为分子筛，分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成，分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，所述负载催化剂为具有催化特性的金属氧化物按照配比进行配伍组合而成，如活性炭65%，二氧化锰5%，氧化铁15%，氧化铜15%和氧化铈1%进行配伍组合而成的物质，在操作中，载体也能使用柱状炭颗粒，负载催化剂也能够用具有催化特性的过氧化物按照配比进行配伍组合后的物质。

所述承托层组件包括承托板12和用于支撑承托板的承托垫层13，所述承托垫层13位于设备箱2的内部底端，所述承托板12位于承托垫层13和三维粒子电极层6之间并用于承托三维粒子电极层6，所述承托板12的表面安装有布水帽，承托板12的表面均匀开设有与布水帽相对应的布水孔，实际操作中，工作人员能够根据需要来对承托板12上需要开设的布水孔的密度进行设定，所述承托垫层13由不同粒度等级的鹅卵石组成，所述承托垫层13的高度设置为150-250mm，所述承托垫层13的内部设置有分别和进水系统和曝气系统相对应的布水管14和布气管15，布水管4和进水管道17连接，布气管15和曝气管道20连接。

所述的进水系统包括废水提升泵16、进水管道17和进水阀门18，所述的废水提升泵16和进水阀门18依次安装于进水管道17上，所述进水管道17的一端位于设备箱2的外侧，所述进水管道17的另一端贯穿设备箱2的端面并与布水管14连接，所述进水阀门18为气动阀门，所述进水阀门18的输入端与plc控制器3的输出端连接。

所述的曝气系统包括曝气风机19、曝气管道20和曝气阀门21，所述曝气风机19和曝气阀门21依次安装于曝气管道20上，所述曝气管道20的一端位于设备箱2的外侧，所述曝气管道20的另一端贯穿设备箱2的一端面并与布气管15连接，所述曝气阀门21为气动阀门，所述曝气阀门21的输入端与plc控制器3的输出端连接。

所述排渣排空系统包括排渣排空管道22和设置在排渣排空管道上的排渣排空阀门23，所述排渣排空管道22的一端和设备箱2连通，所述排渣排空阀门23的输入端和plc控制器3的输出端连接。

所述排水系统包括用于调节水位的出水堰24、出水管道25和出水阀门26，所述出水管道25和设备箱2连通，所述出水阀门26设置在出水管道25上，废水处理前，先将出水阀门26开启并将出水堰24调整到合适的高度，具体的高度能够根据工作人员实际操作时的需求来确定，废水处理完成后，随着水位的增高，处理后的废水漫过三维粒子电极层6并从出水管道25排出，以进入下一级废水的处理或者达标排放。

所述的plc控制器的型号为西门子s7-200，该型号的控制器功能强大，能够实现复杂的控制功能，具有很高的性价比。

所述的设备箱2在设计时，采用玻璃钢和加强筋一体化设计，根据操作需要来确定在设备箱2的本体内设置的加强筋的数量和密度，设备箱上所配置的孔洞均为一次预留成型制作，为了加强孔洞的质量，也能在孔洞上使用ppr进行加强制作。

废水在固定床电催化氧化废水处理装置104中处理的目的在于通过以外加电场为驱动力，以所填充的三维粒子电极为催化剂，以曝气系统产生的溶解氧为原料，经过催化反应产生的双氧水、羟基自由基等具有强氧化性质的活性物质，经过氧化、矿化反应分解废水中可溶性有机物，使该废水中的有机物污染物降低到最低水平。

经过固定床电催化氧化废水处理装置104处理后的切削液乳化液废水进入综合调节池105进行水质和水量的均衡调节，然后流入进入sbr（序批示活性污泥处理）生物反应器106。

经过sbr生物反应器106处理后的废水回收时，废水通过管路进入缓冲排放池107，然后由提升泵提升至baf曝气生物池108进行深度处理，所述深度处理采用两级baf曝气生物池108进行处理。

其中，每一级baf曝气生物池108均采取钢结构以实现防腐，并采取向上曝气的方式，baf曝气生物池108包括由底部至顶部依次分布的承托层、配水层、滤料层以及清水层，所述承托层设置高度为350mm，承托层采用鹅卵石作为承托垫；配水层高度设置为1200mm，配水采取穿孔管，即水平设有若干排穿孔管，穿孔管水流向上流动；滤料层高度设置为2500mm，滤料采取3-5mm的轻质陶粒滤料；清水层设置高度为1000mm，清水层超高设置为350mm；baf曝气生物池108总体的高度为5400mm；baf曝气生物池108设置气动阀门，可实现自动运行、自动反洗工作。

上述高浓度切削液乳化液含油废水处理系统的工作原理及工艺步骤为：

1、高浓度切削液废水和/或乳化液废水首先进入隔油调节池101以去除浮油，以减轻后续处理工序的负荷；

2、经过隔油调节池101预处理后的废水自流至或由计量提升泵提升至电絮凝一体化装备102，该设备集电化学絮凝、电化学氧化、电化学气浮、电化学还原于一体，对此类废水进行氧化、絮凝、还原、气浮处理，同时该设备集沉淀、气浮分离于一体，其出水可以直接进入集水池103进行收集，再进入下一级废水处理系统；

3、经过电絮凝一体化装备102处理后的废水自流至固定床电催化氧化废水处理装置104进一步处理；

利用固定床电催化氧化废水处理装置104进行废水处理时，废水从进水系统进入到设备箱2内，经过承托垫层13和承托板12到导电极板5和三维粒子电极层6区域，直流开关电源4和导电极板5能够单级连接、复极连接、混合连接，具体连接布置以实际设备制作方便性为原则，废水在三维粒子电极层6和导电极板5的作用下进行催化氧化，在处理过程中，曝气系统对设备箱2内部进行曝气充氧以提供废水中的溶解氧为整个电催化氧化过程提供原料，曝气过程中所提供的溶解氧在导电极板5的外加电场及三维粒子电极层6的负载催化剂的共同作用下产生双氧水、羟基自由基等高强氧化性物质实现对高难度有毒废水中的复杂、有毒污染物的氧化分解和矿化，进水管道17和曝气管道20上能够设置流量调节装置用来确定进水和曝气流量，废水处理完成后，从出水管道25排出，以进入下一级废水的处理或者达标排放。

废水排出后，plc控制器3控制清洗系统实现对设备箱2的清洗，具体操作过程为：先控制进水系统、曝气系统和排渣排空系统上的气动阀门关闭，在人机界面10上设定清洗周期并选择开始清洗，其清洗周期通过时间继电器来控制，同时，人机界面能够对整个系统的工作参数进行设置更改以便适应不同的废水水质，在清洗时，plc控制器3接收到人机界面10发送的清洗指令，先控制高压风机清洗系统8上的气动阀门打开，对设备箱2进行气洗，气洗60s后plc控制器3控制药剂清洗系统9上的气动阀门打开，进入药剂清洗阶段，药剂能够选择稀盐酸溶液，在药剂清洗的同时进行高压风机供气，即进行气洗-清洗剂联洗，联洗时间为60s，联洗完成后，plc控制器3控制药剂清洗系统9上的气动阀门关闭，并打开自来水清洗系统7上的气动阀门，进行气洗-清水洗联洗，清洗60s后，plc控制器3控制高压风机清洗系统8和自来水清洗系统7上的气动阀门关闭，并控制开启排渣排空阀门23，清洗后的废渣从排渣排空管道22排出，清洗过程完全完成后，控制排渣排空阀门23关闭并开启进水阀门18和曝气阀门21进行下一次废水的处理，实现系统的自动化连续运行。

4、经过电絮凝一体化装备102和固定床电催化氧化废水处理装置104处理后的废水进入综合调节池105进行均衡处理，再由计量提升泵提升至后续的sbr生物反应器106进行一级生化处理，具体的，sbr生物反应器106工艺段的工艺模式为：进水—反应—沉淀—排水—闲置；其中，反应工段包括好氧反应、缺氧反应、厌氧反应；进水阶段采取非限制性曝气模式，好氧反应时间设置为2-5h，具体的本实施例中好氧反应时间为4h，在好氧反应过程中进行有机物的降解、硝化反应以及微生物摄取磷；在缺氧阶段的控制时间为1-2h，具体的本实施例为1.5h，在缺氧阶段进行反硝化脱氮反应；在厌氧阶段的反应时间为1-2h，具体的本实施例选取1.5h，在厌氧阶段实现聚磷菌磷的释放；沉淀阶段停止曝气、停止搅拌，时间设置为1-2h，具体的本实施例为1.5h；排水阶段时间设置为40min-80min，具体的本实施例为60min，其中沉淀的污泥通过管路排放至污泥浓缩池201；

5、当经过sbr生物反应器106处理后的废水需要回收时，废水通过管路进入缓冲排放池107，然后由提升泵提升至baf曝气生物池108进行深度处理，所述深度处理采用两级baf曝气生物池108进行处理，baf曝气生物池108对废水中的cod、bod、氨氮、总氮、总磷等污染物进一步降解，使其达到中水回用要求指标；baf曝气生物池108出水进入砂滤碳滤设备后排至回用水池9，回用于厂区的绿化，冲厕等杂用水以实现废水的资源化利用。

同时为了优化对废水的深度处理，还可以采用baf曝气生物池108--多介质过滤的方式进行组合过滤，其中，多介质过滤设备采取一级砂滤和一级碳滤相结合的处理工艺，其中用于碳滤和砂滤的设备均设置两套（一用一备），每套设备亦设置气动阀门可实现自动运行、自动清洗工作。

6、所述电絮凝一体化装备102、固定床电催化氧化废水处理装置104以及sbr生物反应器106排出的污泥均通过管路排放至污泥浓缩池201，再通过污泥提升泵202提升至污泥压滤机203，对污泥压滤后可以实现污泥委外处理。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请保护范围内。