CN107151076A - 一种高浓度废乳化液的处理、回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高浓度废乳化液的处理、回收工艺，具体包括以下步骤：1)对废乳化液进行隔油处理，去除上层浮油；2)经隔油处理后的废乳化液进入分离池，加入无机盐和混凝剂搅拌，静置沉淀后得到污泥和上层的废水；3)上层的废水进入陶瓷膜装置去除粒径较大的物质，陶瓷膜装置截留的液体返回分离池；4)经陶瓷膜装置输出的废水进入电渗析装置，降低废水中的盐含量和污染物离子；5)经过电渗析装置处理后的废水进入正渗透装置的原料液槽，浓缩后的废水回流到分离池，被稀释过的汲取液加热后返回正渗透装置循环利用。本发明的处理、回收工艺，破乳能力强，适应于各种废乳化液的处理，回收容易，可以直接回用于工厂，实现了废物的资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种高浓度废乳化液的处理、回收工艺。
背景技术
我国水污染形势严峻，许多地区长期受水污染困扰，严重危害居民健康和工业可持续发 展。随着2015年1月1日开始实施新环保法，我国对废水深度处理的要求越来越迫切，特别 是难降解工业废水的处理难题。
膜分离技术是产生于20世纪初，于20世纪60年代后获得迅速发展的一门分离技术。膜 分离技术由于兼具分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及 过滤过程简单、易于控制等优点，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、 能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今 分离科学中最重要的手段之一。
陶瓷膜分离技术是基于多孔陶瓷介质的筛分效应而进行的物质分离技术，采用与传统“死 端过滤”、“滤饼过滤”等过滤方式截然不同的动态“错流过滤”方式：即在压力驱动下，原 料液在膜管内侧膜层表面以一定的流速高速流动，小分子物质(液体)沿与之垂直方向透过 微孔膜，大分子物质(或固体颗粒)被膜截留，使流体达到分离浓缩和纯化的目的。
机械加工过程中，一般都要用乳化液进行冷却、润滑、清洗、防锈处理，可以延长机械 使用寿命，提高加工精度。乳化液中主要含有机油和表面活性剂，是用乳化油根据需要用水 稀释再加入乳化剂配制而成的，乳化液经过多次反复使用后，会发生不同程度的酸败，性能 降低，要定期更换新的乳化液，所以就产生了大量废乳化液，其特点是品种繁多，CODcr和 含油量浓度高，处理难度大，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。
常用的废乳化液处理方法包括：酸化法、盐析法、膜过滤法、化学氧化法、加热法等。 固定的方法很难适应不同类型的废乳化液，而且对于同类型废乳化液的处理，往往难以适应 水质的变化，处理效果不稳定。常用的物化破乳方法反应时间长，灵活性差，需要投加大量 的药剂，产生的污泥量很大，容易造成二次污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种高浓 度废乳化液的处理、回收工艺，该工艺运行成本低、净化效果好、回收率高。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种高浓度废乳化液的处理、回收工艺，具体包括以下步骤：
1)对废乳化液进行隔油处理，去除所述废乳化液上层浮油，得到隔油处理后的废乳化液， 浮油进入油回收装置；
2)经隔油处理后的废乳化液进入分离池，加入无机盐和混凝剂搅拌，静置沉淀后得到下 层的污泥和上层的废水，污泥排入污泥回收装置；
3)上层的废水进入陶瓷膜装置去除粒径较大的物质，陶瓷膜装置截留的液体返回分离池；
4)经陶瓷膜装置输出的废水进入电渗析装置进行处理，降低废水中的盐含量和污染物离 子；
5)经过电渗析装置处理后的废水进入正渗透装置的原料液槽，浓缩后的废水回流到分离 池，被稀释过的汲取液进行加热处理，得到的汲取液返回正渗透装置循环利用。
正渗透技术不需要外界的压力推动，能耗低，材料本身亲水，没有外加压力推动，可以 有效地防止膜污染。
上述工艺中，优选地，还包括污泥处理工艺，用于处理所述步骤2)中得到的污泥，即 含有铝盐的混凝污泥，具体包括如下步骤：
(a)将混凝污泥脱水后破碎研磨成小颗粒，加入盐酸搅拌均匀；
(b)流入旋转分离器进行分离，得到上层的铝盐溶液和下层污泥；
(c)将分离出的污泥进行脱水处理，处理后得到的铝盐溶液，一部分返回步骤(a)，另 一部分与步骤(b)中的铝盐溶液混合，脱水处理后的污泥破碎研磨成小颗粒，返回步骤(a)；
(d)将混合后的铝盐溶液流入孔径小于40nm的陶瓷膜装置，陶瓷膜过滤后的液体返回 步骤(a)。
上述污泥处理工艺中，优选地，所述步骤(c)中，脱水处理采用板框压滤机。
上述污泥处理工艺中，优选地，所述盐酸的pH值为1.5～2.5，盐酸与污泥的液固比为 0.5～2g/L，搅拌强度为90～200rpm，所述盐酸采用主要成分为盐酸的工业废酸。
上述工艺中，优选地，所述步骤2)中，所述搅拌强度为50～120rpm，所述无机盐为氯 化钙、氯化钠、硫酸钙中的一种或几种，混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铝铁。
上述工艺中，优选地，所述步骤3)中，所述陶瓷膜装置为微滤膜。
上述工艺中，优选地，所述步骤4)中，经陶瓷膜装置输出的废水中高含铝盐，进入电 渗析装置的淡水室，处理后降低铝盐含量的废水从浓水室输出。
电渗透析器用膜的种类较多，有阳膜、阳膜、中性膜和复合膜等，根据水处理对象组成 和处理目的的不同选择不同的膜组合形式。在直流电场作用下，废水中的阴、阳离子会分别 向相反方向的电极移动，离子迁移的结果是把电渗析器的两个电极之间隔室变成了溶液浓度 不同的浓室和淡室。浓水系统是一个溶液浓缩系统，而淡水系统是一个净化系统。
上述工艺中，优选地，所述步骤5)中，采用膜蒸馏装置处理被稀释过得汲取液，溶液 进入膜蒸馏装置得到纯水和汲取液，所述汲取液返回正渗透装置循环利用。
膜蒸馏是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸 气压差的作用下，溶液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目的。
上述工艺中，优选地，所述步骤5)中的汲取液包括无机盐、高分子聚电解质、蛋白质 或微细粒子中的一种。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，采用盐析法和凝聚法，破乳能力强， 适应于各种废乳化液的处理，回收容易，可以直接回用于工厂，实现了废物的资源化利用。
(2)本发明的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，还包括污泥处理工艺，将盐酸加入污 泥中提取铝盐，盐酸利用率高，通过陶瓷膜降低颗粒物和有机物的含量，残余固体量少，减 轻了环境压力，并且铝盐回收率高。
(3)本发明的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，废乳化液经过隔油、分离处理后，再 在陶瓷膜装置中过滤，去除效果好，并能够延长了膜的清洗周期和使用寿命。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方 式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明高浓度废乳化液的处理、回收工艺，具体包括以下步骤：
1)采用细格过滤网对废乳化液进行隔油处理，去除废乳化液上层浮油，得到隔油处理后 的废乳化液，浮油进入油回收装置。
2)经隔油处理后的废乳化液进入分离池，加入KCl、NaCl和聚合氯化铝铁的混凝剂， 加入KCl、NaCl、聚合氯化铝铁的量占废乳化液的质量的6％～13％，开启搅拌器，间歇式循 环搅拌，搅拌均匀后静置，沉淀后得到下层高含铝盐的污泥和上层高含铝盐的废水，污泥排 入污泥回收装置。
废乳化液中的分散油，是以微小的油滴悬浮于水中，不稳定，静置一段时间后会变为浮 油，油滴的粒径一般介于10～100μm之间，静置时需要进行撇油处理，除去浮油。
3)上层高含铝盐的废水通过提升泵送入陶瓷膜装置，陶瓷膜装置为微滤膜，孔径为50～ 70nm，通过微滤膜去除粒径较大的物质，陶瓷膜装置截留的液体返回分离池。
4)经陶瓷膜装置输出的废水进入电渗析器进行处理，电渗析器两端分别设置阴极和阳极， 自阴极至阳极之间排列由阴离子交换膜和阳离子交换膜，电渗析器内部被分隔成若干个小室， 高含铝盐废水通过管道进入淡水室，在直流电场的作用下离子做定向移动，通过阴离子交换 膜、阳离子交换膜分别对阳、阴离子的截留作用，降低废水中的铝盐含量以及其它金属离子。
5)经过电渗析器处理后的废水从电渗析器的浓水室排出，进入正渗透反应器的原料液槽， 正渗透膜组件采用卷式膜组件，汲取液采用50g/L的碳酸氢铵溶液，被稀释过的汲取液进行 加热处理，得到的汲取液回正渗透反应器循环利用。
步骤5)中，被稀释过的汲取液经过适度加热后，浓缩后的汲取液返回正渗透反应器， 得到的水达到工业用水的需求，直接返回工厂循环利用。
或者，步骤5)中，被稀释过的汲取液通过膜蒸馏组件进行再生，浓缩后的汲取液返回 正渗透反应器，同时得到了可以直接饮用的纯净水。
膜蒸馏组件采用接触式膜蒸馏，温度范围为50～70°。
上述步骤2)中得到的污泥排入了污泥回收装置，为含有铝盐的混凝污泥，对污泥进行 铝的回收，具体包括如下步骤：
(a)将混凝污泥烘干后破碎研磨成小颗粒，加入pH值为1.5～2.5的工业盐酸，盐酸与 污泥的液固比为0.5～2g/L，搅拌强度为90～200rpm，搅拌均匀；
(b)流入旋转分离器进行分离，旋转分离器的转速为0.5～0.9r/h，处理后得到铝盐溶液 和下层污泥；
(c)将分离出的污泥通过板框压滤机进行脱水处理，分离后得到的铝盐溶液，大部分返 回步骤(a)；另一部分与步骤(b)中的铝盐溶液混合，脱水后的污泥破碎研磨成小颗粒，返 回步骤(a)；
(d)将混合后的铝盐溶液流入孔径小于40nm的陶瓷膜装置，陶瓷膜过滤后的液体返回 步骤(a)。
实施例1
以某机械制造加工企业排放的废乳化液为例，废乳化液COD值达到41386mg/L，废水中 的COD是由废水中的油类物质引起，废水中的油类物质包括浮油、分散油、乳化油和溶解油。
1)选去过滤精度为90μm的细格过滤网，废乳化液经过细格过滤网进行过滤处理，由于 浮油的粒径一般大于100μm，并且漂浮于水面，经过细格过滤网能够过滤掉浮油和粒径大于 90μm的大颗粒物质，过滤后的浮油进入油回收装置。
2)去除浮油的废乳化液经过管道进入分离池，加入KCl、NaCl和聚合氯化铝铁的混凝 剂，混凝剂的质量占废乳化液质量的8％，搅拌程序选用搅拌转速为90转/分钟，搅拌5min， 静置30min的间歇式循环搅拌程序，静置时通过撇油机将浮油去除，浮油进入油回收装置。 搅拌3小时后静置2小时，上层形成高含盐铝废水，测得废水的COD值为9000mg/L，下层的 污泥排入污泥回收装置。
3)上层的废水通过提升泵送入孔径为60nm的纳米陶瓷膜，滤出的废水中COD值为800mg/L，纳米陶瓷膜截留的液体返回分离池，循环处理。
4)经过纳米陶瓷膜滤出的废水进入电渗析器，降低废水中的铝盐含量以及其它金属离子。
5)经过电渗析器处理后的废水进入正渗透反应器，水在渗透压差的驱动下，不断从原料 液渗入汲取液，被稀释过的汲取液经过加热器加热，最终产水中COD值低于60mg/L，可以直 接排放。
收集的浮油可以返回工厂利用。
污泥回收装置中含有铝盐的混凝污泥，进行处理、回收，具体包括如下步骤：
(a)将混凝污泥烘干后破碎研磨成小颗粒，加入pH值为2.5的工业盐酸，盐酸与污泥 的液固比为1.8g/L，搅拌强度为150rpm，搅拌均匀；
(b)流入旋转分离器进行分离，旋转分离器的转速为0.8r/h，处理后得到铝盐溶液和下 层污泥；
(c)将分离出的污泥通过板框压滤机进行脱水处理，操作压力为10bar，分离后得到的 铝盐溶液中70％返回步骤(a)；30％与步骤(a)中的铝盐溶液混合，脱水后的污泥破碎研磨 成小颗粒，返回步骤(a)；
(d)将步骤(c)中混合后的铝盐溶液流入孔径小于40nm的陶瓷膜装置纳滤处理，纳滤截留部分的溶液与步骤(b)中的铝盐溶液混合，通过纳滤处理的液体回流至步骤(a)。
如此反复处理，直至流入旋转分离器的混合物的pH值为2.5。
最后收集的铝盐溶液经过处理后，铝回收率达到70％。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较 佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明 技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种高浓度废乳化液的处理、回收工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)对废乳化液进行隔油处理，去除所述废乳化液上层浮油，得到隔油处理后的废乳化液，浮油进入油回收装置；
2)经隔油处理后的废乳化液进入分离池，加入无机盐和混凝剂搅拌，静置沉淀后得到下层的污泥和上层的废水，污泥排入污泥回收装置；
3)上层的废水进入陶瓷膜装置去除粒径较大的物质，陶瓷膜装置截留的液体返回分离池；
4)经陶瓷膜装置输出的废水进入电渗析装置进行处理，降低废水中的盐含量和污染物离子；
5)经过电渗析装置处理后的废水进入正渗透装置的原料液槽，浓缩后的废水回流到分离池，被稀释过的汲取液进行加热处理，得到的汲取液返回正渗透装置循环利用。
2.根据权利要求1所述的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，其特征在于，还包括污泥处理工艺，用于处理所述步骤2)中得到的污泥，即含有铝盐的混凝污泥，具体包括如下步骤：
(a)将混凝污泥脱水后破碎研磨成小颗粒，加入盐酸搅拌均匀；
(b)流入旋转分离器进行分离，得到上层的铝盐溶液和下层污泥；
(c)将分离出的污泥进行脱水处理，处理后得到的铝盐溶液一部分与步骤(b)中的铝盐溶液混合，另一部分返回步骤(a)，脱水后的污泥破碎研磨成小颗粒，返回步骤(a)；
(d)将混合后的铝盐溶液流入孔径小于40nm的陶瓷膜装置，陶瓷膜过滤后的液体返回步骤(a)。
3.根据权利要求2所述的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，其特征在于，所述步骤(c)中，脱水处理采用板框压滤机。
4.根据权利要求2所述的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，其特征在于，所述盐酸的pH值为1.5～2.5，盐酸与污泥的液固比为0.5～2g/L，搅拌强度为90～200rpm，所述盐酸采用主要成分为盐酸的工业废酸。
5.根据权利要求1所述的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，其特征在于，所述步骤2)中，所述搅拌强度为50～120rpm，所述无机盐为氯化钙、氯化钠、硫酸钙中的一种或几种，所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铝铁。
6.根据权利要求1所述的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，其特征在于，所述步骤3)中，所述陶瓷膜装置为微滤膜。
7.根据权利要求1所述的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，其特征在于，所述步骤4)中，经陶瓷膜装置输出的废水中高含铝盐，进入电渗析装置的淡水室，处理后降低铝盐含量的废水从浓水室输出。
8.根据权利要求1所述的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，其特征在于，所述步骤5)中，采用膜蒸馏装置处理被稀释过得汲取液，溶液进入膜蒸馏装置得到纯水和汲取液，所述汲取液返回正渗透装置循环利用。
9.根据权利要求1所述的高浓度废乳化液的处理、回收工艺，其特征在于，所述步骤5)中的汲取液包括无机盐、高分子聚电解质、蛋白质或微细粒子中的一种。
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