公布日：2023.11.10
申請日：2023.08.21
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/24(2023.01)I;C02F1/40(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發明涉及污水處理技術領域，具體涉及一種處理水性切削液廢水的系統及方法，所述系統包括微納米曝氣單元、微通道濕式氧化單元、生化處理單元；所述方法為將待處理廢水依次經過微納米曝氣處理、微通道濕式氧化處理和生化處理，在進行濕式氧化時，反應溫度≥220℃，反應壓力≥2.5MPa，反應時間≥5min。上述方法可有效處理高COD的水性切削液廢水，能夠降低油脂及其他有機物含量，進入生化處理單元前的廢水COD去除率可達到≥90％，B/C≥0.35，同時還能降低金屬離子的含量至≤5mg/L，經生化處理后廢水可達到排放標準，工序簡單、易于操作、用時短、安全環保。
權利要求書
1.一種處理水性切削液廢水的系統，其特征在于，包括依次設置的微納米曝氣單元、微通道濕式氧化單元、生化處理單元；所述微納米曝氣單元包括連通的微納米氣泡發生裝置和曝氣裝置；所述微通道濕式氧化單元沿廢水流動方向包括連通的微通道反應裝置、管式反應裝置；所述微通道濕式氧化單元還包括進氣單元為其提供氧化性氣體。
2.根據權利要求1所述的處理水性切削液廢水的系統，其特征在于，在所述微通道濕式氧化單元和生化處理單元之間還包括連通的氣液分離裝置和第一過濾裝置，廢水經過氣液分離和過濾后進入生化處理單元；和/或，所述生化處理單元包括依次連通的初沉池、厭氧池、好氧池、終沉池。
3.根據權利要求1所述的處理水性切削液廢水的系統，其特征在于，所述微通道濕式氧化單元還包括熱量回收系統和/或預熱系統；和/或，所述熱量回收系統中包括微通道換熱裝置；和/或，所述熱量回收系統中包括蒸汽發生裝置；和/或，所述微通道濕式氧化單元還包括導熱油系統為其提供熱量。
4.根據權利要求1所述的處理水性切削液廢水的系統，其特征在于，所述進氣單元包括，壓縮裝置和氣體緩沖容器，氧化性氣體經過壓縮進入氣體緩沖容器。
5.根據權利要求1-4任一項所述的處理水性切削液廢水的系統，其特征在于，還包括第二過濾裝置，與曝氣裝置的液體出口連通。
6.一種處理水性切削液廢水的方法，其特征在于，待處理廢水依次經過微納米曝氣處理、微通道濕式氧化處理和生化處理；其中，所述微通道濕式氧化處理的反應溫度≥220℃，反應壓力≥2.5MPa，反應時間≥5min。
7.根據權利要求6所述的處理水性切削液廢水的方法，其特征在于，所述微通道濕式氧化處理的反應溫度為220～270℃，反應壓力為2.5～7.5MPa，反應時間為5～15min。
8.根據權利要求6或7所述的處理水性切削液廢水的方法，其特征在于，在進行濕式氧化前，將廢水預熱至160～190℃。
9.根據權利要求6-8任一項所述的處理水性切削液廢水的方法，其特征在于，所述微納米曝氣處理中，微納米氣泡直徑為50～300μm；和/或，廢水在曝氣裝置的停留時間為60～300s；和/或，在進行生化處理前包括將pH調至中性的步驟；和/或，所述生化處理包括依次進行厭氧細菌處理、好氧細菌處理。
10.根據權利要求6-9任一項所述的處理水性切削液廢水的方法，其特征在于，采用權利要求1-5任一項所述的處理水性切削液廢水的系統。
發明內容
因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術處理高濃度水性切削液廢水時，無法有效降低有機物含量且重金屬離子除去過程復雜低效的缺陷，從而提供一種處理水性切削液廢水的系統及方法。
為此，本發明提供了如下的技術方案：
本發明提供一種處理水性切削液廢水的系統，包括依次設置的微納米曝氣單元、微通道濕式氧化單元、生化處理單元；所述微納米曝氣單元包括連通的微納米氣泡發生裝置和曝氣裝置；所述微通道濕式氧化單元沿廢水流動方向包括連通的微通道反應裝置、管式反應裝置；所述微通道濕式氧化單元還包括進氣單元為其提供氧化性氣體。
本發明提供的處理水性切削液廢水的系統中，微通道濕式氧化單元中管式反應裝置所使用的管包括但不限于螺旋管、列管、盤管、異型管。
優選的，在所述微通道濕式氧化單元和生化處理單元之間還包括連通的氣液分離裝置和第一過濾裝置，廢水經過氣液分離和過濾后進入生化處理單元。
優選的，所述生化處理單元包括依次連通的初沉池、厭氧池、好氧池、終沉池。
優選的，所述微通道濕式氧化單元還包括熱量回收系統。熱量回收系統中至少包括兩組流道，使從不同設備流入熱量回收系統中的廢水可在其中進行熱量交換。優選的，所述微通道濕式氧化單元還包括預熱裝置。
優選的，所述熱量回收系統中包括微通道換熱裝置。
優選的，所述熱量回收系統中包括蒸汽發生裝置。
優選的，所述微通道濕式氧化單元還包括導熱油系統為其提供熱量。
優選的，所述進氣單元包括，壓縮裝置和氣體緩沖容器，氧化性氣體經過壓縮進入氣體緩沖容器。
優選的，還包括第二過濾裝置，與曝氣裝置的液體出口連通。
本發明提供的處理水性切削液廢水的系統中，還包括與曝氣裝置連通的污泥容器，用于收集曝氣分離出的污泥；設置在第二過濾裝置與微通道濕式氧化單元之間的儲液容器，用于儲存廢液，可幫助調控廢液流量；在微通道濕式氧化單元進水端管道上設置的液體流量監測裝置，用于觀察廢液流量，以及時進行調控；在氣體緩沖容器和微通道濕式氧化單元之間設置的氣體質量流量監測裝置，檢測所通入氣體的流量，以及時進行調控；設置在第二過濾裝置與曝氣裝置的液體出口之間的第一輸送泵，設置在第一過濾裝置與生化處理單元之間的第二輸送泵，用于推動廢水向前流動；設置在儲液容器和液體流量監測裝置之間的加壓泵，用于推動廢水向前流動及對廢水流量進行調整。
本發明還提供一種處理水性切削液廢水的方法，待處理廢水依次經過微納米曝氣處理、微通道濕式氧化處理和生化處理，其中，所述微通道濕式氧化處理的反應溫度≥220℃，反應壓力≥2.5MPa，反應時間≥5min。
優選的，所述微通道濕式氧化處理的反應溫度為220～270℃，反應壓力為2.5～7.5MPa，反應時間為5～15min。
優選的，在進行濕式氧化前，將廢水預熱至160～190℃。
優選的，所述微納米曝氣處理中，微納米氣泡直徑為50～300μm。
優選的，廢水在曝氣裝置的停留時間為60～300s。
優選的，在進行生化處理前包括將pH調至中性的步驟，對pH的調整可在初沉池中進行。
優選的，所述生化處理包括依次進行厭氧細菌處理、好氧細菌處理。
優選的，此處理水性切削液廢水的方法使用了上述處理水性切削液廢水的系統。
本發明技術方案，具有如下優點：
本發明提供的處理水性切削液廢水的系統，包括微納米曝氣單元、微通道濕式氧化單元、生化處理單元；所述微納米曝氣單元包括連通的微納米氣泡發生裝置和曝氣工藝裝置；所述微通道濕式氧化單元沿廢水流動方向包括連通的微通道反應裝置、管式反應裝置；所述微通道濕式氧化單元還包括進氣單元為其提供氧化性氣體。上述系統使用了微納米曝氣加微通道濕式氧化加生化處理的配置，能夠有效處理水性切削液使其達到排放標準。微納米氣泡曝氣工藝，對于含油類廢水有較好除油效果，利用微納米氣泡特性，即氣泡尺寸小、比表面積大、吸附效率高、在水中上升速度慢，可除去高濃度水性切削液廢水中的絮狀物、顆粒及浮油，并提高廢水中含氧率；微通道濕式氧化單元的設備占地小，可控性強，反應效率高，可大大提高廢水可生化性；經微納米曝氣單元、微通道濕式氧化單元后的廢水可達到生化處理單元的進水要求，經生化處理后的廢水可達標排放。
本發明提供的處理水性切削液廢水的系統，微通道濕式氧化單元還包括熱量回收系統，熱量回收系統中還包括微通道換熱裝置、蒸汽發生裝置。在熱量回收系統中，進行完濕式氧化的廢水對即將進行濕式氧化的廢水進行加熱，富余的熱量也可用于產生蒸汽，并入廠區公輔資源，用于預熱或清洗，對高溫物料的熱量進行了回用，減少了浪費。
本發明提供的處理水性切削液廢水的系統，所述進氣單元包括，壓縮裝置和氣體緩沖容器，氧化性氣體經過壓縮進入氣體緩沖容器，可實現對進氣速度的調節。
本發明提供的處理水性切削液廢水的方法中，待處理廢水依次經過微納米曝氣處理、微通道濕式氧化處理和生化處理，其中，所述微通道濕式氧化處理的反應溫度≥220℃，反應壓力≥2.5MPa，反應時間為≥5min。上述方法可有效處理COD達到30000～100000mg/L的高濃度水性切削液廢水，能夠降低油脂及其他有機物含量，經過微納米曝氣處理和微通道濕式氧化處理的廢水COD去除率可達到≥90％，生化需氧量/化學需氧量即B/C≥0.35，同時還能降低金屬離子的含量至≤5mg/L，最后再經生化處理后廢水可達到排放標準，工序簡單、易于操作、用時短、安全環保。微納米曝氣處理利用了微納米氣泡的特性，該工序的COD去除率約2～10％。微通道濕式氧化處理是在高溫高壓條件下氧化降解高濃度有機物，且切削液廢水中含有的銅、鐵、鎳等金屬離子，在濕式氧化工藝條件下對有機物的氧化分解可起到一定的催化效果，該工序的COD去除率高達85％以上。且在微通道反應裝置的強化傳質條件下，金屬離子易轉化為金屬氧化物并隨廢水排出，經過濾即可使重金屬離子的殘留量基本達到排放標準，將有機物降解和金屬離子去除同時進行，不需要再增加其他工序單獨處理金屬離子，節約了設備、成本及時間。經過微納米曝氣處理和微通道濕式氧化處理的廢水有機物毒性大大降低，B/C≥0.35，重金屬含量達到排放標準，可直接進入生化系統中進行處理，經過生化系統處理后可達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的二級標準，可以排放。
本發明中，因考慮到過高提升反應溫度、加大反應壓力、延長反應時間，會消耗大量的資源，但廢水的處理效果并不會出現明顯的提升，從環境友好角度而言，沒有必要。所以優選微通道濕式氧化處理的參數為反應溫度220～270℃，反應壓力2.5～7.5MPa，反應時間5～15min。
（發明人：呂楊;劉斐;梁偉;趙博;沈衛立;楊禎杰;楊超;汪貴旺）
