CN109987768A - 一种利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,具体步骤为(1)向过滤后的切削液废水中加入碱类物质进行破乳;(2)将破乳后的混合液进行离心,分离出沉淀物;(3)用萃取剂对离心后的混合液进行多级逆流萃取,得到萃取物和萃取后废水;(4)对萃取物进行蒸馏,馏出物为回收的萃取剂,塔釜液为切削液有效成分;(5)对得到的切削液有效成分进行吸附精制处理,处理后的切削液有效成分可重新用于切削液的复配,实现回收再利用。本发明简单容易操作,可有效降低废水中COD并实现切削液废水中有效成分的回收利用,具有很高的工业应用价值。
Description
技术领域
本发明属于机械加工工业切削液废水处理技术领域,具体涉及一种利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法。
背景技术
切削液是一种金属加工和机械加工中常用的冷却剂和润滑剂,具备冷却、润滑的功能以达到对刀具的保护与确保产品加工件的精度。切削液由多种功能助剂经科学复合配伍而成,其中含有表面活性剂及各种添加剂(如致冷剂、防锈剂、防腐剂等),呈乳白不透明状态,使用时还会有加工中的油脂进入,形成一种COD浓度高、乳化严重的环境废液,从而导致较为突出的环境问题,对于切削液在使用的过程中产生的大量废液,合理处理废液使其得以循环利用,对于产业的持续发展及环境保护具有重要的作用。
切削液废水的COD、油等指标很高,特别是COD高达几万到几十万mg/L,而该类废水的生化需氧量和化学需氧量的比值(B/C)极低,因此,这类废水可生化性较差,一般的生化法处理难以达到较好的效果。并且这种环境废液具有很大的毒性和污染性,如果直接排放至水体中,不仅会导致生物缺氧死亡,水体环境遭到严重的破坏,同时也将对人类健康造成严重威胁。
目前切削液废水的处理方法主要有物理处理法(例如气浮法,吸附法)、化学处理法(例如酸化法,絮凝法)、生物处理法(例如需氧生物处理法,厌氧生物处理法)等。对于COD浓度高、乳化严重的切削液废水,现有的处理方法并不能得到理想的处理效果。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法。
本发明采取的技术方案为:
一种利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,具体包括如下步骤:
(1)向过滤后的切削液废水中加入碱类物质进行破乳;
(2)将破乳后的混合液进行离心,分离出沉淀物;
(3)用萃取剂对离心后的混合液进行多级逆流萃取,得到萃取物和萃取后废水;
(4)对步骤(3)得到的萃取物进行蒸馏,馏出物为回收的萃取剂,塔釜液为切削液有效成分;
(5)对得到的切削液有效成分进行吸附精制处理,处理后的切削液有效成分可重新用于切削液的复配,实现回收再利用。
进一步的,所述步骤(1)过滤时,将工业生产产生的切削液废水进行粗过滤去除固体杂质。
进一步的,所述步骤(1)中的碱类物质为NaOH或KOH,按照30-60Kg每吨切削液废水的比例添加。
进一步的,所述步骤(2)中离心操作是在7000-10000r/min的转速下离心5-10分钟。
进一步的,所述步骤(3)中萃取剂为异丙醚、石油醚或正己烷,其用量与切削液废水的体积比为1:1-1:3。
进一步的,所述步骤(3)中萃取操作可在萃取塔、混合澄清器等萃取设备中进行,但不限于此。
进一步的,所述步骤(4)中蒸馏操作的绝对压力为0.05-0.104MPa,塔釜加热温度控制在250-300℃。
进一步的,所述步骤(6)中的吸附精制操作,所用到的吸附剂包括:活性炭、活性土、硅胶或吸附树脂。
进一步的,该方法应用于机械加工工业中切削液废水的处理及其有效成分的回收。
用于权利要求1所述方法处理切削液废水及其有效成分回收的设备,包括破乳机、离心机、萃取塔、萃取剂储罐、萃取剂回收塔和吸附槽,破乳机的出口和离心机的入口连接,离心机的出口和萃取塔的上端入口连接,萃取塔的上端出口和萃取剂回收塔的入口连接,萃取剂回收塔的上端出口和萃取剂储罐入口连接,萃取剂储罐的出口和萃取塔的下端入口连接,萃取剂回收塔的下端出口和吸附槽连接。
本发明的有益效果为:
(1)本发明通过对切削液废水进行破乳,可以最大限度的破坏废水中的乳化油稳定结构,使之聚并上浮,有益于萃取效率的提高;
(2)本发明通过离心操作,根据密度差的原理可以将废水中破乳后的沉淀物与混合液进行分离,有益于保护后续萃取设备的正常运行并降低能耗同时也有益于降低切削液有效成分精制处理时的成本;
(3)本发明采用多级逆流萃取,较传统切削液废水处理工艺来讲,可以最大限度的对切削液废水中COD进行去除并且尽可能多的回收有效成分;
(4)本发明对萃取物进行减压蒸馏,根据所选萃取剂和废切削液有效成分的特点,可以做到在保持切削液有效成分稳定的情况下最大程度上的回收萃取剂;
(5)本发明对得到的切削液有效成分进行吸附精制处理,可以有效去除切削液有效成分内存留的少量杂质,有益于提高切削液复配后的使用质量。
综上,本发明提供的一种利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,操作简单,环保经济,对步骤(3)得到的萃取后废水进行COD测定,其COD去除率在94%以上,切削液废水中有效成分回收率可达95%,具有很高的环境和经济效益。本发明简单容易操作,可有效降低废水中COD并实现切削液废水中有效成分的回收利用,具有很高的工业应用价值。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
其中,A、破乳机;B、离心机;C、萃取塔;D、萃取剂储罐;E、萃取剂回收塔;F、吸附槽。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
如图1所示,处理切削液废水及其有效成分回收的设备,包括破乳机、离心机、萃取塔、萃取剂储罐、萃取剂回收塔和吸附槽,破乳机的出口和离心机的入口连接,离心机的出口和萃取塔的上端入口连接,萃取塔的上端出口和萃取剂回收塔的入口连接,萃取剂回收塔的上端出口和萃取剂储罐入口连接,萃取剂储罐的出口和萃取塔的下端入口连接,萃取剂回收塔的下端出口和吸附槽连接。
实施例1
一种利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,具体步骤为:
(1)将取自某机械加工厂的新鲜切削液废水20t,在经粗过滤去除固体沉淀后,向其中加入900kgNaOH,并在破乳机内进行搅拌破乳;
(2)将经步骤(1)处理后获得的切削液废水输入高速离心机内,在7500r/min的转速下进行离心10min,以去除沉淀;
(3)将经步骤(2)处理后获得的切削液废水输入混合澄清器,并加入7t的异丙醚,进行萃取操作,待静置分层后,下层为萃取后切削液废水,上层为萃取剂和切削液废水中有效成分的混合物;
(4)将步骤(3)中得到的下层萃取后切削液废水重复步骤(3)操作两次,以达到三级萃取的效果;
(5)对步骤(4)得到的上层萃取相输入萃取剂回收塔进行萃取剂的回收,塔釜加热温度控制在285℃,塔顶得到回收后的萃取剂异丙醚纯度为99.5%以上,萃取剂可实现回用;
(6)对步骤(5)得到的蒸馏残液使用活性土进行吸附纯化处理,得到切削液废水有效成分大约780Kg,其中异丙醚含量不到0.02%;
(7)对步骤(4)最终得到的下层切削液废水萃余相进行COD测定,其COD大约4600mg/L,经后续生化装置处理后达标排放。
实施例2
一种利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,具体步骤为:
(1)将取自某机械加工厂的新鲜切削液废水20t,在经粗过滤去除固体沉淀后,向其中加入约730kgKOH,并在破乳机内进行搅拌破乳;
(2)将经步骤(1)处理后的切削液废水输入高速离心机内,在10000r/min的转速下进行离心10min,以去除沉淀;
(3)将经步骤(2)处理后获得的切削液废水按2m3/h的流量从塔顶连续泵送入萃取塔,塔底泵入1.0m3/h的石油醚,进行萃取.塔底出料为萃取后切削液废水,塔顶采出的萃取物是萃取剂和切削液废水中有效成分的混合物;
(4)对步骤(3)得到的萃取物泵入萃取剂回收塔进行萃取剂的回收,塔釜温度控制在276℃,塔顶得到回收后的萃取剂石油醚纯度为99.5%以上,萃取剂可实现回用;
(5)对步骤(4)得到的蒸馏残液使用活性土进行吸附纯化处理,得到切削液废水有效成分,其中石油醚含量不到0.02%;
(6)对步骤(3)最终得到的下层切削液废水萃余相进行COD测定,其COD大约4400mg/L,经后续生化装置处理后达标排放。
实施例3
一种利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,具体步骤为:
(1)将取自某机械加工厂的新鲜切削液废水30t,在经粗过滤去除固体沉淀后,按每吨水60公斤的用量加入NaOH,并在破乳机内进行搅拌破乳;
(2)将经步骤(1)处理后获得的切削液废水输入高速离心机内,在7000r/min的转速下进行离心10min,以去除沉淀;
(3)将经步骤(2)处理后获得的切削液废水按5m3/h的流量依次泵入串联的三台离心萃取机,并按2.5m3/h的流量从最后一台萃取机逆流依次泵入正己烷,进行萃取操作,最后一台萃取机出口的废水为最终萃取后切削液废水,第一台萃取机出口有机相为切削液废水中有效成分和萃取剂的混合物;
(4)对步骤(3)得到的有机相泵入萃取剂回收塔进行萃取剂的回收,塔釜温度控制在290℃,塔顶得到回收后的萃取剂正己烷纯度为99.5%以上,萃取剂可实现回用;
(5)对步骤(4)得到的蒸馏残液使用吸附树脂进行吸附纯化处理,得到切削液废水有效成分,其中正己烷含量不到0.02%;
(6)对步骤(3)最终得到的下层切削液废水萃余相进行COD测定,其COD大约4300mg/L,经后续生化装置处理后达标排放。
本发明简单容易操作,可有效降低废水中COD并实现切削液废水中有效成分的回收利用,具有很高的工业应用价值。
以上所述并非是对本发明的限制,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明实质范围的前提下,还可以做出若干变化、改型、添加或替换,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)向过滤后的切削液废水中加入碱类物质进行破乳;
(2)将破乳后的混合液进行离心,分离出沉淀物;
(3)用萃取剂对离心后的混合液进行多级逆流萃取,得到萃取物和萃取后废水;
(4)对步骤(3)得到的萃取物进行蒸馏,馏出物为回收的萃取剂,塔釜液为切削液有效成分;
(5)对得到的切削液有效成分进行吸附精制处理,处理后的切削液有效成分可重新用于切削液的复配,实现回收再利用。
2.根据权利要求1所述的利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,其特征在于,步骤(1)中的碱类物质为NaOH或KOH,按照30-60Kg每吨切削液废水的比例添加。
3.根据权利要求1所述的利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,其特征在于,所述步骤(2)中离心操作是在7000-10000r/min的转速下离心5-10分钟。
4.根据权利要求1所述的利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,其特征在于,所述步骤(3)中萃取剂为异丙醚、石油醚或正己烷,其用量与切削液废水的体积比为1:1-1:3。
5.根据权利要求1所述的利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,其特征在于,所述步骤(4)中蒸馏操作的绝对压力为0.05-0.104MPa,塔釜加热温度控制在250-300℃。
6.根据权利要求1所述的利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,其特征在于,所述步骤(5)中的吸附精制操作,所用到的吸附剂包括:活性炭、活性土、硅胶或吸附树脂。
7.根据权利要求1所述的利用萃取法处理切削液废水及其有效成分回收的方法,该方法应用于机械加工工业中切削液废水的处理及其有效成分的回收。
8.用于权利要求1所述方法处理切削液废水及其有效成分回收的设备,其特征在于,包括破乳机、离心机、萃取塔、萃取剂储罐、萃取剂回收塔和吸附槽,破乳机的出口和离心机的入口连接,离心机的出口和萃取塔的上端入口连接,萃取塔的上端出口和萃取剂回收塔的入口连接,萃取剂回收塔的上端出口和萃取剂储罐入口连接,萃取剂储罐的出口和萃取塔的下端入口连接,萃取剂回收塔的下端出口和吸附槽连接。
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