乳化液废水的微波破乳净化法制造技术

水处理领域中，乳化液废水的微波破乳净化法，特征：乳化液废水处理采用微波辐照实现；絮凝破乳剂溶液为氯化钙、氯化铝、氯化铁、硫酸铝、硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺及其复配破乳剂，添加量为０．５－２５．０ｇ／Ｌ；微波频率为２４５０ＭＨｚ或９１５ＭＨｚ，功率为０．４－６４ｋＷ，辐照总时间为１－５ｍｉｎ；微波破乳反应器主要由微波发生器［１３］和破乳反应器［１９］构成，反应器顶部与进水管道［７］、蒸汽出口［２０］和絮凝破乳剂投加管道［１５］连接，侧壁设油相分离管道［１６］和水相分离管道［１７］，底部设沉积物排放管道［１８］，与蒸汽出口［２０］相连通的有碱液吸收罐［２１］和气体吸附柱［２２］。优点：（１）油含量降低率９５％以上，ＣＯＤ↓［Ｃｒ］降低率８０％左右；（２）反应时间短，仅为１－５分钟，反应能耗低；（３）油水分离容易。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的乳化液废水的微波破乳净化法，涉及到处理机械加工行业的乳化液废水，尤其是高含油量高稳定难降解的工业切削乳化液废水，属于水处理领域。
技术介绍
在许多工业过程中都会产生油水乳化现象，即是油分子和水分子均以液态互相包容的一种现象。因此破乳技术有着广泛的应用领域在石油工业中油水乳状液的存在，将增加储运的负担，降低管线的使用寿命，必须使油水分离；在液液接触如萃取过程中形成的乳液或溶液夹带这些应用中都需要进行破乳，才能保证这些工业生产过程的顺利进行。所以破乳技术的研究一直是化工分离技术研究的重要课题之一。机械加工行业的乳化液废水处理一直以来是环境工程中的难题。工业乳化液废水尤其是切削液废水中主要含有大量的油类和表面活性剂等，其油含量和化学需氧量(CODCr指标值)非常高，若不经处理就排放，不仅严重污染地面水体和地下水源，破坏生态环境，而且制约经济发展，造成严重的经济损失。乳化液废水中由于大量表面活性剂的表面活性作用，使得乳化液废水稳定性非常高而不易破坏，故处理难度较大。呈乳化态的废水需要进行破乳，以达到油水分离和净化的目的。传统破乳技术主要有化学破乳法、加热破乳法、电破乳法和物理破乳法。加热破乳法是通过传统加热升高乳化液的温度，随着温度的升高，油相的粘度和密度下降，同时乳化剂在水相和油相的溶解度增大，使乳液聚结加剧，液膜破裂，达到破乳的目的。加热破乳法存在的不足有(1)破乳液温度升高慢，造成整个破乳过程的工业运行周期过长；(2)能量利用率低，造成大量能量浪费，经济效益差。电破乳技术是指W/O型(油包水型)乳液在高压电场(直流或交流)的作用下，液滴极化变形(膨胀、拉长等)或乳液中的微小液滴在高速运动过程中相互碰撞导致液膜破裂，小液滴聚结成大液滴而实现破乳的。电破乳法破乳完全彻底，主要应用于从原油中分离盐水、乳化液膜破乳等。电破乳技术存在的不足有(1)只能作用于W/O型乳液，对于含水量较大的O/W型(水包油型)乳液难以达到破乳的效果；(2)需要外加高压电场，能耗很大，且安全性低。物理破乳法主要有重力沉降和离心破乳法两种。重力沉降和离心破乳法是利用两相的密度差进行破乳。在重力和离心力的作用下，由于密度不同，乳状液中油相上升，水相下降，液滴发生聚合，从而实现了两相的分离。物理破乳法存在的不足有(1)一般情况下，特别是对于微乳液，液滴聚合的速度较慢，若存在表面活性剂，液滴基本不会聚合或者速度极慢；(2)由于速度较慢，重力沉降设备庞大，离心破乳能耗大，经济效益和破乳效果差。化学破乳法是目前最为传统的破乳技术，它是指使用化学破乳剂或调节乳液的pH值使乳液破碎的方法。破乳剂分子渗入并粘附在乳化液滴的界面上，置换出乳化剂，并破坏表面膜，使分散相释放出来并聚结、分相，达到破乳的目的。化学破乳效果较好，并且可以通过提前加入破乳剂防止乳液的形成。化学破乳法存在的不足有(1)对于不同的乳化液体系必须研究采用不同的破乳剂，否则不能达到好的效果；(2)体系中加入破乳剂剂量大，很多破乳剂可能对于所处理的体系带来一些不利的影响，因此化学破乳法的应用受到了很大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的和任务是克服化学破乳技术中存在的(1)对于不同的乳化液体系必须研究采用不同的破乳剂，具有较大的局限性；(2)体系中加入破乳剂剂量大的不足，并提出一种对体系要求低，操作灵活，破乳率和CODCr降低率高，油水分离容易，反应时间短，能耗低的乳化液废水的微波破乳净化法，特提出本专利技术的技术解决方案。本专利技术的基本构思是充分利用微波辐照引发极性分子转动活化效应和快速内加热效应的优点以及絮凝剂的桥连絮凝破乳和电中和絮凝破乳协同作用破乳的特点；微波辐射引发乳化液废水中极性的水分子高速转动，而油分子和其他非极性分子不易引起转动，从而降低了乳化液原有的高稳定性，促进了水分子的聚集，同时乳化液温度在内损耗加热效应下短时间内迅速升高，粘度显著降低，粘度降低又促进乳化液在微波场中的致热效应，油和水的分离时间大大缩短；絮凝破乳剂可通过液珠之间的桥连作用或液珠表面电荷中和而引起絮凝破乳；本专利技术基于此机理将微波和絮凝剂破乳协同，使乳化液废水加入絮凝剂的同时置于微波场辐照，使得破乳的反应时间和效果明显加强。本专利技术所提出的乳化液废水的微波破乳净化法，包括功率控制、时间控制、温度控制及反应后相分离，其特征在于乳化液废水处理是采用微波辐照进行的；微波破乳净化前应向乳化液废水中添加絮凝破乳剂，所采用的絮凝破乳剂包括，氯化钙、氯化铝、氯化铁、硫酸铝、硫酸铁、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)及其复配絮凝破乳剂，并以配制液的形式添加，使其最后浓度为0.5-25.0g/L；乳化液废水的微波破乳净化法的工艺步骤是第一步，打开进水管道的控制阀门，将乳化液废水注入破乳反应器内，其容积量为反应器容积的2/5到2/3；第二步，打开絮凝破乳剂投加管道，将已配制完的絮凝破乳剂配制液添加到破乳反应器内；第三步，关闭絮凝破乳剂投加管道，启动微波发生器，处理中所采用的微波频率为2450MHz或915MHz，功率为0.4-64kW，处理过程中乳化液废水温度从室温逐渐升高到70-110℃，在此温度下保持0.5-2min，采用K-型铠装热电偶和电子温度指示仪指示温度，微波辐照总时间为1-5min；第四步，停机，关闭微波发生器的电源，将微波辐照处理后的乳化液废水应静置1-24h，使其油相、水相、固相分离；第五步，排放分离后的油、水和固相，其次序是，首先，打开油相分离管道油相流出并收集，此后，再打开水相分离管道排放出水相，最后，打开沉积物排放管道，将微波破乳净化所产生的沉积物清除并进行后继处理。本专利技术所提出的乳化液废水的微波破乳净化法，其进一步特征在于所述的乳化液废水为机械加工行业产生的乳化液废水；所述的絮凝破乳剂为固体时应配制成溶液形态加入废水中，为液体时可直接或稀释后加入废水中，而复配絮凝破乳剂以两种或多种絮凝破乳剂配制液形态混合后加入废水中。使用本专利技术所提出的乳化液废水的微波破乳净化法的微波破乳反应器，其特征在于该反应器主要是由微波发生器和破乳反应器两大部分构成，微波发生器中的多谐振磁控管与微波导管的一端直接相连，微波导管的另一端从破乳反应器顶部中心位置插入并固定在其内中心部位，破乳反应器是一个上部呈正圆锥台形，下部呈倒圆锥台形，而中部是呈圆柱形的筒状物，其顶部设有两个漏能抑制器与乳化液废水进水管道、蒸汽出口管道连通，采用K-型铠装热电偶和电子温度指示仪指示温度，K-型铠装热电偶自破乳反应器顶部圆锥台侧壁固定插入直至其端部处于与微波导管同一高度的位置，破乳反应器的侧壁按上下顺序分别通过漏能抑制器与絮凝破乳剂溶液投加管道、油相分离管道以及水相分离管道连通，破乳反应器的底部通过漏能抑制器与沉积物排放管道连通；这些连通管路均设有控制阀门，破乳反应器内产生的气体，经蒸汽出口、碱液吸收罐、气体吸附柱，最后的剩余尾气放空。应用本专利技术所提出乳化液废水的微波破乳净化法的微波破乳反应器，其特征在于乳化液废水的微波破乳净化法的破乳反应器，可采用其一台或多台并列而置于乳化液废水的微波破乳净化法的工业流程图中，采用多台时，可共用一台微波发生器与多台破乳反应器并列使用，其废水进水管道和所配备的碱液吸收罐、本文档来自技高网...

【技术保护点】
乳化液废水的微波破乳净化法，包括功率控制、时间控制、温度控制及反应后相分离，其特征在于：ａ）乳化液废水处理是采用微波辐照进行的；ｂ）微波破乳净化前应向乳化液废水中添加絮凝破乳剂，所采用的絮凝破乳剂包括，氯化钙、氯化铝、氯化铁、硫酸铝、硫酸铁、聚合氯化铝（ＰＡＣ）、聚合硫酸铁（ＰＦＳ）、聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）及其复配絮凝破乳剂，并以配制液的形式添加，使其最后浓度为０．５－２５．０ｇ／Ｌ；ｃ）乳化液废水的微波破乳净化法的工艺步骤是：第一步，打开进水管道［７］的控制阀门［５］，将乳化液废水注入破乳反应器［１９］内，其容积量为反应器容积的２／５到２／３；第二步，打开絮凝破乳剂投加管道［１５］，将已配制完的絮凝破乳剂配制液添加到破乳反应器［１９］内；第三步，关闭絮凝破乳剂投加管道［１５］，启动微波发生器［１３］，处理中所采用的微波频率为２４５０ＭＨｚ或９１５ＭＨｚ，功率为０．４－６４ｋＷ，处理过程中乳化液废水温度从室温逐渐升高到７０－１１０℃，在此温度下保持０．５－２ｍｉｎ，采用Ｋ－型铠装热电偶［９］和电子温度指示仪［８］指示温度，微波辐照总时间为１－５ｍｉｎ；第四步，停机，关闭微波发生器［１３］的电源，将微波辐照处理后的乳化液废水应静置１－２４ｈ，使其油相、水相、固相分离；第五步，排放分离后的油、水和固相，其次序是，首先，打开油相分离管道［１６］油相流出并收集，此后，再打开水相分离管道［１７］排放出水相，最后，打开沉积物排放管道［１８］，将微波破乳净化所产生的沉积物清除并进行后继处理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：全燮，马宁，陈硕，赵雅芝，赵慧敏，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]