低温蒸发技术处理切削废液研究

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机械加工过程中产生的切削废液具有性质稳定、COD含量高、生化降解性差、成分复杂的特点,处理难度较大且代价高昂。因此寻找经济环保的处理工艺迫在眉睫。蒸发技术具有浓缩倍率高、对水质水量变化适应性强、冷凝液出水水质好等优点,在处理废水上具有较好的应用前景。本文对切削废液分别进行了混凝预处理、蒸发法及载气增湿蒸发法处理研究。本文以聚合氯化铝铁(PAFC)为混凝剂,对切削废液进行了混凝实验,考察了操作条件对混凝效果的影响。随着切削废液p H值的增加、PAFC及聚丙烯酰胺(PAM)投加量的增加,COD、浊度、色度去除率均呈现先上升后下降的变化趋势。以COD去除率为响应值,采用响应曲面法进行分析,PAFC投加量与PAM投加量的相互作用对COD去除率影响最显著,优化后操作条件为p H值8.57,PAFC投加量6.713 g·L-1,PAM投加量0.276 g·L-1时,COD最高去除率达到了74.925%。分别对混凝处理后清液及切削废液原液进行了蒸发实验,考察了操作条件对冷凝水质的影响。随着真空度的增加,冷凝液中TDS、COD浓度逐渐升高;随着p H值的增加,冷凝液中TDS浓度变化不明显,COD浓度逐渐降低。混凝-蒸发组合处理后冷凝液水质优于切削废液直接蒸发的冷凝液水质。本文利用空气作为载气对切削废液进行了载气增湿蒸发实验,考察了操作条件对蒸发效果的影响。增加载气流量、载气温度、循环流量,容积传质系数、蒸发量、压降均增加;出口载气VOC浓度随载气流量增大而减小,随载气温度、循环流量增大而增加。实验条件下压降最大为235.35 Pa,出口载气VOC浓度最大为6.2 mg·L-1。出口载气VOC浓度小于《大气污染物综合排放标准》中规定值。增加载气流量、循环流量,塔顶冷凝液中TDS、COD浓度均增大,载气温度对冷凝液水质影响不明显。以蒸发量为响应值,采用响应曲面法进行分析,载气温度及载气流量相互作用对蒸发量影响最显著。优化后操作条件为载气流量97.42 Nm~3·h-1,载气温度129℃,循环流量504.2 L·h-1时,蒸发量达到了3.745 kg·h-1。研究结果表明载气增湿蒸发工艺对切削废液起到了较好的浓缩减量效果,对于工业化利用低品位热源处理切削废液起到了理论支撑及设计指导作用。
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