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论机械加工切削液的回收与减量化
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分离膜,是系统的核心组件,此膜上含有分离层,此分离层能将细小的细菌都可以完全挡住,渗透液,是去除了微小杂质、油脂和细菌等污染物后的切削液,也就是被净化后的切削液。④浓液,是含杂质和细菌浓度更高的废切削液。系统工作过程描述:①废切削液先排入系统循环罐。②循环罐中的废切削液通过泵以一定的压力进入分离系统。在泵的推动下废切削液平行于膜面流动,由于具有一定压力(0.1~0.3MPa),水和有机物可以通过分离膜(membrane)进入净水箱,所有杂质和细菌被分离膜拦截,由此实现杂质和细菌的有效分离。③为了提高整个系统的回收率,浓液(concentrate)再回流至循环罐。直至整个系统运行结束,3%~10%的浓液最终被排出系统。④系统的回收率是90%~97%,具体回收率值大小和各个企业废切削液的性质有关。分离组件内专利成份配方和先进生产工艺的卓越性能描述:①材质:TiO2/ZrO2(二氧化钛/二氧化锆)。②分离精度:25~50nm。③耐温高达300℃,可用蒸汽消毒杀菌。④耐酸碱和化学药品:耐受pH值0~14,不受化学药品的腐蚀。⑤耐溶剂:可用氧化剂消毒杀菌。⑥极好的机械强度:爆破压力>9MPa,可用高压釜消毒杀菌。⑦安全、环保:通过FDA认证。超精细的过滤精度是系统安全有效过滤的保证。在废切削液污染物中细菌被认为是最小污染因子,细菌的个体小,绝大多数细菌的直径大小在0.5~5μm,目前已知最小的细菌只有0.2μm,而本处理办法的分离精度为25~50nm,故可以从根本上彻底有效处理废弃切削液中的细菌,同时大量减少危险废物产生量,有力促进了生态环境安全。
切削液再回收案例
某德资企业有多台DMG机床,多为125P、80U、60U、Maha等加工中心,主要以金属碳钢、合金钢以及铝材的切削加工为主,使用马斯特E905乳化液作冷却润滑,切削液约半年彻底更换一次。(1)切削液废液处理结果采用上述切削液回用技术对废切削液进行再回收处理,处理结果照片如图2所示。检测数据对比如表1所示。其中:①浓度/折光率:折光率是有机化合物最重要的物理常数之一,能精确而方便的检测出来,作为液体物质纯度的标准,可以使用折光仪方便检测。②COD代表化学需氧量:是指在一定条件下,氧化1L水样中还原性物质所消耗的氧化剂的说明:①新配切削液A是指:按照切削液使用要求由切削液浓液加水配对成指定浓度的切削液,厂家推荐使用浓度为8%~10%,pH值9~9.5。②废切削液B是指:加工机床运行半年左右的待处理切削液废液。③处理后产水C是指:废液经过上述净化系统处理后的产水,也就是净化后的切削液。④处理后废浓液D是指:废液经过上述净化系统处理后的废弃浓缩液。量,以氧的质量浓度(以mg/L为单位)表示,是评定水质污染程度的重要综合指标之一。COD的数值越大,则水体污染越严重。切削液中的COD主要是由三乙醇胺、表面活性剂、硼酸类化合物、防腐剂、杀菌剂及切削过程中带入的油、杂质等组成。③悬浮物是指:可用0.45μm滤膜过滤节留的颗粒性杂质。④含油量:矿物油浓度。(2)切削液废液处理结果分析根据上述数据对比可见处理过的分离产水:①pH值上升,恢复到许可使用区间。②混合物浓度/折光率下降。③悬浮物完全清除。④矿物油的浓度基本清除。⑤CODcr值大幅度下降,这是因为通过过滤,切削液中的污染物油、细菌及杂质被去除,而保留了切削液的主要原料表面活性剂、防腐剂、杀菌剂等。因此,过滤产水水质完全符合切削液循环使用的水质要求。(3)切削液废液净化后产水再回用情况净化后的切削液其中有效浓度比较低,需要加入切削液浓缩液进行再调配方可使用。将上述经过净化系统处理过后得到的2.4%的产水50mL+50mL水+10mL切削液浓液新配比成待使用的切削液E,对其进行同样数据指标的检测。从表2对比数据来看,利用处理后的产水,加注新的浓缩液,必要时可以添加部分自来水,即可重新配备成符合要求的新切削液。
切削液再回收的经济效益分析
目前如果企业的年废切屑液量少于10t,废切削液的平均处理费用约为5元/kg,新的切削液浓缩液约30元/kg,以一台五轴加工中心带有约600L的水箱,正常工作时水箱约含有550L左右切削液,一年平均彻底更换两次切削液,设备投入:针对一台600L水箱的设备,设计处理能力600L/h,平均设备投入25万元/台,其中核心元件分离膜费用6万元/台,使用寿命4~5年,设备能耗约7.5kW,日常维护费用仅电费费用以及分离膜清洗人工费用等。即如果一年平均有16台600L容量的设备需要处理切削液,3年即可收回设备投入。另一方面,由于目前拥有如此规模量的设备的企业较少,但在长三角地区该类加工设备企业设备保有量巨大,单个企业完全可以通过委托服务的方式或者设备租赁的方式,即购买此类服务来达到减排增效的目的。
