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无机陶瓷膜过滤在切削液回用技术中的应用

无机陶瓷膜过滤在切削液回用技术中的应用

　随着现代机械制造业的快速发展，切削液在机械加工中得到了广泛应用，用量迅速增加。但切削液使用一定期限后就会失效，变成工业废液。切削液失效的主要原因是其在循环使用工程中不可避免地混入某些杂质，如金属粒子(碎屑)、灰尘、磨料粉粒、纤维、游离的杂油、切削油中的水等。当这些杂质含量较高时，在使用中会有损刀具和被加工件表面。再者，这些杂质是切削液氧化变质的主要催化剂，它们会加速切削液的化学变化导致较高的酸性和较大的界面张力，从

　　而使切削液变质失效。据初步调查，不少工厂产生的大量废切削液，超后不得不将其丢弃。这样既缩短了切削液使用周期，又增加了生产开销，同时，还会污染环境。所以如何将切削液净化处理，使其再生利用，已成为现代切削液研究的一个重要课题。

　　目前一般企业常采用：生化法、凝聚法、重力分类法、沉淀法、曝气法、电解法、气浮法等对切削液进行处理。经过上述几种工艺的处理可回收切削液中的废油，但是无法使切削液回用于生产。而通过简单的前处理之后，采用膜过滤的方法则可以使切削液得到净化，并回用于生产加工中。其中，与有机膜相比。无机陶瓷膜因其使用寿命长，设备运行稳定，易清洗等特点越来越受到研究人员及生产单位的重视。

　　2.废水水量与水质

　　某硬质合金集团目前有磨床26台，切削液超大用量为15㎡/h。新建一个切削液处理系统，要求处理量：15㎡/h。

　　切削液中的COD主要是由三乙1醇胺、表面活性剂、硼酸类化合物、防腐剂、杀菌剂及切削液过程中带人的油、杂志等组成。由表2-1可以看出，经过滤处理后，COD处理前后变化不大，是因为通过过滤，切削液中的污染物油、细1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，油水分离膜价格，切削液设计过滤出水质完全符合切削液循环使用的水质要求。

　　3.无机陶瓷膜设备不同操作条件下的运行情况

　　无机陶瓷膜设备分别在开启自动反冲洗装置和不开启反冲装置时，连续运行8小时的通量变化曲线，切削液在低压驱动力下，流经膜表面，水和小分子物质透过滤膜成为渗透液流出，悬浮微粒则被滤膜截留成为浓缩液。浓缩液在泵压下始终在膜设备体系内循环运行，而通过滤膜的渗透液则不断排出，超后，当切削液被浓缩到一定程度后，将浓缩液送入浓缩液静沉槽做静沉处理，泥渣定期清理。

　　不开启自动反冲洗装置时，无机陶瓷膜设备通量下降较开启反冲洗装置时要快，由于切削液透过无机陶瓷膜时，存在浓差极化和膜污染现象。因此，运行一段时间后，切削液的渗透速度会有所下降，而采用自动反冲洗装置，一般情况下，每3分钟自动反冲一次，每次2-3秒，对膜表面上的污染物进行缓解污染物对无机陶瓷膜的污染，保证设备长期稳定运行。因此无机陶瓷膜设备在连续运行8小时后，设备的处理能力一直维持在14.7m3/h左右。

　　4.无机陶瓷膜设备的清洗

　　正常情况下，无机陶瓷膜设备运行一定时间后，其处理能力会下降。当膜设备的处理能力下降至不能满足磨床车间对净化后切削液的需求量时(一般为7天)，其应当进行膜清洗。清洗时采用在线清洗方式进行大的，清洗过程包括清水平漂洗、碱洗(2-3%)酸洗(2-3%)等方式，膜清洗时间约为2.5小时，清洗完成后即可进入切削液净化状态。下图为膜设备经过不同的清洗方式清洗后其通量的***情况。

　　采用不同的清洗剂对无机陶瓷膜设备通量的***程度也不同，切削液中的杂质主要为金属粒子(碎屑)、灰尘、磨料粉粒、纤维、游离的杂油、

　　切削液中的水等。采用单独碱洗时，可以将粘连在膜表面的油类物质清洗掉，而

　　单独采用酸洗则可去除膜管表面的无机难溶物质，因此采用漂洗、碱洗碱洗(2-3%)酸洗(2-3%)、漂洗的方式效果超佳，膜设备通量***程度几乎为100%。

　　5.工程应用效益

　　2005年底，无机陶瓷膜设备正式投入运行，总***196万元，年运行费用(包括膜设备的折旧)45万元。截止到目前，设备运行正常，效果稳定。由于切削液可以净化后回用于生产，因此大大降低了成产成本。原来切削液使用1个月需换新，更换一次新切削液费用约15万元，每年需180万元;使用无机陶瓷膜设备后，没月只需补充一次因损耗(蒸发、挥发、化学反应等造成的消耗)的切削液，费用约为2万元，每年需24万元。采用无机陶瓷膜净化回用切削液工艺，每年可节约费用为180-45-24=111万元，约两年即可回收设备***。另外由于减少了污染物的排放，节约了废水处理费用。

　　6.结论

　　6.1 使用无机陶瓷膜设备对切削液进行过滤，设备运行稳定，污染后膜管***情

　　况较好;

　　6.2 采用“前处理 无机陶瓷膜过滤”工艺完全可以实现对切削液的净化和回收，

　　对切削液的回收技术的研究具有一定的参考和应用价值;

　　6.3 无机陶瓷膜设备已正式投入运行三年，设备运行正常，效果稳定，每年可节

　　约成本111万元左右。

无机陶瓷膜特点

(1) 独有的双层膜结构：涤饵DEAR无机陶瓷膜系统在在膜过滤层表面，通过溶胶一凝胶法制备TiO2溶胶，采用浸渍提拉法在陶瓷膜上涂敷纳米TiO2光催化材料，使陶瓷膜表面具有“自洁”功能，减缓有机在膜表面积累和堵塞，一方面降低膜污染，另一方面提高陶瓷膜管强度和膜过滤通量，提高膜通量稳定性；Al2O3—ZrO2复合膜结构：使膜管机械性能更加优良，由于材料本身的性能缺陷或制备过程中存在的一些实际问题，单一无机膜材料一般不能满足实际需要，因此无机负载复合分离膜的研制得到迅速发展，涤饵DEAR无机陶瓷膜采用整体复合技术，通过溶胶凝胶法，制备Al2O3—ZrO2复合膜，油水分离膜公司，由于含ZrO2材料与Al2O3、SiO2和TiO2等材料相比具有更好的机械强度、化学耐久性和抗碱侵蚀等特性，无机陶瓷膜具有更强的机械强度和热稳定性，而且复合膜的孔径分布窄，呈单峰。

(2) 可实现在线反冲，膜通量稳定：由于复合陶瓷膜独特结构和机械性能，能有效承受0.4mp以下的反冲压力，可实现在线反冲，从而获得稳定的膜通量，克服了无机膜系统在水处理应用中价格高、易污染、膜通量小、设备庞大等问题，使无机陶瓷膜系统在水处理中应用成为可能。涤饵DEAR无机陶瓷膜是专为污水处理设计的，油水分离膜厂家，其***1大特点是膜通量大，其运行膜通量是有机膜10-100倍，是普通多孔陶瓷膜的50-10倍、机械强度高、耐污染、可实现在线反冲。

陶瓷膜技术是膜技术中的翘楚，但20世纪80年***达***已在广泛应用时，中国在此领域却还是一片空白。十几年过去了，依靠自主创新，油水分离膜，中国陶瓷膜技术从无到有，不仅打破了国外的***与垄断，还达到了国际领1先水平。 膜是一种高分子化学材料，它有无数个只能用微米甚至纳米计算的小孔，既有分离、浓缩、净化和脱盐功能，又有***、节能、环保、分子级过滤等特征。膜技术发明之后便广泛运用于食品加工、水质净化、环境治理、制药工业、化工与石油化工等领域，用来实现产品的净化分离。陶瓷膜就是由经过高温烧结的陶瓷材料制成的分离膜。由于具有独特的耐性，其一进入市场便成为膜领域发展***为迅速、也***有发展前景的品种之一。

到1989年底，南京工业大学徐南平院士才开始了在陶瓷膜领域的艰难探索。经过二十多年的不懈奋斗与努力，中国在陶瓷膜领域不仅打破了西方的***与垄断，而且依靠自主创新达到了国际1***水平。

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