申请日2011.12.23
公开(公告)日2012.07.11
IPC分类号C02F1/40; C02F1/44; C02F1/04
摘要
本发明涉及一种用于处理含油废水，尤其是金属加工用的运行冷却润滑剂的方法，其中，含油废水存储在至少一个废水存储容器(1a-1e)中并且尤其通过密度测定自动地确定含油废水的含水量和/或含油量，其中，根据含油量受控地将含油的废水导入再利用容器(11)中或第一废水处理级(4)或第二废水处理级(5)中，并且这样选择含油量的第一阀值S1和第二阀值S2，使得将含油量≥S1的废水导入再利用容器(11)中，以便进一步回收，将含油量≥S2并且
权利要求书
1.一种用于处理含油废水，尤其是金属加工用的运行冷却润滑剂的方 法，其中，将所述含油废水存储在至少一个废水存储容器(1a-1e)中并且尤其 通过密度测定自动地确定所述含油废水的含水量和/或含油量，其中，根据含 油量将含油废水受控地导入到再利用容器(11)中或第一废水处理级(4)或第二 废水处理级(5)中，并且这样选择所述含油量的第一阀值S1和第二阀值S2， 使得
-将含油量≥S1的废水导入所述再利用容器(11)中，用于再利用，
-将含油量≥S2并且 -将含油量 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，尤其通过密度测定自动地确 定其含油量在所述第一或第二废水处理级(4、5)中增大的含油废水的含水量 和/或含油量，其中 -将含油量≥S1的废水受控地导入到所述再利用容器(11)中，用于再利 用， -将含油量 3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述含油量的第一阀 值S1设定为45%至55%的重量百分比，优选大约50%的重量百分比。 4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述含油量的第二 阀值S2设定为3%至7%的重量百分比，优选大约5%的重量百分比。 5.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在所述再处理级(9) 中积聚的水被直接引回到生产过程中，用于产生新的冷却剂与润滑剂的混合 物。 6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，将在所述至少一个 再处理级(9)中从所述废水中获得的油导入到所述再利用容器(11)中，用于再 利用。 7.如权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，提供多个废水存储 容器(1a-1e)，在这些废水存储容器内存储用于处理的含油废水。 8.如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，在每个废水存储容 器(1a-1e)上连接一个测量装置(2a-2e)，借助该测量装置通过密度测定自动地 确定存储在相应的废水存储容器(1a-1e)中的含油废水的含水量和/或含油量。 9.如权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，通过检测共振频率 变化确定含油废水的密度，该共振频率变化由所述废水的质量流量经过限定 的、置于振动状态的测量容积时的科里奥利力产生。 10.一种用于处理含油废水，尤其是金属加工用的运行冷却润滑剂的设 备，其包括 -至少一个废水存储容器(1a-1e)，在该废水存储容器(1a-1e)内可存储用于处 理的含油废水， -至少一个测量装置(2a-2e)，该测量装置(2a-2e)与所述至少一个废水存储容 器(1a-1e)连接/可连接并且设计成，使得所述测量装置能够尤其通过密度 测定自动地确定存储在所述至少一个废水存储容器(1a-1e)中的废水的含 水量和/或含油量， -至少一个再利用容器(11)，在该再利用容器(11)内能存储用于再利用的含 油废水， -带有至少一个蒸发装置的第一废水处理级(4)，借助该蒸发装置可以通过 水的蒸发而增大含油废水的含油量， -带有至少一个超渗滤装置的第二废水处理级(5)，借助该超渗滤装置可以 通过超渗滤而增大含油废水的含油量， -第一控制装置(3)，该第一控制装置与所述至少一个废水存储容器(1a-1e) 的所述至少一个测量装置(2a-2e)连接/可连接并且设计成，使得该第一控 制装置能根据借助所述至少一个测量装置(2a-2e)确定的含油量将所述含 油废水要么输送给所述至少一个再利用容器(11)，要么输送给所述第一废 水处理级(4)或所述第二废水处理级(5)。 11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，该设备还包括 -至少一个测量装置(6)，用于在所述第一废水处理级(4)中处理之后尤其通 过密度测定自动地确定所述含油废水的含水量和/或含油量， -至少一个测量装置(7)，用于在所述第二废水处理级(5)中处理之后尤其通 过密度测定自动地确定所述含油废水的含水量和/或含油量， -至少一个再处理级(9)，在所述第一或第二废水处理级(4、5)中处理之后的 废水能够导入到所述至少一个再处理级(9)中， -第二控制装置(8)，该第二控制装置与所述第一废水处理级(4)的所述测量 装置(6)和所述第二废水处理级(5)的所述测量装置(7)连接/可连接并且设 计成，使得该第二控制装置能够能根据借助配属于相关的所述废水处理级 (4、5)的测量装置(6、7)确定的含油量将在所述第一或第二废水处理级(4、 5)中处理的含油废水要么输送给所述至少一个再利用容器(11)，要么输送 给所述再处理级(9)。 12.如权利要求10或11所述的设备，其特征在于，所述测量装置(2a-2e、 6、7)设计成，使得所述测量装置能通过测量共振频率变化确定所述含油废 水的密度，所述共振频率变化由废水的质量流量经过所述各测量装置(2a-2e、 6、7)的限定的、可置于振动状态的测量容积时的科里奥利力产生。 说明书 用于处理含油废水的方法和设备 技术领域 本发明涉及一种用于处理含油废水，尤其是金属加工用的运行冷却润滑 剂的方法。此外，本发明还涉及一种用于处理含油废水，尤其是金属加工用 的运行冷却润滑剂的设备。 背景技术 在很多工业制造过程中都产生含油废水。当工件在机床中切削加工时， 由出现的机械力产生一些必须从机床中排出的热量。一方面为了减少热量的 产生，另一方面为了从机床中排出热量，使用合适的含油冷却润滑剂。这种 冷却润滑剂除了冷却功能和润滑功能外，一般还具有将工件切削加工时产生 的切屑从机床中排出的任务。为这些目的所采用的冷却润滑剂一般由五种至 三十种单组分组成，这些单组分尤其包括基础油和改善特性的添加剂。这些 冷却润滑剂一般具有约一年的寿命并且之后通过热的、化学或物理方法分解 成主要成分，水和油。通过这种方法回收的水可以直接送回到生产循环中或 输送给另一个净化过程。在冷却润滑剂分解时产生的油根据所使用的处理方 法和产地仍然具有70%至5%之间的重量百分比的残余含水量，并且热回收 或输送给外部的处理过程。 为了节约地优化废料情况，可以将具有较高含水量的含油废水在处理级 中进行进一步的处理。在大多数情况下，所述处理级是一个具有常压蒸发器 的处理级，该常压蒸发器的能量需求一般大于700kW/m3。 剩余的残余含水量在此按基于电化学测量原理的、所谓的卡尔-费休方 法确定。这种用于确定含水量的方法除了相当耗时之外，还具有这些缺点： 必须从的运行过程中提取待检查的样品并且不能立即为过程控制提供测量 结果。这需要大量地介入工艺流程。由于一些次优的工艺流程，消耗了不必 要的能量并且损害了该方法的经济性。 发明内容 本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于处理含油废水，尤其是金 属加工用的运行冷却润滑剂的方法和设备，该方法和设备能够过程优化的、 经济并且节能地处理含油废水。 按照本发明，该技术问题通过一种用于处理含油废水，尤其是金属加工 用的运行冷却润滑剂的方法和设备解决。在按本发明的、用于处理含油废水， 尤其是金属加工用的运行冷却润滑剂的方法中规定，将含油废水存储在至少 一个废水存储容器中并且尤其通过密度测定自动地确定含油废水的含水量 和/或含油量，其中，根据含油量受控地将含油废水导入到再利用容器中或第 一废水处理级或第二废水处理级中，并且这样选择含油量的第一阀值S1以 及第二阀值S2，使得 -将含油量≥S1的废水导入到再利用容器中，用于再利用， -将含油量≥S2并且 -将含油量 按本发明的方法的优点在于，含油废水的含油量和/或含水量尤其通过密 度测定自动地确定，其中，测量直接集成到运行的处理过程中，使得可以在 整体上进行过程优化。密度测定所测得的数据可以为了进一步处理尤其通过 以太网连接或按照PROFIBUS标准(PROFIBUS：过程现场总线)的连接传 输给控制装置，借助该控制装置可以将物料流受控地导入到处理级之一中或 导入到再利用容器中。发明人对组分和来源不同的冷却润滑剂(油-水混合物) 所作的大量实验表明，密度是一个合适的物理测量参数，该测量参数与冷却 润滑剂的含水量的关联性明显比迄今使用的测量参数电导率更好。实验结果 证实密度相对含水量的关系是合适的方法。在此，可以得出几乎线性的关系。 因此，冷却润滑剂的密度直接与含水量成比例，含水量又与含油量相对，即， 含油量(重量百分比)=100%的重量百分比-含水量(重量百分比)。通过自动 检测密度并且确定含油量和/或含水量，可以精确地识别各种物料流。这种信 息能够实现分别在生态学和经济学方面最佳的废水处理步骤。因此，可以将 含油量大于或等于第一阀值S1的物料流受控地导入到再利用容器中，以便 再利用，而不必经过耗时且耗费成本的处理过程。含油量≥S2并且 按本发明的方法尤其具有可以节约能量的优点。根据含油量，通过将废 水立即并且不做处理地导入到再利用容器中以便再利用，可以部分省去含油 废水的处理。处理过程或再处理过程的持续时间在有时候被明显缩短。总之， 本发明提供了一种用于处理含油废水的、过程优化、经济并且节约能量的方 法。 其含油量在第一或第二废水处理级中增大的含油废水的含水量和/或含 油量优选随后尤其通过密度测定自动地确定，其中 -将含油量≥S1的废水受控地导入到再利用容器中，用于再利用， -将含油量 该方法补充进一步提高了该方法的经济性和环保性。 为了进一步改善该方法的过程经济性和经济性，在一种特别有利的实施 形式中规定，含油量的第一阀值S1设定为45%至55%的重量百分比，优选 大约50%的重量百分比。将第一阀值S1设定为在该值范围内的一个值具有 这样的优点，即，不再必需将含油量超过该第一阈值S1并因此已经较高的 废水输送给耗时且耗费成本的处理过程。而是可以将这种高含油量的废水立 即输送给带来收益的再利用。 在另一种有利的实施形式中规定，含油量的第二阀值S2设定为3%至 7%的重量百分比，优选为大约5%的重量百分比。将第二阀值S2设定为该 值范围内的一个值是基于这样的认知，即，含油量小于第二阀值S2的废水 可以在第二废水处理级中过程经济地并因此节约地受到超渗滤，反之，较高 含油量的废水可以过程经济地并且节约地通过蒸发再处理。当然，明显可以 代替含油量或补充地还可以使用相对的废水含水量来控制该方法流程。废水 含水量的97%至93%的重量百分比，优选大约95%的重量百分比的第二阀值 明显相当于废水含油量的3%至7%的重量百分比，优选大约5%的重量百分 比的第二阀值S2。 为了不必耗费成本地将废水处理时产生的水输送给外部的废料处理过 程(例如在净化装置中)，在一种尤其有利的实施形式中规定，将在再处理 级中产生的水直接引回到生产过程中，用于产生新的冷却剂与润滑剂的混合 物。 为了可以进一步增大为再利用而存储在再利用容器内的含油废水的油 浓度，在一种尤其有利的实施形式中规定，将在至少一个再处理级中从废水 中获得的油导入到再利用容器中。通过以这种方式可达到的较高的油浓度能 够以有利的方式提高存储在再利用容器中的含油废水的再利用收益，因此能 够进一步改善该方法的经济性。 为了能够在实施该方法时提高流量，在一种尤其优选的实施形式中规 定，提供多个废水存储容器，在这些废水存储容器内存储用于处理的含油废 水。有利地可以在每个废水存储容器上连接一个测量装置，借助该测量装置 通过密度测定自动地确定存储在相应的废水存储容器中的含油废水的含水 量和/或含油量。由此实现，能够单独地为每个废水存储容器确定含油废水的 含水量和/或含油量。作为其备选，还可以有利地设置唯一一个测量装置，该 测量装置可以通过管道和阀组成的系统根据选择变换地连接到分别一个废 水存储容器上。 在一种尤其有利的实施形式中可以规定，通过检测共振频率变化确定含 油废水的密度，该共振频率变化由废水的质量流量经过限定的、可置于振动 状态的测量容积时的科里奥利力产生。科里奥利测量原理以受控地产生科里 奥利力为基础，科里奥利力总是在平动和转动叠加时出现。科里奥利力的强 度在此与运动的质量的大小、速度v以及流量有关。科里奥利力尤其可以在 含油废水的质量流量经过限定的、置于振动状态的测量容积时产生。在密度 测定时，在可以包括尤其两个可置于振动状态的测量管的测量装置的测量容 积中产生共振频率。该共振频率是密度的函数，因此密度变化也导致共振频 率变化。相应地再调整用于产生振动的激振频率，使得测量容积能够始终以 共振频率振动。适于在此处介绍的方法中使用的相应测量装置可以购买到并 且例如在DE 11 2004 001 119 B4记载。以这种方式创造了一种快速并且在测 量技术上健壮的、测量废水的密度并且由此确定含油量和含水量的可能方 式。这种能够借助流量测定确定密度的测量技术，可以以简单的方式直接集 成到油处理过程中。按照科里奥利-测量原理，测量废水在规定的体积中精 确的质量流量。由质量和体积获得作为商的密度，该密度在此是期望的检查 参数。因此可以准确地识别物料流，以便获知废水的相应含水量和含油量。 按本发明的另一方面规定，用于处理含油废水，尤其是金属加工用的运 行冷却润滑剂的、按本发明的设备包括： -至少一个废水存储容器，在该废水存储容器内可存储用于处理的含油废 水， -至少一个测量装置，该测量装置与所述至少一个废水存储容器连接/可连 接并且设计成，使得该测量装置能够尤其通过密度测定自动地确定存储在 所述至少一个废水存储容器中的废水的含水量和/或含油量， -至少一个再利用容器，在该再利用容器内可以存储用于再利用的含油废 水， -带有至少一个蒸发装置的第一废水处理级，借助该蒸发装置可以通过水的 蒸发增大含油废水的含油量， -带有至少一个超渗滤装置的第二废水处理级，借助该超渗滤装置可以通过 超渗滤增大含油废水的含油量， -第一控制装置，其与至少一个废水存储容器的至少一个测量装置连接/可 连接并设计成，使得该第一控制装置可以根据借助至少一个测量装置确定 的含油量将含油废水要么输送给至少一个再利用容器，要么输送给第一废 水处理级或第二废水处理级。 尤其优选的是，该设备还包括： -至少一个测量装置，用于在第一废水处理级中处理之后尤其通过密度测定 自动地确定含油废水的含水量和/或含油量， -至少一个测量装置，用于在第二废水处理级中处理之后尤其通过密度测定 自动地确定含油废水的含水量和/或含油量， -至少一个再处理级，在第一或第二废水处理级中处理之后的废水可以导入 到该再处理级中， -第二控制装置，该第二控制装置与第一废水处理级的测量装置和第二废水 处理级的测量装置连接/可连接并且设计成，使得该第二控制装置可以根 据借助配属于相关的废水处理级的测量装置确定的含油量将在第一或第 二废水处理级中处理的含油废水要么输送给至少一个再利用容器，要么输 送给再处理级。 在此，原则上可行的是，代替在第一废气处理级之后的第一测量装置和 在第二废气处理级之后的第二测量装置设有唯一一个测量装置，该测量装置 可以通过导管和阀组成的系统根据选择变换地分别连接到第一废气处理级 的出口或第二废气处理级的出口上。 尤其适用于实施本发明方法的、按本发明的设备，尤其通过含油量和/ 或含水量的自动确定和借助第一和必要时第二控制装置优化的过程控制实 现了含油废水过程经济的处理。由测量装置测得的数据可以为了进一步处理 尤其通过以太网连接或通过按照PROFIBUS标准(PROFIBUS：过程现场总 线)的连接传输给第一控制装置或必要时传输给第二控制装置。在此应当注 意，第一和必要时第二控制装置的过程控制任务原则上也可以由相应设计 的、单独的控制装置承担。根据所确定的含油量和含水量，可以将废水导入 适合它的处理级以及必要时也导入再处理级。总的来说，由此获得含油废气 在过程经济方面最佳处理的可能性。按本发明设备的使用由于同样导致二氧 化碳排放量降低的节能而具有经济和生态学的优点。必要时存在的再处理级 优选包括解吸装置，借助该解吸装置可以从含油废水中解吸出水。以这种方 式，可以通过特别有效率的方法从水-油混合物中提取油。 在一种尤其有利的实施形式中建议，测量装置设计成，使得该测量装置 可以通过测量共振频率变化确定含油废水的密度，该共振频率变化可由废水 的质量流量经过各测量装置的限定的、能置于振动状态的测量容积时的科里 奥利力产生。由此，测量装置可以集成到该设备中并且使含油废水的密度能 够特别可靠地测量，而不必中断处理过程。