申请日2010.10.20
公开(公告)日2012.05.16
IPC分类号C02F9/04
摘要
磁催化处理切削液废水的方法及装置，装置包括反应沉淀器(20)、盛装聚丙烯酰胺PAM、亚硫酸铁和氢氧化钠的储存罐(31、32、33)、催化氧化池(40)、臭氧发生器(50)、布袋过滤器(71)和炭滤器(72);切削液废水首先通过加入亚硫酸铁和氢氧化钠及加入聚丙烯酰胺PAM的两步反应后送入催化氧化池(40)，该催化氧化池(40)中设置有永磁体，放置负载铜元素的活性炭和负载镍与锰元素的活性炭，且通入臭氧进行氧化处理;处理后的切削液废水再顺序经过布袋过滤器(71)和炭滤器(72)过滤后即可排放。与现有技术相比，本发明具有工艺方法简单、切削液废水中的低化学耗氧量COD去除率高的有益效果，经过处理后的切削液废水能达标排放。
翻译权利要求书
1.一种磁催化处理切削液废水的方法，包括如下步骤：
A.将切削液废水送入蓄水池(10)暂存;
B.将蓄水池(10)中暂存的切削液废水泵入反应沉淀器(20)，反应过程分为两步，第 一步反应中，往切削液废水中加入质量比为6～10‰的亚硫酸铁和0.1‰的氢氧化钠， 其中调节氢氧化钠pH值为10;第二步反应中，对第一步反应处理后的切削液废水加 入质量百分比为1～2ppm的聚丙烯酰胺PAM;切削液废水在所述反应沉淀器(20) 中的反应时间为4h;
C.将经过步骤B两步处理后的切削液废水送入催化氧化池(40)，该催化氧化池(40) 中设置有永磁体，放置负载铜元素的活性炭和负载镍与锰元素的活性炭，且通入臭氧 进行氧化处理;其中臭氧通入所述催化氧化池(40)的时间为12～15h;
D.将经过步骤C处理后的切削液废水再顺序经过布袋过滤器(71)和炭滤器(72)过 滤后即可排放。
2.根据权利要求1所述的磁催化处理切削液废水的方法，其特征在于：
所述步骤B第一步反应中优选加入质量比为6‰的亚硫酸铁;第二步反应中加入质量 百分比为1ppm的聚丙烯酰胺PAM。
3.根据权利要求1所述的磁催化处理切削液废水的方法，其特征在于：
所述步骤D之前，即经过步骤C处理后的切削液废水在送入布袋过滤器(71)之前， 先送入一个中间水池(60)，以便于切削液废水能够被泵入布袋过滤器(71)。
4.根据权利要求1所述的磁催化处理切削液废水的方法，其特征在于：
所述步骤C中，臭氧通入催化氧化池(40)的时间优选为12h。
5.根据权利要求1所述的磁催化处理切削液废水的方法，其特征在于：
所述步骤B中反应沉淀器(20)中经过反应后沉淀的含有固态悬浮物的切削液废水 再通过脱水处理将固态悬浮物排出，所剩的切削液废水再次被送入所述蓄水池(10)中以 进行循环处理。
6.一种磁催化处理切削液废水的装置，其特征在于：
包括蓄水池(10)、反应沉淀器(20)、药物储存罐(30)、催化氧化池(40)、臭氧发 生器(50)、布袋过滤器(71)和炭滤器(72);所述反应沉淀器(20)包括两个相互连通 的一级反应器(21)和二级反应器(22);所述药物储存罐(30)包括三个独立的药物储 存罐(31、32、33)，分别盛装聚丙烯酰胺PAM、亚硫酸铁和氢氧化钠;所述蓄水池(10)、 亚硫酸铁储存罐(32)、氢氧化钠储存罐(33)均与所述一级反应器(21)连通;所述聚 丙烯酰胺PAM储存罐(31)与所述二级反应器(22)连通;所述二级反应器(22)、臭氧 发生器(50)与所述催化氧化池(40)连通;所述催化氧化池(40)内设置数块永磁体、 放置负载铜元素的活性炭和负载镍与锰元素的活性炭;所述布袋过滤器(71)分别与催化 氧化池(40)、炭滤器(72)连通;
借助上述装置，切削液废水首先进入蓄水池(10)后泵入一级反应器(21)，亚硫酸 铁储存罐(32)、氢氧化钠储存罐(33)中储存的亚硫酸铁、氢氧化钠被送入一级反应器 (21)与切削液废水进行反应，经过一级反应器(21)的反应后，切削液废水被送入二级 反应器(22)，二级反应器(22)内加入聚丙烯酰胺PAM进行反应，处理后的切削液废水 中的固态悬浮物沉淀到二级反应器(22)底部，切削液废水则被送入催化氧化池(40)处 理;催化氧化池(40)内通入臭氧发生器(50)产生的臭氧，经催化氧化池(40)内处理 后的切削液废水被顺序送入布袋过滤器(71)和炭滤器(72)经两级过滤后达标排放。
7.根据权利要求6所述的磁催化处理切削液废水的装置，其特征在于：
所述一级反应器(21)、二级反应器(22)内均设置有搅拌器(23)，在反应过程中进 行搅拌以使反应更加充分。
8.根据权利要求6所述的磁催化处理切削液废水的装置，其特征在于：
所述催化氧化池(40)的顶端还设置有活性碳棒(41)，用于吸附反应后多余的臭氧。
9.根据权利要求6至8任一项所述的磁催化处理切削液废水的装置，其特征在于：
还包括离心脱水机(80)，其进口端与所述二级反应器(22)底部连通，二级反应器 (22)底部含有固态悬浮物的切削液废水被送入所述离心脱水机(80)处理，脱水处理后 的固态悬浮物直接排除，所剩的切削液废水则通过所述离心脱水机(80)的出口端重新返 回到所述蓄水池(10)中，以进行循环处理。
10.根据权利要求9所述的磁催化处理切削液废水的装置，其特征在于：
在所述催化氧化池(40)和布袋过滤器(71)之间还设置有中间水池(60)，经过催 化氧化池(40)处理后的切削液废水先送入所述中间水池(60)后再泵入所述布袋过滤 器(71)。
说明书
磁催化处理切削液废水的方法及其装置
技术领域 本发明涉及用磁场或电场方法对水、废水或污水的处理，尤其涉及磁催化处 理废水的方法及其装置。
背景技术 工业废水是工业生产过程中产生的废水和废液，随着工业的迅速发展，废水 的种类和数量迅猛增加，工业废水对水体的污染尤其严重。由于许多工业废水的成分复杂， 性质多变，至今仍有一些问题难以解决。
切削液是机械加工行业广泛应用的一种金属加工液，循环使用后易变质，变性发臭，失 效后产生切削液废水，此类废水含有乳化剂，矿物油，防腐剂以及金属屑等，是一种高浓度 难降解的有机工业废水。
1894年，法国人Fenton发现采用Fe2+/H2O2体系能氧化多种有机物，后人为纪念他 将亚铁盐Fe2+和过氧化氢H2O2的组合称为Fenton试剂，它能有效氧化去除传统废水处 理技术无法去除的难降解有机物。Fenton(费吨)法在处理难降解的有机污染物时具有独 特的优势，其采用Fenton试剂来氧化去除难降解的有机物，工作原理是H2O2在Fe2+的催化 作用下生成具有高反应活性的羟基自由基·OH。·OH氧化电位达到2.8V，可与大多数有 机物作用使其降解，是除氟元素外最强的无机氧化剂，它通过电子转移等途径将有机物 氧化分解成小分子;同时，Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀，去除大量有机物。Fenton 试剂在水处理中具有氧化和混凝作用，且黑暗中就能降解有机物，能节省设备;不足之 处在于H2O2的利用率不高，不能充分矿化有机物。研究表明，利用Fe3+、Mn2+等均相 催化剂和铁粉、石墨，铁、锰的氧化矿物等非均相催化剂同样可使H2O2分解产生·OH， 其基本反应过程与Fenton试剂类似而被称为类Fenton体系。如果用Fe3+代替Fe2+，由 于Fe2+是即时产生的，减少了·OH被Fe2+还原的机会，还可提高·OH的利用效率。 若在Fenton体系中加入某些络合剂(如草酸盐C2O2-4、螯合剂乙二胺四乙酸EDTA等)， 可增加对有机物的去除率。
现有技术处理切削液的方法一般采用絮凝剂沉淀后再进行生化处理，该方法存在工艺复 杂、处理效率较低的缺点(通过此法处理切削液废水的实验结果如表1，其中待处理的切削 液废水中COD=23615mg/L，分别以质量比为0.6%的亚铁和质量比为0.4%的聚铁作为絮凝剂 进行实验，经过处理后的切削液废水中COD去除率均低于85%)，并且所需要的设备复杂、 占地面积大。而Fenton法处理切削液废水这种难降解的有机废水时，具有一般化学氧化法无 法比拟的优点，但H2O2价格昂贵，单独使用成本太高。近年来，高级氧化技术或称深度氧化 技术用于处理难降解有机废水的研究已获得很大进展，包括电化学氧化法、湿式氧化法、超 临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等，但将磁催化技术和Fenton法结合处理切削液 废水的工艺则尚未被使用。