專利名稱：一種聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術(shù)，具體地說是一種采用聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水方法。
背景技術(shù)：
目前，一些化工公司在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的水溶性乳化油切削液廢水含有基礎(chǔ)液(動(dòng)植物油、礦物油、合成油)、油性劑(油脂類、脂肪酸、高級醇類)、表面活性劑(陰離子系、非離子系)、防銹劑、防腐蝕劑及其他如消泡劑、金屬離子絡(luò)合劑、著色劑等，可生化性極差。
氣浮法主要是在水中通入或產(chǎn)生大量氣泡，形成水、氣及被去除物質(zhì)三相非均一體系，在界面張力、氣泡上浮力和靜水壓力差的作用下，使氣泡和被去除物質(zhì)的結(jié)合體上浮至水面，實(shí)現(xiàn)與水分離。絮凝法是向水中投加混凝劑，破壞水中膠體顆粒的穩(wěn)定狀態(tài)，在一定水力條件下，通過膠粒間的相互碰撞和聚集，從而形成易于從水中分離的絮狀物(陳復(fù)等，水處理技術(shù)及藥劑大全，P433-435)。兩種方法結(jié)合使用，使污染物得以去除，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。
壓力溶氣氣浮法是將壓力加到0.2-0.5MPa，空氣溶入廢水中，而后通過釋放器釋放空氣形成微氣泡分散在水中并與絮塊粘附在一起。此方法優(yōu)點(diǎn)是高壓下溶氣量大，通過釋放器釋放出的微氣泡微細(xì)，粒度均勻，密集度大，上浮穩(wěn)定，對液體的擾動(dòng)微小，特別適用于疏松微粒細(xì)小顆粒的固液分離。
70年代反滲透法使電鍍廢水得以循環(huán)使用以來，膜分離處理廢水得到廣泛應(yīng)用。(許振良，膜法水處理技術(shù))膜分離是通過膜對混合物中各組分的選擇滲透作用的差異，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力對雙組分或多組分混合的氣體或液體進(jìn)行分離，分級，提純和富集的方法。
超濾的分離機(jī)理一般也認(rèn)為是篩分作用，但它的分離是分子級的，可截留溶液中溶解的大分子溶質(zhì)，而透過小分子溶質(zhì)。反滲透是透過組分選擇性溶解在膜料液側(cè)，然后在膜二側(cè)靜壓差推動(dòng)下，擴(kuò)散透過膜。(劉茉娥，膜分離技術(shù)應(yīng)用手冊)中國專利(專利號ZL92106153.6)公開了一種電-多相催化過程及其反應(yīng)器，電-多相催化反應(yīng)過程，是把化學(xué)催化與電催化過程結(jié)合到一起，利用催化劑活性組分和電激活的共同作用，使反應(yīng)分子活化，可在較溫和反應(yīng)條件下進(jìn)行單用催化劑不能發(fā)生的反應(yīng)。電-多相催化氧化是在常溫常壓下，在電場與催化劑的協(xié)同作用下，使大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子或CO2和水，減少有害物質(zhì)的含量，從而達(dá)到廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種處理效果好、設(shè)備簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、無二次污染、適于推廣應(yīng)用的采用聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下首先進(jìn)行氣浮-絮凝處理其壓力為0.2～0.4Mpa，絮凝劑的用量為廢水重量的0.1％～6％；再進(jìn)行超濾-反滲透處理將廢水進(jìn)行兩級微膜過濾，其工作壓力為0.05～0.6Mpa，然后進(jìn)行反滲透，其工作壓力為0.5～1.5Mpa；最后進(jìn)行電-多相催化氧化處理在電場中電極間直流電壓為10～15V，電流為每平方分米100mA～400mA的外加電場下，使切削液廢水中有機(jī)污染物在催化劑表面催化氧化，催化劑是以Fe或Mn的氧化物為活性組分的負(fù)載型催化劑，其活性組分的含量為催化劑總重量的1～4％，V水∶V催化劑＝1.2～5。
所述絮凝劑(A劑)為硫酸鋁、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁(即聚鋁)或聚合硫酸鐵(即聚鐵)，當(dāng)絮凝劑為聚鋁時(shí)，最佳用量為廢水重量的1.5％；所述氣浮-絮凝處理過程中可加入助凝劑(B劑)，該助凝劑為陰離子聚丙烯酰胺或陽離子聚丙烯酰胺，其使用量為廢水重量的0.001％～0.0025％，當(dāng)使用分子量為1400萬以上的陰離子聚丙烯酰胺作助凝劑時(shí)，其最佳使用量可降為廢水重量的0.0015％。A劑是一種具有多核，高價(jià)電的陽離子復(fù)方藥劑，用來中和廢水中膠體微粒和乳化油表面電荷，壓縮膠團(tuán)的雙電層，隨著雙電層的破壞，乳化油膠團(tuán)的排斥電位消失，膠團(tuán)之間互相碰撞逐漸與水分離；B劑為有機(jī)高分子聚合物助凝劑，利用B劑的強(qiáng)大架橋與卷連作用，形成團(tuán)狀絮凝體。通過專用裝置(機(jī)組作用)對廢水進(jìn)行加壓、加氣、加藥、混勻(氣、藥、水)、釋放，使之發(fā)生浮選、沉淀，將絮凝體從水體中快速、有效地分離出來，達(dá)到凈水的目的。
所述超濾反滲透處理過程中，兩級微膜過濾的第一級微膜孔徑為5微米(大一些)，過濾大分子，懸浮物，第二級微膜孔徑為0.22微米，深度過濾，膜的抗壓能力為0.3～0.6MPa；反滲透處理一次交換量為處理廢水量的為15％，進(jìn)行多次循環(huán)；只要不損壞膜材料(壓力過大或水對膜有強(qiáng)腐蝕性)，處理效率保持不變。
所述電-多相催化氧化催化劑，其活性組分的含量為催化劑總重量的1～4％，V廢水∶V催化劑＝1.2～5，當(dāng)金屬活性組分的含量為催化劑總重量的2～3％，V廢水∶V催化劑＝3時(shí)，效果最佳；所述催化劑可采用浸漬法制備將載體浸漬在含有Fe或Mn金屬離子的可溶性氯化物或硝酸鹽水溶液中，其金屬鹽溶液的濃度為0.12～1.0mol/L，溶液與載體體積比為0.8～1.5∶1，在25～30℃下放置10～24小時(shí)后，于110～130℃下烘干，最后，于300～400℃，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下焙燒4～8小時(shí)，即可制得目的催化劑。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明可有效處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的切削液廢水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用絮凝-超濾反滲透處理切削液廢水可達(dá)到預(yù)處理目的，再經(jīng)過電-多相催化作用，可直接排放。
2.本發(fā)明方法中氣浮-絮凝所使用的藥劑，容易得到，投加簡單，相對運(yùn)行費(fèi)用低廉，有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
3.本發(fā)明方法中膜處理過程中操作簡便，工作壓力低，處理效率高；4.本發(fā)明方法中電-多相催化過程操作簡便，反應(yīng)條件溫和，在常溫常壓下進(jìn)行，特別適合處理一些中等濃度難降解廢水，運(yùn)行費(fèi)用低廉，設(shè)備簡單，無二次污染產(chǎn)生。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1常規(guī)絮凝劑對切削液廢水處理效果絮凝效果取絮凝劑最佳用量時(shí)數(shù)值，高分子聚合物助凝劑陰離子聚丙烯酰胺的使用量為15mg/L，CODCr(化學(xué)需氧量的測定)采用水質(zhì)重鉻酸鹽法(GB 11914-89)進(jìn)行分析，以下同。
原水經(jīng)隔油處理后CODCr76869mg/L，PH7-8，絮凝結(jié)果見表1.
表1.常規(guī)絮凝劑對切削液廢水處理最佳效果

*使用的助凝劑分子量在1400萬以上**使用的助凝劑分子量在400萬～500萬之間因兩種助凝劑對廢水的作用相差不大(只是聚鐵差別大一些)，故在以后的實(shí)驗(yàn)中使用較便宜的(分子量在1400萬以上)作助凝劑。
實(shí)施例2與渦流法處理效率對比在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下(廢水水質(zhì)，水量與藥劑及用量相同)，使用全壓溶氣浮法和渦流法對廢水進(jìn)行處理，采用聚鋁做絮凝劑，用量為廢水量的1.5％，處理結(jié)果見表2.
表2.全壓溶氣浮法與渦流法對廢水處理結(jié)果對比

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，用全壓溶氣浮法對廢水進(jìn)行絮凝，處理效果要好于渦流法。
實(shí)施例3
放大過程中絮凝劑對切削液廢水的處理效果確定使用藥劑后，加大絮凝水用量，考驗(yàn)絮凝效果。從上述結(jié)果看，要達(dá)到最佳處理效果，藥劑用量應(yīng)為廢水量的1.5％。
原水CODCr76869mg/L，PH7-8，絮凝結(jié)果見表4.
表4.不同絮凝劑在放大過程中對切削液廢水的處理效果

實(shí)施例4超濾與反滲透處理超濾分離為兩級微膜過濾第一級孔徑為5微米(大一些)，過濾大分子，懸浮物；第二級孔徑為0.22微米，深度過濾，工作壓力為0.1MPa。反滲透處理，工作壓力1MPa左右，一次交換量為15％，多次循環(huán)。兩種膜均為中空纖維素膜，天津膜天膜工程技術(shù)有限公司產(chǎn)品。型號MOF-905，規(guī)格90×500mm。
經(jīng)過氣浮處理后，CODCr11415mg/L，PH6-7，絮凝結(jié)果見表5.
表5.超濾與反滲透處理效果

由于切削液廢水較難處理，CODCr高，經(jīng)過預(yù)處理后，CODCr降到400mg/L左右，還不能達(dá)標(biāo)排放，繼續(xù)通過電-多相催化反應(yīng)裝置，可以更好地處理這股廢水。
實(shí)施例5M/活性炭催化劑的制備取0.36mol/L的Fe(NO3)3溶液100ml，將100克中孔活性炭顆粒倒入浸漬液中攪拌，放置10小時(shí)，于110℃下烘干2小時(shí)，再于350℃下焙燒4小時(shí)，自然冷卻到室溫制成催化劑A。催化劑A中金屬組分的重量為Fe2％，其余為載體Al2O3。
同樣條件，制成含金屬組分Mn的重量催化劑B。
實(shí)施例6對于預(yù)處理后的切削液廢水的電-多相催化連續(xù)實(shí)驗(yàn)I在以PVC為材質(zhì)的電-多相催化反應(yīng)器中，平行放置兩塊帶菱形網(wǎng)眼的鈦電極，裝填50ml按實(shí)施例6制備的催化劑A，用泵連續(xù)進(jìn)樣，在一定的外加電流條件下，采用不同的空速，進(jìn)行處理。每個(gè)水樣取完全平衡后數(shù)值。
反應(yīng)溫度20℃，常壓，原水CODCr380mg/L。電-多相催化反應(yīng)電壓10V，電流密度100mA/平方分米，反應(yīng)后pH7，結(jié)果列于表5。
表5.經(jīng)過預(yù)處理后的切削液廢水的電-多相催化處理結(jié)果

實(shí)施例7對于預(yù)處理后的切削液廢水的電-多相催化連續(xù)實(shí)驗(yàn)□在反應(yīng)器中，裝填按實(shí)施例6制備的催化劑B，反應(yīng)溫度20℃，常壓，原水CODCr380mg/L。電-多相催化反應(yīng)電壓12V，電流密度275mA/平方分米，反應(yīng)后pH7，反應(yīng)結(jié)果列于表6。
表6.經(jīng)過預(yù)處理后的切削液廢水的電-多相催化處理結(jié)果

實(shí)施例8對于預(yù)處理后的切削液廢水的電-多相催化連續(xù)實(shí)驗(yàn)III在反應(yīng)器中，裝填按實(shí)施例6制備的催化劑(金屬組分的重量為Mn3％)，反應(yīng)溫度20℃，常壓，原水CODCr380mg/L。電-多相催化反應(yīng)電壓15V，電流密度400mA/平方分米，反應(yīng)后pH7，反應(yīng)結(jié)果列于表6。
表6.經(jīng)過預(yù)處理后的切削液廢水的電-多相催化處理結(jié)果

由實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，使用絮凝-超濾反滲透對切削液廢水進(jìn)行處理，達(dá)到預(yù)處理的目的，可以去除大部分有機(jī)物，而后進(jìn)行電-多相催化氧化處理，可以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行費(fèi)用較低，有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法，其特征在于首先進(jìn)行氣浮-絮凝處理其壓力為0.2～0.4Mpa，絮凝劑的用量為廢水重量的0.1％～6％；再進(jìn)行超濾-反滲透處理將廢水進(jìn)行兩級微膜過濾，其工作壓力為0.05～0.6Mpa，然后進(jìn)行反滲透，其工作壓力為0.5～1.5Mpa；最后進(jìn)行電-多相催化氧化處理其直流電壓為10～15V，電流密度為每平方分米100mA-400mA，催化劑是以Fe或Mn的氧化物為活性組分的負(fù)載型催化劑，其活性組分的含量為催化劑總重量的1～4％，V廢水∶V催化劑＝1.2～5。
2.按權(quán)利要求1所述聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法，其特征在于所述絮凝劑為硫酸鋁、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁或聚合硫酸鐵。
3.按權(quán)利要求1所述聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法，其特征在于所述氣浮-絮凝處理中，絮凝劑為聚合氯化鋁或聚合硫酸鐵，其使用量為廢水重量的0.1～2％。
4.按權(quán)利要求1所述聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法，其特征在于所述氣浮-絮凝處理過程中可加入助凝劑，該助凝劑為陰離子聚丙烯酰胺或陽離子聚丙烯酰胺，其使用量為廢水重量的0.001％～0.0025％。
5.按權(quán)利要求4所述聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法，其特征在于所述助凝劑為陰離子聚丙烯酰胺，使用量為廢水重量的0.0015％。
6.按權(quán)利要求1所述聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法，其特征在于所述超濾反滲透處理過程中，兩級微膜過濾的第一級微膜孔徑為5微米，第二級微膜孔徑為0.22微米，且膜的抗壓能力為0.3～0.6MPa；反滲透處理的一次交換量為處理廢水量的15％。
7.按權(quán)利要求1所述聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法，其特征在于所述電-多相催化氧化催化劑，其活性組分的含量為催化劑總重量的2～3％，其用量V廢水∶V催化劑＝2.6～3.0。
8.按權(quán)利要求1所述聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法，其特征在于所述催化劑可采用浸漬法制備將載體浸漬在濃度為0.12～1.0mol/L的金屬離子Fe或Mn的可溶性氯化物或硝酸鹽水溶液中，靜置，烘干，再于300～450℃，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下焙燒4～8小時(shí)即可。
9.按權(quán)利要求8所述聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法，其特征在于所述催化劑制備中，溶液與載體體積比為0.8～1.5∶1；所述靜置是指于25～30℃條件下置放10～24小時(shí)；烘干溫度為110～130℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術(shù)，具體地說是一種采用聯(lián)用技術(shù)處理切削液廢水的方法，首先進(jìn)行氣?。跄幚韷毫?.2～0.4Mpa，絮凝劑用量為廢水重量的0.1％～6％；再進(jìn)行超濾－反滲透處理將廢水進(jìn)行兩級微膜過濾，工作壓力0.05～0.6Mpa，然后進(jìn)行反滲透，工作壓力0.5～1.5Mpa；最后進(jìn)行電－多相催化氧化處理電壓10～15V，電流密度為每平方分米100mA－400mA，催化劑是以Fe或Mn的氧化物為活性組分的負(fù)載型催化劑，V
文檔編號C02F1/44GK1721333SQ20041002098
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者楊旭, 于永輝, 孫承林, 杜遠(yuǎn)華, 蔡釗榮, 肖羽堂 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所