专利名称：光催化氧化处理切削液废水的方法
技术领域：
本发明涉及水、废水或污水的处理，尤其是涉及用光照法对切削液废水进行处理的方法。
背景技术：
切削液是机械加工行业广泛应用的一种金属加工液，循环使用后容易变质、变性发臭，其失效后产生切削液废水。此类废水含有乳化剂、矿物油、防腐剂及金属屑， 是一种高浓度、难降解的有机废水。1894年，法国人i^enton发现采用1 2+/ 体系能氧化多种有机物，后人为纪念他将亚铁盐1 2+和过氧化氢H2A的组合称为!^nton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i^enton试剂来氧化去除难降解的有机物，工作原理是H2A在狗2+的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由基· 0H。· 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!^3+产生混凝沉淀，去除大量有机物。！^enton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H2A的利用率不高，不能充分矿化有机物。研究表明，利用 ^3+、Μη2+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H2A分解产生·0Η，其基本反应过程与i^enton试剂类似而被称为类i^enton体系。如果用狗3+代替狗2+，由于狗2+是即时产生的，减少了 · OH被狗2+还原的机会，还可提高·0Η的利用效率。若在i^enton体系中加入某些络合剂(如草酸盐C202_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、处理效率低的缺点(通过絮凝剂沉淀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i^enton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，但将高级氧化技术和 !^nton法结合处理切削液废水的工艺则尚未被使用。表 1
絮凝剂质量比为0.6%的亚铁质量比为0.4%的聚铁COD3660mg/L4675mg/LCOD去除率84. 5%80. 2%发明内容本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处，而对现有技术做进一步的改进，提出一种使用设备简单、成本低且处理效率高的光催化氧化处理切削液废水的方法。本发明为解决所述技术问题而提出的技术方案是，设计一种光催化氧化处理切削液废水的方法，包括如下步骤
A.所述切削液废水均勻流过电催化费吨氧化反应器进行预处理；所述电催化费吨氧化反应器的阳极采用铁质材料、阴极采用不锈钢材料；电场中电极板间距为100mm，直流电压为20 30V，电流密度为15 25mA/cm2，按3 6g/h/L滴加质量比为50%的H2O2， 30 50g/h/L滴加质量比为10%的硫酸钠溶液；B.经过步骤A预处理后的切削液废水用质量比为10%的NaOH调节PH值为9，加入聚丙烯酰胺PAM后沉淀过滤；C.经过步骤B过滤后的切削液废水均勻流过光催化费吨氧化反应器，所述光催化费吨氧化反应器采用380nm紫外灯，光密度为10 20W/L，光催化剂为附载在空心玻璃珠上的钛活性物；并按2 5g/h/L滴加质量比为50%的!1202、1 2g/h/L滴加质量比为10%的硫酸亚铁溶液；D.经过步骤C处理后的切削液废水用质量比为10%的NaOH调节PH值为9，加入 PAM沉淀过滤后，再经常规手段处理后即可排放。其中，步骤A的预处理过程中，切削液废水在所述电催化费吨反应器中停留时间至少为1小时。步骤B 中 NaOH 用量为 0. 03 0. 05%，PAM 用量为 0. 03 0. 05%。步骤C的处理过程中，切削液废水在所述光催化费吨氧化反应器中停留时间至少为4小时。步骤D 中 NaOH 用量为 0. 03 0. 05%，PAM 用量为 0. 03 0. 05%。步骤C中所述的常规手段为活性炭过滤。与现有技术相比较，本发明具有设备简单、成本低、切削液废水中的低化学耗氧量 COD去除率高的有益效果。本发明方法采用了紫外线光照法和普通!^nton法联用的方法， 降低了 H2A的使用量，并且该方法能够使处理设备一体化，也大大降低了成本。对切削液废水进行预处理后再进行正式处理也大大降低了废水中的COD。
无具体实施方式
以下结合本发明之优选实施例作进一步详述。本发明光催化氧化处理切削液废水的方法中的电催化费吨氧化反应器采用聚氯乙烯PVC材料制成。本发明方法需要对切削液废水进行预处理步骤后再进行。经过预处理过程后，切削液废水中的低化学耗氧量COD去除率高达90%以上，然后经后续过程处理，使 COD总去除率能到99%以上。对切削液废水的预处理过程在电催化费吨氧化反应器中，平行放置铁阳极板和不锈钢阴极板，电极板间距为100mm，极板间电压为20 30V，电流密度为15 25mA/cm2 ； 使切削液废水均勻流过电催化费吨氧化反应器，对流过的切削液废水按照3 6克/小时 /升滴加质量比为50%的H202、30 50克/小时/升滴加质量比为10%的硫酸钠溶液；切削液废水在电催化费吨氧化反应器中至少停留1小时，切削液废水从该反应器中出来后用质量比为10%的NaOH溶液调节PH值为9，并加入聚丙烯酰胺PAM搅拌沉淀。其中，NaOH溶液的用量为切削液废水重量的0. 03 0. 05%,PAM为0. 03 0. 05%。经过电催化费吨氧化预处理后对切削液废水进行COD测定，结果如表2 (实验过程中切削液废水原水的COD = 23615mg/L)。表权利要求
1.一种光催化氧化处理切削液废水的方法，包括如下步骤A.所述切削液废水均勻流过电催化费吨氧化反应器进行预处理；所述电催化费吨氧化反应器的阳极采用铁质材料、阴极采用不锈钢材料；电场中电极板间距为100mm，直流电压为20 30V，电流密度为15 25mA/cm2，按3 6g/h/L滴加质量比为50%的H2O2，30 50g/h/L滴加质量比为10%的硫酸钠溶液；B.经过步骤A预处理后的切削液废水用质量比为10%的NaOH调节PH值为9，加入聚丙烯酰胺PAM后沉淀过滤；C.经过步骤B过滤后的切削液废水均勻流过光催化费吨氧化反应器，所述光催化费吨氧化反应器采用380nm紫外灯，光密度为10 20W/L，光催化剂为附载在空心玻璃珠上的钛活性物；并按2 5g/h/L滴加质量比为50%的!1202、1 2g/h/L滴加质量比为10%的硫酸亚铁溶液；D.经过步骤C处理后的切削液废水用质量比为10%的NaOH调节PH值为9，加入PAM 沉淀过滤后，再经常规手段处理后即可排放。
2.根据权利要求1所述的光催化氧化处理切削液废水的方法，其特征在于步骤A的预处理过程中，切削液废水在所述电催化费吨氧化反应器中停留时间至少为1小时。
3.根据权利要求1所述的光催化氧化处理切削液废水的方法，其特征在于步骤B中 NaOH 用量为 0. 03 0. 05%，PAM 用量为 0. 03 0. 05%。
4.根据权利要求1所述的光催化氧化处理切削液废水的方法，其特征在于步骤C的处理过程中，切削液废水在所述光催化费吨氧化反应器中停留时间至少为4小时。
5.根据权利要求1所述的光催化氧化处理切削液废水的方法，其特征在于步骤D中 NaOH 用量为 0. 03 0. 05%，PAM 用量为 0. 03 0. 05%。
6.根据权利要求1所述的光催化氧化处理切削液废水的方法，其特征在于步骤D中所述的常规手段为活性炭过滤。
全文摘要
光催化氧化处理切削液废水的方法，将所述切削液废水通过电催化费吨氧化反应器进行预处理，反应器用铁阳极和不锈钢阴极，通过滴加H2O2和硫酸钠溶液进行预处理；预处理后的切削液废水用NaOH调节PH并加入PAM沉淀过滤；过滤后的切削液废水进入光催化费吨氧化反应器，所述光催化费吨氧化反应器采用380nm紫外灯，光密度为10～20W/L，光催化剂为附载在空心玻璃珠上的钛活性物；并按2～5g/h/L滴加50％的H2O2、1～2g/h/L滴加10％的硫酸亚铁溶液对切削液废水进行处理，经过光催化费吨氧化反应器出来的废水再用NaOH调节pH并加入PAM沉淀过滤后，经常规手段处理即可。本发明具有设备简单、成本低、废水中的低化学耗氧量COD去除率高的有益效果。
文档编号C02F1/52GK102211832SQ20101014132
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月1日 优先权日2010年4月1日
发明者洪川 申请人:深圳市兰科环境技术有限公司