[发明专利]磁催化处理切削液废水的方法及其装置

说明书

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。

表1