[发明专利]一种磁性纳米粒子与超滤膜结合处理废弃乳化液的方法

说明书

本发明涉及一种磁性纳米粒子与超滤膜结合处理废弃乳化液的方法，具体步骤为：(1)制备功能化磁性Fe₃O₄纳米粒子；(2)将功能化磁性Fe₃O₄纳米粒子制成悬液，与废弃乳化液混合、搅拌，得到粒子‑乳化液混合物；(3)将粒子‑乳化液混合物通过超滤膜进行超滤破乳；(4)破乳实现油水分离后，对分离后的水及功能化磁性Fe₃O₄纳米粒子回收。与现有技术相比，采用本方法，磁性纳米粒子与废弃乳化液混合后超滤过膜的通量提高5‑22.5倍；等体积磁性纳米粒子与废弃乳化液的混合液超滤过膜的时间缩短至6.7‑23％；油水分离后的水可回流至前端稀释废弃乳化液，实现废水利用；磁性纳米粒子与油分离后循环利用，降低成本。

技术领域

本发明属于危险废弃物及废水废液处理技术领域，具体涉及一种磁性纳米粒子与超滤膜结合处理废弃乳化液的方法。

背景技术

冶金、焦化及各种机械加工工厂在车、磨、削、轧等加工过程中，普遍使用乳化液来冷却、润滑、清洗、防锈，以提高产品的质量，并延长机床的使用寿命。由于乳化液中表面活性剂及多种助剂的作用，油滴被分散成稳定均匀细小的油珠，形成的废弃乳化液极难处理，属于危险废弃物，其处理是当前面临的一个不可避免的挑战。目前，废弃乳化液主要采用重力分离、絮凝、气浮、高级氧化、电解等方法或者多种方法组合，形成多级处理工艺进行处理。

其中，破乳即实现油水分离是处理废弃乳化液的关键。近年来，由于膜法破乳实现油水分离因操作简单、流程短、分离彻底、效果稳定、无需化学添加剂、占地小、能耗低等优点，处理废弃乳化液优势明显。但是，严重的膜污染不仅降低膜处理乳化液废水的效率，而且会减少膜的寿命，进而约束了膜技术在废弃乳化液处理领域的广泛应用。

膜污染多来自于油相形成的膜孔堵塞、溶质吸附、浓差极化形成的凝胶层等。一些研究者致力于通过膜的改性解决这一问题，利用膜润湿性、带电性等表面性质的改变实现废弃乳化液处理；还有一些研究者通过膜技术与其他方法/工艺形成组合法实现对废弃乳化液的处理，例如膜技术与电场、光催化体系、臭氧处理等技术相结合。

其中，有关纳米粒子与膜组合的工艺研究呈发展趋势。现有的研究较多的集中在膜制备过程中将纳米粒子混合或者将纳米粒子沉积在膜表面以处理废弃乳化液，这种方法是通过纳米粒子的混合或沉积改变原有膜的性质，使得纳米粒子形成的膜层可起保护和过滤的作用，从而实现废弃乳化液的处理。而有研究指出将纳米粒子与废弃乳化液先混合再过膜的方法会使膜通量降低，加重膜污染，还有研究通过将膜改性与过膜前预先混合的方法相结合才能实现废弃乳化液的较好处理，效果都不尽如人意。

中国专利CN 104261617 A公开了一种废乳化液的处理方法，其工艺步骤为：步骤一，破乳沉淀；步骤二，MBR膜生物反应；步骤三，活性炭吸附和UV消毒。该发明采用高效破乳剂和絮凝剂，有效去除废乳化液中的油，沉淀使油水分离后，通过MBR膜生物处理系统的缺氧池和好氧区进行生物处理，有效去除废乳化液中的氮和溶解性有机物，再经MBR膜组件进行固液分离后，UV紫外消毒，出水即可直接排放，但该发明仍然存在膜污染问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种磁性纳米粒子与超滤膜结合处理废弃乳化液的方法，实现膜通量提高及过滤时间缩短，切实解决膜污染问题，并实现磁性纳米粒子循环再利用，为研究磁性纳米粒子与超滤膜组合的破乳机理提供途径。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种磁性纳米粒子与超滤膜结合处理废弃乳化液的方法，具体包括以下步骤：

(1)制备功能化磁性Fe₃O₄纳米粒子；

(2)将功能化磁性Fe₃O₄纳米粒子制成悬液，与废弃乳化液混合、搅拌，得到粒子-乳化液混合物；