金属切削废液的预处理条件优化及过硫酸盐氧化机理研究

发布时间：2020-04-14 01:12

【摘要】：随着机械加工行业的迅速发展,切削液的使用量日益增长,在其加工过程中也相应产生了COD浓度高、成分复杂且难降解的废液,虽然一部分已经回用,但还有一部分需要处理。一般先通过预处理来降低后续处理的负担。而过硫酸盐氧化法操作简单,适应范围广,兼具很强的氧化性,但在处理该类实际废水的案例却很少。本文针对比亚迪实际金属切削液废水采用混凝及超滤进行预处理,再利用过硫酸盐进行氧化降解,寻求最优处理条件,从而分析过硫酸盐氧化机理。得出如下结论:(1)金属切削废液采用过硫酸盐氧化法降解结合预处理方法混凝及超滤进行处理,混凝实验中得出的最佳pH范围为6-8,PAC和PAM的最适投加量分别为20g/L和50mL/L,COD去除率为80.67%,出水COD值为7538.4mg/L。上清液超滤处理,去除率约为20%。最后利用热活化过硫酸钠氧化降解,在最优条件PS:12COD_0=2.4,pH为5左右,实验温度为100℃,热活化时间为3h,COD去除率为96.89%左右,出水COD值为193.6mg/L,有机物被降解而去除,出水水质良好。(2)过硫酸盐投加量和初始溶液的COD值有关,而本课题中PS:12COD_0=2.4,用到较多的过硫酸钠,这就增加了成本问题。为了解决该问题,拟采用投加催化剂来解决。试验中选取了活性炭和FeSO_4·7H_2O两种催化剂,结果显示处理效果并不是很明显。(3)随着时间进行,S_2O_8~(2-)含量降低,而UV_(254)开始降低,间接表明大分子有机物降解,而相应的COD去除率在升高,它们呈现出相关的一致性。废液中投入过硫酸钠后,溶液呈强酸性,随着反应进行,pH继续降低,为处理金属切削废液持续提供着强酸性环境,COD去除率也随之不断上升。离子色谱分析热活化过硫酸盐氧化前后无机物,Ca~(2+)、Mg~(2+)两种种阳离子浓度均有所下降,均以沉淀形式去除。Cl~-浓度降低,表明被氧化去除,此外反应结束后出现大量SO_4~(2-),它是SO_4~-·发生氧化还原反应后的产物。将红外光谱图和高效液相色谱图结合分析氧化前后产物,很多有机物官能团均得到降解,芳烃类物质被去除或分解成小分子或化合物。高效液相色谱图中显示反应后峰值变小,有机物得到降解,与之前实验测得的UV_(254)和COD去除率实验结果一致。
【图文】：

技术路线图,技术路线,过硫酸,金属切削

图 1-1 技术路线先，金属切削废液先进行混凝预处理然后上清液超滤，出水经过热活化过硫酸化降解，在最优条件下，利用离子色谱，红外光谱及高效液相色谱分析过硫酸反应前后金属切削废液中有机物变化。

超滤,实验装置,真空瓶

图 2-1 自制超滤实验装置（2）实验方法a）混凝实验取金属切削液废水 200mL 至于烧杯中，，然后投入不同量的混凝剂，将烧杯放置到联搅拌器处，先快速（300 r /min）搅拌 5min（快搅结束时立刻测定 Zeta 电位值），时间内与水样混合，然后慢速（50 r /min）搅拌 10 min .混凝反应结束后静置沉降，上清液测定 COD 及 UV254。b）超滤实验将混凝后出水至于烧杯中，在蠕动泵提供动力下以循环方式通过超滤膜组件，然打开真空泵，渗透出水进入真空瓶中，取真空瓶中水测量 COD 指标。c) 热活化过硫酸盐实验将真空瓶中取出的超滤出水至于小瓶中，调节 pH 后，加入一定量的过硫酸钠，合均匀，至于设定温度的烘箱中，反应一段时间后取上清液测定 COD 值和 UV254.d)高级氧化机理的研究
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X76

【参考文献】