申請(qǐng)日2016.05.16

　　公開(kāi)(公告)日2016.09.21

　　IPC分類號(hào)C02F1/48; C02F1/00; C02F101/32

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于包括磁過(guò)濾、反沖洗、磁粉回收、高溫催化再生的步驟;具體為：1)磁過(guò)濾：使用預(yù)載法將磁粉固定到均質(zhì)濾料層中，然后將廢水與磁粉混合后通過(guò)預(yù)載磁粉的均質(zhì)濾料層進(jìn)行過(guò)濾，得到去除烴基污染物的廢水和磁過(guò)濾后的均質(zhì)濾料層;2)反沖洗：對(duì)步驟1)所得磁過(guò)濾后的均質(zhì)濾料層進(jìn)行反沖洗，得到含有磁粉的水溶液;3)磁粉回收：將步驟2)所得含有磁粉的水溶液利用磁鐵對(duì)磁粉進(jìn)行吸附回收;4)高溫催化再生：對(duì)步驟3)所得磁粉進(jìn)行高溫催化再生。本發(fā)明將傳統(tǒng)的均質(zhì)濾料過(guò)濾與磁過(guò)濾相結(jié)合，既保證了過(guò)濾的可靠性，又增加了對(duì)于水中烴類物質(zhì)的高效去除效果，解決了烴類物質(zhì)去除難的問(wèn)題。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于包括磁過(guò)濾、反沖洗、磁粉回收、高溫催化再生的步驟;具體為：

　　1)磁過(guò)濾：使用預(yù)載法將磁粉一固定到均質(zhì)濾料層中，然后將廢水與磁粉二混合后，通過(guò)預(yù)載磁粉一的均質(zhì)濾料層進(jìn)行過(guò)濾，得到去除烴基污染物的廢水和磁過(guò)濾后的均質(zhì)濾料層;

　　2)反沖洗：對(duì)步驟1)所得磁過(guò)濾后的均質(zhì)濾料層進(jìn)行反沖洗，得到含有磁粉的水溶液;

　　3)磁粉回收：將步驟2)所得含有磁粉的水溶液利用磁鐵對(duì)磁粉進(jìn)行吸附回收;

　　4)高溫催化再生：對(duì)步驟3)所得磁粉進(jìn)行高溫催化再生。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于所述廢水pH預(yù)先調(diào)節(jié)至3.0-5.5。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于所述預(yù)載法的具體方式為：將包含磁粉的自來(lái)水以一定流速通過(guò)均質(zhì)濾料層，從而將磁粉固定到均質(zhì)濾料層中，其中所述流速為4-6m3/h，所述磁粉和自來(lái)水的比例為(0.0005-0.03)g：1L。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于所述磁粉采用聚二甲基硅氧烷/三氧化二鐵的復(fù)合材料，制備方法如下：將聚二甲基硅氧烷和三氧化二鐵按質(zhì)量比(0.1-0.3)：1混合并攪拌，所得混合物在250-300℃加熱40-90min，所得產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥后即為聚二甲基硅氧烷/三氧化二鐵的復(fù)合材料。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于所述洗滌采用甲苯溶液。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于所述磁過(guò)濾步驟中廢水與磁粉二的比例為100mL：(0.5-5g)，濾速為7-9m/h。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于所述反沖洗是對(duì)濾料層進(jìn)行依次進(jìn)行氣沖、氣-水聯(lián)合反沖、水沖;其中氣沖強(qiáng)度5-7L/s.m2，水沖強(qiáng)度13-15L/s.m2;反沖洗時(shí)間：?jiǎn)为?dú)氣沖3-4min，氣水聯(lián)合反沖3-4min，單獨(dú)水沖2-3min;沖洗周期20-30h，濾層厚度800-1200mm;均質(zhì)濾料層中濾料的有效粒徑1-3mm。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于所述高溫催化再生步驟中，使用高溫催化燃燒對(duì)回收的磁粉進(jìn)行處理;其中，所述高溫催化燃燒的溫度為350-450℃，氣流為90-110ml/min，加熱時(shí)間15-30min。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于磁過(guò)濾步驟采用的裝置包括過(guò)濾池、進(jìn)水管、磁粉投加管、懸浮水槽、均質(zhì)濾料層、卵石層、排水管，所述進(jìn)水管和磁粉投加管分別設(shè)置在過(guò)濾池上部，排水管設(shè)置在過(guò)濾池下底部;所述懸浮水槽、均質(zhì)濾料層、卵石層從上到下依次設(shè)置在過(guò)濾池中，懸浮水槽上開(kāi)設(shè)有出水孔。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，其特征在于磁粉回收步驟采用的裝置包括：回收池、入水管、電磁鐵、出水管、收集槽;所述回收池由筒體和倒錐體組成，電磁鐵設(shè)置在筒體中部，出水管設(shè)置在筒體底部;所述收集槽設(shè)置在回收池下方，入水管設(shè)置在回收池上方。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝及其裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種水處理方法，具體涉及一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝及其裝置。

　　背景技術(shù)

　　在水處理的工程實(shí)踐中，處理高濃度烴類物質(zhì)一直是廢水凈化處理的難題之一。采用常規(guī)的處理技術(shù)無(wú)法達(dá)到廢水的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，而傳統(tǒng)上采用SBR、水解酸化等工藝存在難以抗沖擊負(fù)荷、污泥膨脹問(wèn)題。

　　傳統(tǒng)的處理含有高烴類廢水一般采用SBR法和水解酸化法等生物工藝技術(shù)，SBR工藝工藝簡(jiǎn)單、不需要二沉池，并且不易產(chǎn)生污泥膨脹，但是其抗沖擊負(fù)荷能力較差。而水解酸化工藝抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，卻很難解決污泥膨脹的問(wèn)題。因此需要一種既能抗沖擊負(fù)荷又能避免污泥膨脹產(chǎn)生的方法去除水中的烴類物質(zhì)。

　　另外,還有投加活性炭的方法，但活性炭成本太高，并且無(wú)法做到重復(fù)利用。因此急需一種成本更低、可重復(fù)利用性更好的助濾劑。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，將傳統(tǒng)的均質(zhì)濾料過(guò)濾與磁過(guò)濾相結(jié)合，既保證了過(guò)濾的可靠性，又增加了對(duì)于水中烴類物質(zhì)的高效去除效果，解決了烴類物質(zhì)去除難的問(wèn)題。

　　本發(fā)明解決起技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案。

　　一種去除廢水中烴基污染物的磁過(guò)濾工藝，包括磁過(guò)濾、反沖洗、磁粉回收、高溫催化再生的步驟;具體工藝為：

　　1)磁過(guò)濾：使用預(yù)載法將磁粉一固定到均質(zhì)濾料層中，然后將廢水與磁粉二混合后通過(guò)預(yù)載磁粉一的均質(zhì)濾料層進(jìn)行過(guò)濾，得到去除烴基污染物的廢水和磁過(guò)濾后的均質(zhì)濾料層;

　　2)反沖洗：對(duì)步驟1)所得磁過(guò)濾后的均質(zhì)濾料層進(jìn)行反沖洗，得到含有磁粉的水溶液;

　　3)磁粉回收：將步驟2)所得含有磁粉的水溶液利用磁鐵對(duì)磁粉進(jìn)行吸附回收;

　　4)高溫催化再生：對(duì)步驟3)所得磁粉進(jìn)行高溫催化再生。

　　按上述方案，所述廢水優(yōu)選pH預(yù)先調(diào)節(jié)至3.0-5.5。本發(fā)明中的廢水的組成就是蒸餾水中加入一定的癸烷，癸烷是一種烴類物質(zhì)，作為烴類物質(zhì)代表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，濃度在0.1-0.5g/mL。

　　按上述方案，均質(zhì)濾料的濾速明顯高于非均質(zhì)濾料的濾速，過(guò)濾周期明顯高于非均粒濾料的過(guò)濾周期，這主要是由于均粒濾料下層粒徑與上層濾料粒徑接近，有利于截留懸浮物繼續(xù)往下滲透。反沖洗中均質(zhì)濾料在全部濾層中粒徑接近，不會(huì)發(fā)生為滿足粗粒徑濾料沖洗強(qiáng)度要求而造成細(xì)粒徑濾料沖出濾池;也不會(huì)發(fā)生為避免細(xì)粒徑濾料流失而減小沖洗強(qiáng)度，造成粗粒濾料不能完全流態(tài)化。均粒濾料的雜質(zhì)能滲入砂層深處，雜質(zhì)分布趨于均勻，不象在非均粒濾料濾層那樣，只堵塞在濾床表面，因而均粒濾料在整個(gè)過(guò)濾周期中截泥量加大。

　　按上述方案，所述預(yù)載法的具體方式為：將包含磁粉一的自來(lái)水以一定流速通過(guò)均質(zhì)濾料層，從而將磁粉一固定到均質(zhì)濾料層中，其中所述流速為4-6m3/h，所述磁粉一在自來(lái)水中的濃度為0.0005-0.03g/L，即每L水加入0.0005-0.03g磁粉一。

　　按上述方案，所述磁粉一、磁粉二采用聚二甲基硅氧烷/三氧化二鐵的復(fù)合材料，縮寫(xiě)為PDMS-Fe2O3合材料。該P(yáng)DMS-Fe2O3復(fù)合材料可以通過(guò)以下的方法進(jìn)行制備，具體如下：將聚二甲基硅氧烷(PDMS)和三氧化二鐵(Fe2O3)按質(zhì)量比(0.1-0.3)：1混合并攪拌，所得混合物在250-300℃加熱40-90min，所得產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥后即為聚二甲基硅氧烷/三氧化二鐵的復(fù)合材料，縮寫(xiě)為PDMS-Fe2O3復(fù)合材料。其中，所述洗滌采用甲苯溶液，其中甲苯含量與PDMS的質(zhì)量比為15-25:1。

　　按上述方案，所述磁過(guò)濾步驟中廢水與磁粉二的比例為每100mL廢水投加0.5-5g，濾速在7-9m/h范圍內(nèi)。

　　按上述方案，所述反沖洗是對(duì)均質(zhì)濾料層依次進(jìn)行氣沖、氣-水聯(lián)合反沖、水沖，經(jīng)歷過(guò)以上三個(gè)階段后，均質(zhì)濾料層能有效的恢復(fù)對(duì)烴類物質(zhì)的吸附能力，最后將吸附了烴類物質(zhì)的磁粉和反沖洗水一起排放到回收池。其中，反沖洗階段中，水沖強(qiáng)度5-7L/s.m2，氣沖強(qiáng)度13-15L/s.m2，反沖洗時(shí)間：?jiǎn)为?dú)氣沖3-4min、氣水聯(lián)合反沖3-4min、單獨(dú)水沖2-3min，沖洗周期20-30h;均質(zhì)濾料層厚度800-1200mm，均質(zhì)濾料，有效粒徑1-3mm。

　　按上述方案，所述高溫催化再生步驟中，使用高溫催化燃燒對(duì)回收的磁粉進(jìn)行處理，以讓其可重復(fù)利用。其中，所述高溫催化燃燒的溫度為350-450℃，氣流(即空氣)為90-110ml/min，加熱時(shí)間15-30min。

　　本發(fā)明提供一種磁過(guò)濾步驟采用的裝置，該磁過(guò)濾裝置包括過(guò)濾池、進(jìn)水管、磁粉投加管、懸浮水槽、均質(zhì)濾料層、卵石層、排水管，所述進(jìn)水管和磁粉投加管分別設(shè)置在過(guò)濾池上部，排水管設(shè)置在過(guò)濾池下底部;所述懸浮水槽、均質(zhì)濾料層、卵石層從上到下依次設(shè)置在過(guò)濾池中，懸浮水槽上開(kāi)設(shè)有出水孔。

　　本發(fā)明提供一種磁粉回收步驟采用的裝置，該磁粉回收裝置包括：回收池、入水管、電磁鐵、出水管、收集槽;所述回收池由筒體和倒錐體組成，電磁鐵設(shè)置在筒體中部，出水管設(shè)置在筒體底部;所述收集槽設(shè)置在回收池下方，入水管設(shè)置在回收池上方。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

　　第一，本發(fā)明將傳統(tǒng)的均質(zhì)濾料過(guò)濾與磁過(guò)濾相結(jié)合，既保證了過(guò)濾的可靠性，又增加了對(duì)于水中烴類物質(zhì)的高效去除效果，解決了烴類物質(zhì)去除難的問(wèn)題;

　　第二，本發(fā)明中投加磁粉采用預(yù)載法，通過(guò)控制流速將磁粉固定到濾層中，有效降低了總投加量;

　　第三，本發(fā)明中使用的PDMS-Fe2O3型磁粉能通過(guò)高溫催化氧化處理使之恢復(fù)對(duì)烴類物質(zhì)的吸附能力，可以高效的對(duì)磁粉進(jìn)行回收利用，能大幅度降低整體工藝的成本。