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HUANJINGYUFAZHAN载重车
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边艳勇，谭洪毅
（东江环保股份有限公司，湖北 荆州 434000）
摘要：采用芬顿氧化处理机械加工行业的切削液，探究了芬顿试剂的比例、反应条件对切削液的有机物去除率的影响。结果表明，当硫酸亚铁与双氧水质量比为1:3.5、pH 为3.5、反应时间为2h 时，切削液的有机物去除效率最高。关键词：芬顿试剂；氧化；切削液；去除率中图分类号：X701.7 文献标识码：A 文章编号：2095-672X(2018)08-0077-02 DOI:10.16647/jki15-1369/X.2018.08.046
Fenton oxidation treatment machine industry cutting fluid research
Bian Yanyong,Tan Hongyi
(Dongjiang Environmental Protection Co.,Ltd.,Jingzhou Hubei 434000,China)
Abstract : Fenton oxidation treatment of cutting fluids in the machining industry was used to investigate the effect of Fenton’s reagent ratio and reaction conditions on the organics removal rate of the cutting fluid. The results show that when the mass ratio of ferrous sulfate to hydrogen peroxide is 1:3.5, the pH is 3.5, and the reaction time is 2h, the cutting fluid has the highest organic removal efficiency.
Key words: Fenton’s reagent;Oxidation;Cutting fluid;Removal rate
1 焚烧处理工艺
焚烧处理是指在焚烧炉的燃烧室内，通过可控高温化学反应破坏含油废水中各种有害物质的分子结构，把含油废水氧化成CO 2和H 2O 等无害物质的技术。含油废水焚烧过程可分为蒸发、气化、氧化3个阶段。含油废水中的水分在高温环境中首先蒸发出来，可燃组分呈雾状细滴。而后，油脂等有机物
气化，高分子有机物可能会裂解为低分子化合物(反应温度约为700~800℃)。最后，气态有机物与炉内的氧气发生氧化反应，生成CO 2 和H 2O，并随烟气排出炉。
2 半导体膜+纳滤膜处理工艺
近年来膜处理技术在含油废水处理方面快速发展先后涌现出有机超滤、反渗透等多种膜处理技术。半导体膜具有精度高耐污染极易清洗的特点，在半导体膜将含油废水中的油脂拦截后，出水中还含有大量的污染物需要进一步处理。精度更高的纳滤膜能去除绝大多数溶解污染物，有效去除废水COD。
3 芬顿氧化技术
芬顿氧化技术是以芬顿试剂进行化学氧化的废水处理方法。芬顿试剂是由H 2O 2和Fe 2+混合而成的一种氧化能力很强的氧化剂，在水处理中对有机物主要有氧化和混凝两种作用，其氧化机理主要是在酸性条件下(一般pH<3.5)，利用Fe 2+
作为H 2O 2的催化剂，生成具有很强氧化电性且反应活性很高的·OH，羟基自由基在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。同时Fe 2+
安全带插销被氧化成Fe 3+
产生混凝沉淀，将大量有机物凝结而去除。从而达到去除废水COD，度等。焚烧处理、半导体墨+纳滤处理工艺一次性投资成本高，且焚烧处理后期运行成本高，半导体墨+纳滤处理COD 的去除效率低，综合处理效率，操作难易以及经济因素等方面考虑，芬顿氧化处理技术是一项比较实用的处理废水的方法，故本实验采用芬顿氧化方法进行相关研究。李勇、吕松等通过芬顿氧化法处理印染废水实验发现分顿试剂为（硫酸亚铁：双氧水）=1:3.3，温度为50℃时，废水COD 除去率达到96.1%；通常在酸性环境下，芬顿试剂才会发生反应，但是若酸性太强，同样会阻碍Fe 3+还原为Fe 2+，降低反应速率，相反pH 过高又会抑制˙OH 得生成，并且会产生氢氧化铁沉淀，使其丧失催化能力。有研究结果表明在酸性环境下，尤其是pH 在3-5之间时，芬顿试剂有很强的氧化能力，有
机物的降解速度最快；在芬顿反应中，温度是影响其效果的重要因素，在一定范围内温度不断升高，芬顿反应的速度会逐渐加快，因为随着温度的提高，会促进·OH 的生成速度，能够加快·OH 与有机物发生反应的速度，提高氧化效果，提高COD 的去除率，同时温度的升高也会加快H 2O 2的分解速度，抑制了·OH 的生成[6]；在实际处理切削液过程中，反应时间经常控制在2h 以上，本次实验芬顿试剂（硫酸亚铁：双氧水）比例=1.3.5、温度为50℃，pH=4、反应时间为2h。3.1 实验部分3.1.1 实验设计
影响有机物去除的重要因素有双氧水：硫酸亚铁投加比、pH 值、温度、反应时间等；本实验针对这四个方面采用了四因素三水平的正交试验考察芬顿氧化反应规律，求得最佳反应条件（见表1）。
表1 正交实验
实验号因素
硫酸亚铁：双氧水
pH 反应时间（h）
反应温度(℃)
11:3313021:3424031:3535041:3.5325051:3.5433061:3.5514071:4334081:441509
1:4
5
2
30
3.1.2 实验原理
芬顿反应的反应机理： Fe 2+ +H 2O 2==Fe 3+ +OH-+HO· Fe 3+ +H 2O 2+OH -==Fe 2+ +H 2O+HO· Fe 3+ +H 2O 2==Fe 2+ +H+ +HO 2 HO 2+H 2O 2==H 2O+O 2↑+HO·3.1.3 实验原料及试剂
汽车配件加工的切削液、30%双氧水、硫酸亚铁（分析纯）、10%硫酸。3.2 实验结果分析
3.2.1 芬顿试剂的比例对有机物去除率的影响
本实验在pH=3.5，反应时间为2h 的条件下，改变硫酸亚铁和双氧
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水的比例，过滤、检测滤液中COD 的浓度，考察加药比对COD 去除率的影响，确定最佳药剂比。以每100mL 切削液加0.6g 硫酸亚铁，改变双氧水的量，得到芬顿试剂氧化实验效果。
表2 加药质量比对切削液COD 去除率的影响
加药质量比1:2
1:2.51:31:3.51:41:4.5COD 去除率（%）
76.42
83.68
92.32
95.85
95.47
94.96
道路声屏障设计从表2可以看出，COD 的去除率随加药的质量比增加而逐渐提高，且达到1:3.5时，去除率最高，当加药比继续提高，COD 的去除率反而降低。3.2.2 pH 对有机物去除率的影响
为了确定机械加工行业的切削液COD 降解的最佳pH，本实验在硫酸亚铁和双氧水的比例=1:3.5、温度为50℃、反应时间为2h 条件下，调整pH，检测COD 的去除效果，确定最佳pH。
制造化妆品
表3 pH 对切削液COD 去除率的影响
PH 2
2.53
3.54
4.5COD 去除率（%）
89.62
93.21
94.18
94.85
90.08
85.42
从表3可以看出，COD 去除率随着pH 升高而逐渐提高，达到3.5时，去除率可达94.85%，当pH 继续
升高，COD 的去除率下降。其原因跟理论相符，当pH 升高到一定值时，起催化作用的Fe 2+氧化成Fe 3+，逐渐形成Fe（OH）3胶体，催化剂减少导致COD 的去除率下降。3.2.3 反应时间对有机物的去除率的影响
本实验在硫酸亚铁和双氧水的比例=1:3.5、PH=3.5、温度为50℃条件下，逐步延长反应时间，通过检测COD 含量，确定最佳反应时间。
表4 反应时间对切削液COD 去除率的影响
反应时间1
1.52
2.53
远控多叶排烟口3.5COD 去除率（%）
76.39
91.21
94.22
94.58
94.64
94.88
随着反应时间增加，切削液的COD 去除率逐渐升高，反应时间到2h 后，COD 去除率变化小。反应时间太长，94%有机物被反应，剩余6%
不能通过芬顿氧化使其降解。
3.2.4 反应温度对有机物去除率的影响
本实验在硫酸亚铁和双氧水的比例=1:3.5、pH=3.5、反应时间为2h 的条件下，升高温度，通过检测COD 含量，确定最佳反应温度。
表5 反应温度对切削液COD 去除率的影响
反应温度（℃）203040506070COD 去除率（%）
92.64
93.43
93.76
94.42
94.75
95.10
该实验表明，反应温度对切削液的去除率影响不大，反应温度主要决定反应时间。提高反应，COD 的去除率会略升高，主要原因切削液少量有机物在温度高本省发生分解，降解成小分子的有机物后，再被氧化，导致COD 的去除率没有明显的变化。
参考文献
[1]程丽华，黄君礼，王丽，范志云.Fenton 试剂的特性及其在废水处理中的应用[J].化学工程师,2001(3):22-23.
[2]黄川，刘元元.印染工业废水处理的现状[J].重庆大学学报,2001(06):45-46.
[3]李勇，吕松，朱素芳.Fenton 试剂处理活性艳红印染废水的实验研究[J].环境科学与技术,2008,3(3):88-90.
[4]周丹，曾祥专，樊利华.超声波电芬顿技术在化妆品生产废水处理中的应用[J].给水排水,2015(11):58-60.
[5]张一鸣.芬顿工艺的影响因素及其在难降解工业废水处理中的应用[J].资源节约与环保,2015(11):39-40.
收稿日期：2018-05-16
作者简介：边艳勇（1981-），男，硕士研究生，中级工程师，研究方向为固体废弃物处理处置。
(上接第76页)
的重力浓缩处理，实现对污泥含水率的初步控制，基本保障进入隔膜式板框压滤机时的含水率在98％以下，含水率降低的同时，污泥整体体积降至原先的2/5，降低了调理环节的难度。同时，该处污水处理厂还接受来自其他污水处理厂含水率达到80％的脱水污泥，采用污泥螺杆泵按相应体积比提升至调理池。3.2 调理 调理池一次接受调理的污泥量共110m 3
体积，可供1台压滤机使用。调理是确保污泥可顺利进入隔膜式板框压滤机的重要工序。通常，调理需要添加絮凝剂、助凝剂等辅助溶剂，调高酸碱度，改善污泥脱水性能，降低或减弱污泥课粒的附水性能，促进污泥脱水效果。各种辅助化学药剂在污泥进池过程中添加，一般在一刻钟时间内添加完成，并经过半小时搅拌即可发挥作用[4]。接受调理的污泥不可久放，基本可得到96%左右的混合污泥，利用污泥螺杆泵提升送至隔膜式板框压滤机。3.3 压滤机深度脱水
隔膜式板框压滤机常见的工作流程有几个主要步骤：进料、过滤、反吹、压榨、卸料、水洗。其中的水洗步骤一般需要按照机械运行实况来操作，基本保持一周或两周水洗一次。进料时，时长应控制在2h 左右，确保进料压力始终能够达到高限要求。反吹过程应执行两次，第一次可提高污泥过滤饼含固率，第二次将启动压缩空气系统，反吹洗其中的残留污泥与滤液。反吹时长通常保持10s 即可。压榨过程中注入高压水的最高水压应为2MPa，一般将隔膜压榨时间控制在1~2h。经滤布阻隔后的固体物质能够有效提升污泥含固率。整个拉板卸料的过程，应该保持时长在1.5h 左右，这样可充分保障整个滤布的震动，完成污泥滤饼的
退出和拆卸。3.4 应用效果分析
该污水处理厂在污泥深度脱水工程项目中，积极应用隔膜式板框压滤机，投产运行以来，单台压滤机
一次能够直接调理相当于干性污泥4t 含量的污泥量，相当于处于污水超2万m 3。从运行成本及费用上看，运行成本稍高于传统带式脱水机，但与其他类似技术的运行相比较为合理。
4 结束语
为保障基本的填埋污泥含水量达到技术标准要求，一些污水处理厂积极采用隔膜式板框压滤机来完成污泥深度脱水，实现了高效率的污泥含水率控制效果。隔膜式板框压滤机在污水处理厂的污泥深度脱水工程应用中效果显著，能够配合化学调理方法有效完成治污埋泥目的，从而满足了相关规范标准的基本要求，提升了治污效果。
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参考文献
[1]许金泉，程文，耿震.隔膜式板框压滤机在污泥深度脱水中的应用[J].给水排水,2013,39(3):87-90.
[2]许金泉，程文，耿震.隔膜式板框压滤机在污泥深度脱水中的应用[J].给水排水,2013,39(3):87-90.
[3]仲崇军.基于板框压滤机的污泥深度脱水工艺优化[J].中国市政工程,2015(4):40-41.
[4]李海峰.污泥调理及深度脱水研究[D].上海：华东理工大学,2012.
收稿日期：2018-05-07
作者简介：杨士林，男，工程师，研究方向为机电设备安装及技术改造。
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