CN105177477B - 高效污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效的污水处理设备，通过将污水处理设备的处理棒设置为外部的多孔铜合金外壳，内部高熵非晶合金，以及合理限定孔径，同时对铜合金的材质强度、非晶合金的组分含量等进行改进，从而使得水处理效率得到大幅度提高。

Description

高效污水处理设备

技术领域

本发明属于水处理领域和合金领域，特别是涉及一种高效的污水处理设备。

背景技术

随着工业化发展，环境污染已经成为一个无法忽视的问题，水体环境受到极大的挑战，偶氮燃料是一种比较常规的合成染料，用于多种染色和印花，同时也用于油漆、塑料、橡胶等等的着色，含有该类染料的工业废水回严重污染淡水资源。目前有一些废水处理设备使用铜合金作为核心部件，由于其合金表面在水中会形成不同电位的无数原电池，在微区中形成巨大的高能电场，引起水分子产生共振、极化，并消除多余的表面电荷，把氢键断开，使水分子团变小，提高了水的活化性和对水垢的溶解度，减小析出；很少吸附在印染机械上、纺织品上，减少清洗次数，易于清洗，节省大量还原清洗用化学药剂和表面活性剂的用量；降低多价位金属元素离子的活性，从而避免其对染料的影响。同时零价金属还原方法也广泛应用于废水处理，但是现有金属粉末比表面积低，物理与废水处理效率的提高，并且成本还比较高。常规的核心部件表面结构为沟槽结构，但是由于其接触面积相对较小，处理效果不尽理想。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种高效的污水处理设备。

具体通过如下技术手段实现：

高效污水处理设备，所述高效污水处理设备设置污水处理棒，所述污水处理棒作为污水处理设备的核心部件包括：污水处理棒外壳和内部的污水处理颗粒；所述污水处理棒外壳的端部为多孔状，污水处理颗粒置于端部内部，所述污水处理棒外壳端部的孔径小于污水处理颗粒的粒径；

所述污水处理棒外壳的端部为多孔状结构的铜合金；所述铜合金组分按质量百分比计为：Zn：12~18%，Al：2~6%，Ni：3~8%，Fe：3~5%，Mn：0.02~0.18%，Mg：1~2%，Zr：0.01~0.1%，Ce：0.02~0.18%，余量为Cu和不可避免的杂质；所述铜合金微观结构中平均晶粒直径为12~20μm；

所述污水处理颗粒为高熵非晶合金，按原子比例计为：Sr_aCa_bMg_cZn_dLa_eCu_fB_g，其中a:2~30，b：6~32，c：2~30，d：3~29，e：3~9，f：2~8，g：100-a-b-c-d-e-f。

作为优选，所述所述铜合金微观结构中β相的体积分数>80%。

作为优选，所述污水处理棒设置为能够以根部为轴进行旋转。

作为优选，所述污水处理颗粒的粒径为5~15mm，外壳端部多孔结构的平均孔径为1~3mm。

所述铜合金精密铸造成端部多孔状的污水处理棒外壳后，经过如下热处理工艺：

1）将铜合金的污水处理棒外壳置入电阻炉，升温至550~580℃，保温2~3.5小时，然后自然冷却到室温；

2）将步骤1）得到的铜合金棒置入到深冷处理箱中，降温到-80~-120℃，保持温度18~25min后，出深冷处理箱，恢复至室温；

3）将步骤2）得到的铜合金棒置入回火炉，升温至160~180℃，保温55~80min，炉冷至室温。

所述高熵非晶合金成型为污水处理颗粒后，经过如下步骤的热处理：

1）将污水处理颗粒置入电阻炉，升温至682~850℃，保温2~3.5小时，然后自然冷却到室温；

2）将步骤1）得到的污水处理颗粒置入到深冷处理箱中，降温到-80~-120℃，保持温度25~38min后，出深冷处理箱，恢复至室温；

3）将步骤2）得到的铁基非晶合金棒入回火炉，升温至120~220℃，保温50~80min，炉冷至室温。

本发明的效果在于：

1，通过在多孔外壳内部设置高熵非晶合金颗粒，既大大提高了高熵非晶合金与废水的接触表面积，同时也通过外壳限制了颗粒的位置，同时外壳也是水处理材料，比起棒材具有更大的接触表面积，大幅度的增加了与水的接触表面积，水处理的效率得到的大幅度提高；

2，由于外壳和内部颗粒均为废水处理材料，因此可以通过多种方式处理废水，废水处理效率大大的提高，使得污水处理设备的效率得到大幅度提高；

3，通过合理的组分含量调整以及合理的热处理制度的建立，使得合金强度和硬度得到大幅度提高，即使铜合金设置为多孔结构，也不会局部断裂而使水中杂质增加，同时也提高了该核心部件的耐用性。铜合金外壳抗拉强度均高于320MPa，硬度均大于120HB。

具体实施方式

实施例1

高效污水处理设备，所述高效污水处理设备设置污水处理棒，所述污水处理棒作为污水处理设备的核心部件包括：污水处理棒外壳和内部的污水处理颗粒；所述污水处理棒外壳的端部为多孔状，污水处理颗粒置于端部内部，所述污水处理棒外壳端部的孔径小于污水处理颗粒的粒径；所述污水处理颗粒的粒径为8mm，外壳端部多孔结构的平均孔径为2mm。

所述污水处理棒外壳的端部为多孔状结构的铜合金；所述铜合金组分按质量百分比计为：Zn：15%，Al：5%，Ni：6%，Fe：3.8%，Mn：0.10%，Mg：1.6%，Zr：0.06%，Ce：0.09%，余量为Cu和不可避免的杂质；所述铜合金微观结构中平均晶粒直径为18μm；所述所述铜合金微观结构中β相的体积分数：82%。

所述污水处理颗粒为高熵非晶合金，按原子比例计为：Sr₂₂Ca₂₆Mg₁₆Zn₂₀La₈Cu₆B₂。

实施例2

铜合金采用实施例1的铜合金组成，精密铸造成端部多孔状的污水处理棒外壳后，经过如下热处理工艺：

1）将铜合金的污水处理棒外壳置入电阻炉，升温至560℃，保温2.5小时，然后自然冷却到室温；

2）将步骤1）得到的铜合金棒置入到深冷处理箱中，降温到-105℃，保持温度21min后，出深冷处理箱，恢复至室温；

3）将步骤2）得到的铜合金棒置入回火炉，升温至169℃，保温66min，炉冷至室温。

实施例3

实施例1的高熵非晶合金成型为污水处理颗粒后，经过如下步骤的热处理：

1）将污水处理颗粒置入电阻炉，升温至802℃，保温3小时，然后自然冷却到室温；

2）将步骤1）得到的污水处理颗粒置入到深冷处理箱中，降温到-100℃，保持温度29min后，出深冷处理箱，恢复至室温；

3）将步骤2）得到的铁基非晶合金棒入回火炉，升温至182℃，保温66min，炉冷至室温。

Claims (5)

1.高效污水处理设备，其特征在于，所述高效污水处理设备设置污水处理棒，所述污水处理棒作为污水处理设备的核心部件包括：污水处理棒外壳和内部的污水处理颗粒；所述污水处理棒外壳的端部为多孔状，污水处理颗粒置于端部内部，所述污水处理棒外壳端部的孔径小于污水处理颗粒的粒径；

所述污水处理棒外壳的端部为多孔状结构的铜合金；所述铜合金组分按质量百分比计为：Zn：12~18%，Al：2~6%，Ni：3~3.5%，Fe：3~3.8%，Mn：0.12~0.18%，Mg：1~2%，Zr：0.01~0.1%，Ce：0.16~0.18%，余量为Cu和不可避免的杂质；所述铜合金微观结构中平均晶粒直径为12~20μm；

所述污水处理颗粒为高熵非晶合金，按原子比例计为：Sr_aCa_bMg_cZn_dLa_eCu_fB_g，其中a:2~30，b：6~32，c：2~30，d：3~29，e：3~9，f：2~8，g：100-a-b-c-d-e-f；

所述污水处理颗粒的粒径为5~15mm，外壳端部多孔结构的平均孔径为1~3mm；

所述高熵非晶合金成型为污水处理颗粒后，经过如下步骤的热处理：

1）将污水处理颗粒置入电阻炉，升温至682~850℃，保温2~3.5小时，然后自然冷却到室温；

2）将步骤1）得到的污水处理颗粒置入到深冷处理箱中，降温到-80~-120℃，保持温度25~38min后，出深冷处理箱，恢复至室温；

3）将步骤2）得到的污水处理颗粒入回火炉，升温至120~220℃，保温50~80min，炉冷至室温。

2.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于，所述铜合金微观结构中β相的体积分数>80%。

3.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于，所述污水处理棒设置为能够以根部为轴进行旋转。

4.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于，所述污水处理颗粒的粒径为5~8mm，外壳端部多孔结构的平均孔径为2~3mm。

5.根据权利要求1或4所述的污水处理设备，其特征在于，所述铜合金铸造成端部多孔状的污水处理棒外壳后，经过如下热处理工艺：

1）将铜合金的污水处理棒外壳置入电阻炉，升温至550~580℃，保温2~3.5小时，然后自然冷却到室温；

2）将步骤1）得到的铜合金棒置入到深冷处理箱中，降温到-80~-120℃，保持温度18~25min后，出深冷处理箱，恢复至室温；

3）将步骤2）得到的铜合金棒置入回火炉，升温至160~180℃，保温55~80min，炉冷至室温。