CN106277223A - 高强污水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强高效污水处理设备,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
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:
高强污水处理设备,所述高强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:SraCabMgcZndLaeCufBg,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
高强污水处理设备,所述高强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 (3)
1.高强污水处理设备,其特征在于,所述高强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:12~15%,Al:2~5%,Ni:3~6%,Fe:3~3.8%,Mn:0.02~0.10%,Mg:1~1.6%,Zr:0.01~0.06%,Ce:0.02~0.09%,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12~20μm;
所述污水处理颗粒为高熵非晶合金,按原子比例计为:SraCabMgcZndLaeCufBg,其中a:2~22,b:6~26,c:2~16,d:3~20,e:3~8,f:2~6,g:100-a-b-c-d-e-f;
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1~2mm;
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550~560℃,保温2~2.5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-80~-105℃,保持温度18~21min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160~169℃,保温55~66min,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682~802℃,保温2~3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-80~-100℃,保持温度25~29min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120~182℃,保温50~66min,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。
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