本发明涉及污水处理，具体涉及一种磁絮凝剂及其在切削液废水处理工艺中的应用。
背景技术：
1、磁絮凝是一种已广泛应用的污水深度处理技术，磁絮凝是采用磁铁在原有絮凝工序中加入后通过加载磁铁进行的，具有电荷中和、架桥吸附、双电层压缩及扫网捕捞等作用，磁种可和絮凝剂可以与水中的胶结物配合形成重量大、密度大的复合磁絮凝体，通过重力作用和磁场作用可以有效迅速地消除污水中的杂质，是消除微磁或者弱磁性杂质的有效方法。我国目前大多使用絮凝药剂对高浊度的污水进行处理，磁化絮凝是一种新的有效方法。磁性絮凝技术，是一种在废水净化过程中具有强大功能和良好的增强作用的絮凝方法，并已在很多的水处理工业中应用，但在工业污水中使用磁絮凝处理效果较差，但是对难降解有机物的去除效果不明显。
2、切削液是一种用在金属切削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。机械加工行业中使用大量的切削液用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体。然而切削液长时间使用后会因为高温和微生物的作用而发生变质失效，从而产生高浓度切削液废水和工件清洗工段产生的低浓度切削液废水。切削液废水含有大量铁屑、灰分以及油状物质，cod值高且性质稳定，我国制定的国家危险废物名录中明确规定切削液作为乳化液属于危险废物，所以切削液废水必须要按照国家排放标准，进行严格的处理。然而切削液废水怎么处理成为很多企业的难题，现有技术处理切削液的方法一般采用絮凝剂沉淀后再进行生化处理，该方法存在工艺复杂、处理效率较低的缺点，并且所需要的设备复杂、占地面积大。针对这些问题，已经开发了瞬分净水机装置，利用稀土磁盘和磁鼓去除废液中的细小磁性物质，然而废液中含有的非磁性污染物不能得到有效的去除。因此，现有磁性絮凝技术在切削液废水处理工艺中的应用存在非磁性物质难以去除、处理效果差以及去除效率低等缺陷，使得该技术使用十分受限。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种磁絮凝剂及其在切削液废水处理工艺中的应用，解决以下技术问题：
2、现有的切削液废水处理工艺中的应用存在非磁性物质难以去除、处理效果差以及去除效率低的问题。
3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
4、一种磁絮凝剂，所述磁絮凝剂由以下方法制成：
5、将改性磁性纳米颗粒浸渍于壳聚糖-聚硅硫酸钛铁中超声30-40min，用高强度磁铁吸出，在50-60℃下烘干，重复浸渍、吸出和烘干的步骤3-5次，获得磁絮凝剂。
6、作为本发明的进一步方案：所述壳聚糖-聚硅硫酸钛铁包覆在所述改性磁性纳米颗粒的表面，所述改性磁性纳米颗粒为氧化石墨烯负载fe3o4颗粒，且所述改性磁性纳米颗粒具有微观孔隙结构。
7、作为本发明的进一步方案：所述磁絮凝剂中所述改性磁性纳米颗粒和所述壳聚糖-聚硅硫酸钛铁的摩尔比为1:1-3。
8、作为本发明的进一步方案：所述改性磁性纳米颗粒的制备方法包括如下步骤：
9、将盛有浓硫酸的烧杯置于0℃的冰水浴中，投加石墨粉，混合均匀10-20min后投加高铁酸钾，持续搅拌1-3h；
10、移除所述冰水浴，将温度控制在30-40℃继续反应0.5-1h，再加入去离子水，0.5-1h后趁热过滤，真空干燥，再置于马弗炉中，在350-400℃下热处理1-2h，获得改性磁性纳米颗粒。
11、作为本发明的进一步方案：所述石墨粉和所述高铁酸钾的质量比为1:3-4，所述浓硫酸和所述去离子水体积比为1:0.8-1。
12、作为本发明的进一步方案：所述壳聚糖-聚硅硫酸钛铁的制备方法包括如下步骤：
13、将聚硅硫酸钛铁溶液在电磁搅拌器搅拌下加入到壳聚糖的醋酸溶液中，滴加稀硫酸调节溶液的酸碱度至2-3，剧烈搅拌混合均匀，静置反应2-4h后，加热至60-70℃，进行恒温加热1-3h，再在室温下静置熟化3-5h后，得到壳聚糖-聚硅硫酸钛铁。
14、作为本发明的进一步方案：所述聚硅硫酸钛铁和所述壳聚糖的质量比为2-3:1。
15、作为本发明的进一步方案：所述聚硅硫酸钛铁的制备方法包括如下步骤：
16、配制硅酸钠溶液、硫酸钛溶液和硫酸铁溶液，将所述硅酸钠溶液、所述硫酸钛溶液和所述硫酸铁溶液在室温下搅拌聚合3-4h，搅拌后熟化2-4h，获得聚硅硫酸钛铁溶液。
17、作为本发明的进一步方案：钛元素、铁元素和硅元素的摩尔比为1:4-6:20-30。
18、一种上述任意一项所述的磁絮凝剂在切削液废水处理工艺中的应用，将切削废水置于瞬分净水机装置中，加入所述磁絮凝剂，在温度为30-50℃、ph值为6-8下，以200-300r/min快速搅拌2-5min，再以40-60r/min低速搅拌3-5min，静置沉降5-15min，完成切削液废水处理工艺；其中，每升所述切削废水中投加0.3-0.5mmol的所述磁絮凝剂。
19、本发明的有益效果：
20、本发明基于已有的磁分离装置，制备了改性磁性纳米颗粒表面包裹壳聚糖-聚硅硫酸钛铁的絮凝剂，能够用于切削液废水处理工艺中，其中，磁性氧化石墨烯负载fe3o4颗粒为磁性内核，壳聚糖-聚硅硫酸钛铁为混凝剂，通过壳聚糖-聚硅硫酸钛铁进行第一步的破乳吸附，改性磁性纳米颗粒进行进一步的混凝除油。通过磁絮凝技术，实现对磨削废液中非磁性污染物的高效去除，去除率不低于95％，提高了去除效率；通过优化磁絮凝剂的配方和反应条件，使处理时间控制在20分钟以内，优化了处理速度，且结合已有的瞬分净水机装置，产生的污泥易于处理和回收利用，节约率了生产成本。
21、本发明中的改性磁性纳米颗粒以高铁酸钾为氧化剂，在氧化石墨表面生成fe3o4颗粒，获得改性磁性纳米颗粒的微观孔隙结构发达，比表面积较大，孔隙结构发达，离疏水性较强，负载的fe3o4颗粒带正电荷，表面能较高，而切削液废水乳化液中的油珠表面往往带负电荷，故磁性氧化石墨易与油滴油-水界面膜上带负电荷的极性端接触使得二者相结合，体积较小的油滴-改性磁性纳米颗粒相互吸引，团聚形成体积较大的疏水性宏观孔隙结构，有利于乳化油滴的吸附和附着。油滴之间的互相碰撞接触，水流作用，以及油与改性磁性纳米颗粒之间的疏水结合力造成油滴表面的油-水界面膜更易于破裂，小油滴之间趋于结合得到较大油滴。同时，形成的大油滴又能通过分子间的作用力促进附近小油珠与之结合，致使油被进一步吸附于疏水性磁性氧化石墨聚集体的表面与孔隙，最终实现油水分。负载的fe3o4颗粒带有磁性，使用强磁性磁铁对其进行回收再利用，还能够改善纳米材料易团聚这一问题，且还可以通过外加磁场缩短废水处理时间，提高去除效率。
22、本发明采用共聚法制备了聚硅硫酸钛铁，将聚硅硫酸钛铁和壳聚糖复合，聚硅硫酸钛铁聚合过程中钛、铁分别与聚硅酸的si－o－s通过水解络合或同晶取代，形成了框架钛结构ti－o－si和fe－o－si结构具有很强的破乳能力和混凝除油效果，除浊率能达到99％以上。壳聚糖分子中的n和o元素带有大量的孤对电子，具有很强的配位能力，能与聚硅酸分子中的活性基团共同发挥吸附架桥作用，吸附废水中重金属离子和难降解有机物，达到很好的絮凝效果，并将壳聚糖-聚硅硫酸钛铁包覆在改性磁性纳米颗粒表面，磁种可和絮凝剂可以与水中的胶结物配合形成重量大、密度大的复合磁絮凝体，通过重力作用和磁场作用可以有效迅速地消除污水中的杂质，二者协同作用，cod去除率可达99％以上，且产生的絮凝物质结合已有的瞬分净水机装置，能够被快速去除。本发明制备的絮凝剂能够在ph值为6-8进行处理，不需要对乳化油原水调节ph，且出水ph值符合国家排放标准，简化了废水处理步骤，提高了处理效率。