專利名稱：一種微電解填料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微電解填料及其制備方法。
背景技術(shù)：
微電解技術(shù)是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝，又稱內(nèi)電解法。它是在不通電的情況下，利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1. 2V電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。當(dāng)系統(tǒng)通水后，設(shè)備內(nèi)會(huì)形成無(wú)數(shù)的微電池系統(tǒng)，在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。在處理過(guò)程中產(chǎn)生的新生態(tài)[H] Ie2+等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，甚至斷鏈， 達(dá)到降解脫色的作用；生成的狗2+進(jìn)一步氧化成狗3+，它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附-絮凝活性，特別是在加堿調(diào)PH值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機(jī)大分子。其工作原理基于電化學(xué)、氧化-還原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對(duì)廢水進(jìn)行處理。該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護(hù)方便，不需消耗電力資源等優(yōu)點(diǎn)。該工藝用于難降解高濃度廢水的處理可大幅度地降低COD和色度，提高廢水的可生化性，同時(shí)可對(duì)氨氮的脫除具有很好的效果。傳統(tǒng)上微電解工藝所采用的微電解材料一般為鐵屑和木炭，使用前要加酸堿活化，使用的過(guò)程中很容易鈍化板結(jié)，又因?yàn)殍F與炭是物理接觸，之間很容易形成隔離層使微電解不能繼續(xù)進(jìn)行而失去作用，這導(dǎo)致了頻繁地更換微電解材料，不但工作量大成本高還影響廢水的處理效果和效率。另外，傳統(tǒng)微電解材料表面積太小也使得廢水處理需要很長(zhǎng)的時(shí)間，增加了噸水投資成本，這都嚴(yán)重影響了微電解工藝的利用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服了現(xiàn)有的微電解填料在使用過(guò)程中容易鈍化板結(jié)，不能長(zhǎng)時(shí)間使用從而需要頻繁地更換微電解填料，由此導(dǎo)致噸水投資成本高等缺陷，提供了一種新型微電解填料及其制備方法。本發(fā)明的微電解填料具有比表面積大、比重輕、活性強(qiáng)、電流密度大、作用水效率高等特點(diǎn)，作用于廢水可高效去除C0D，降低色度，提高可生化性，處理效果穩(wěn)定，能夠適用于各種類型的工業(yè)廢水，可避免運(yùn)行過(guò)程中的填料鈍化、板結(jié)等現(xiàn)象。本發(fā)明的目的之一在于提供一種微電解填料的制備方法，其包括下述步驟將原料鐵屑、活性炭以及分散劑混合；在無(wú)氧條件下，升溫至1080°C _1180°C，于該溫度下焙燒；冷卻，破碎后篩選，即可；其中，所述鐵屑的用量為所述原料質(zhì)量的60-70% ；所述活性炭的用量為所述原料質(zhì)量的20-30% ；所述分散劑的用量為所述原料質(zhì)量的5-10%，較佳地為9-10% ；所述原料指鐵屑、活性炭以及分散劑。其中，所述鐵屑可采用普通鐵屑，也可采用工業(yè)廢鐵屑，考慮到控制成本，較佳地采用回收廢鐵屑。所述鐵屑在使用前較佳地經(jīng)過(guò)烘干處理，所述烘干處理可采用本領(lǐng)域常規(guī)方法進(jìn)行，較佳地為于180-220°C烘干1-1. 5小時(shí)。所述鐵屑的粒徑較佳地為200目以上，該粒徑范圍較現(xiàn)有技術(shù)范圍更加廣，更便于生產(chǎn)。本發(fā)明中可采用本領(lǐng)域常規(guī)的方法使所述鐵屑的粒徑滿足上述要求，如研磨后過(guò)200目篩網(wǎng)。其中，所述活性炭可市場(chǎng)采購(gòu)，其較佳地需滿足下述參數(shù)要求0. 15%亞甲基蘭吸著力彡12ml ；pH值為7-9 ；總鐵含量彡0. IOwt % ；氯化物含量彡0. 25wt% ；鈣鎂(以MgO 計(jì))彡0. 25 ；酸溶物含量彡3. 5wt% ；灼燒殘?jiān)?wt% ；干燥減重彡IOwt%, 為占所述活性炭質(zhì)量的百分比。其中，所述分散劑可根據(jù)常識(shí)，選擇不與廢水發(fā)生反應(yīng)從而影響其發(fā)揮分散效果的分散劑，較佳地為氧化鋁、四硼酸鈉和二氧化硅等中的一種或多種。所述分散劑可有效降低鐵泥產(chǎn)量，減緩結(jié)疤阻垢。其中，所述的焙燒可采用本領(lǐng)域常規(guī)的焙燒設(shè)備進(jìn)行，較佳地在高溫爐中進(jìn)行。其中，所述焙燒的時(shí)間可根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)方法進(jìn)行選擇，較佳地為9-11小時(shí)。其中，所述的升溫較佳地為在4小時(shí)內(nèi)從室溫升溫至1080°C -1180°C。所述的冷卻較佳地為從焙燒的溫度冷卻8-10小時(shí)至室溫。其中，所述的破碎后篩選中的篩選較佳地為過(guò)200目以上的篩網(wǎng)。本發(fā)明的目的之二在于提供了一種由上述制備方法制得的微電解填料。所述微電解填料的化學(xué)成分為鐵60-70%，碳20-30%，分散劑5-10%。本發(fā)明中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)施例。本發(fā)明的原料和試劑皆市售可得。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于1、本發(fā)明的微電解填料能夠保證“原電池”效應(yīng)的持續(xù)作用，不會(huì)像鐵炭物理混合組配那樣容易出現(xiàn)陰陽(yáng)極分離，影響原電池反應(yīng)。本發(fā)明的微電解填料為微孔合金結(jié)構(gòu)，比表面積大，活性強(qiáng)，不鈍化，不板結(jié)，陰陽(yáng)極針對(duì)不同廢水進(jìn)行配比，對(duì)廢水處理提供了更大的電流密度和更好的微電解反應(yīng)效果，反應(yīng)速率快，一般工業(yè)廢水只需要30-60分鐘，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定有效。2、所述微電解填料的比重為0. 8-1. 0噸/立方米，比表面積1. 0-1. 5平方米/ 克，空隙率50-60%，物理強(qiáng)度> 1500Kg/cm2。所述微電解填料的尺寸可根據(jù)實(shí)際使用需要進(jìn)行定制。相對(duì)于現(xiàn)有的微電解填料，本發(fā)明的微電解填料鐵含量相對(duì)更低，因此大大降低了比重，更利于裝運(yùn)，便于使用?；钚蕴康氖褂梅秶龃?，便于采購(gòu)生產(chǎn)。本發(fā)明可使用的分散劑的種類增多，可根據(jù)不同廢水加以調(diào)節(jié)。本發(fā)明的微電解填料對(duì)各種廢水都有較好的處理效果。3、本發(fā)明的微電解填料對(duì)于廢水COD的去除，色度的降低都有顯著的效果，并且能夠很好地提高廢水的可生化性，處理效果穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下述實(shí)施例中使用的活性炭的參數(shù)為0. 15%亞甲基蘭吸著力(ml)彡12 ；pH值為7-9 ；總鐵含量(％ )彡0. 10 ；氯化物)彡0. 25 ；鈣鎂(以MgO計(jì))彡0. 25 ；酸溶物)彡3. 5 ；灼燒殘?jiān)?彡8 ；干燥減重)彡10 ；wt%為占活性炭質(zhì)量的百分比。COD 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T 11914-1989;B/C 比檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T 7488-1987 ；色度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 11903-1989。實(shí)施例1取廢鐵屑于200°C下烘干處理1小時(shí)后冷卻過(guò)200目篩，將原料廢鐵屑68%、活性炭22%和氧化鋁10%混合裝罐(百分比為占原料質(zhì)量的百分比)，進(jìn)入高溫爐還原，在無(wú)氧條件下升溫4小時(shí)至1080°C保溫10小時(shí)降溫8小時(shí)冷卻后出爐，經(jīng)破碎后過(guò)200目篩，得微電解填料。其中鐵含量64%，活性炭22%，氧化鋁10%，余量為雜質(zhì)。微電解填料的性能指標(biāo)比重為0. 9噸/立方米，比表面積1. 2平方米/克，空隙率52%，物理強(qiáng)度 1550Kg/cm2。實(shí)施例2取廢鐵屑于180°C下烘干處理1. 5小時(shí)后冷卻過(guò)200目篩，將廢鐵屑70%、活性炭21%和四硼酸鈉9%混合裝罐(百分比為占原料質(zhì)量的百分比)，進(jìn)入高溫爐還原，在無(wú)氧條件下升溫4小時(shí)至1080°C保溫10小時(shí)降溫8小時(shí)冷卻后出爐，經(jīng)破碎后過(guò)200目篩， 得微電解填料。其中鐵含量70%，活性炭21%，四硼酸鈉8%，余量為雜質(zhì)。微電解填料的性能指標(biāo)比重為0. 99噸/立方米，比表面積1. 1平方米/克，空隙率51 %，物理強(qiáng)度為 1600Kg/cm2。實(shí)施例3取廢鐵屑于180°C下烘干處理1. 5小時(shí)后冷卻過(guò)200目篩，將原料廢鐵屑60%、 活性炭30%和二氧化硅10%混合裝罐(百分比為占原料質(zhì)量的百分比)，進(jìn)入高溫爐還原， 在無(wú)氧條件下升溫3小時(shí)至1180°C保溫9小時(shí)降溫10小時(shí)冷卻后出爐，經(jīng)破碎后過(guò)200目篩，得微電解填料。其中鐵含量59%，活性炭30%，二氧化硅10%，余量為雜質(zhì)。微電解填料的性能指標(biāo)比重為0. 8噸/立方米，比表面積1. 25平方米/克，空隙率56%，物理強(qiáng)度為 1510Kg/cm2。實(shí)施例4取廢鐵屑于180°C下烘干處理1. 5小時(shí)后冷卻過(guò)200目篩，將原料廢鐵屑65%、 活性炭30%和二氧化硅5%混合裝罐(百分比為占原料質(zhì)量的百分比)，進(jìn)入高溫爐還原， 在無(wú)氧條件下升溫4小時(shí)至1180°C保溫11小時(shí)降溫10小時(shí)冷卻后出爐，經(jīng)破碎后過(guò)200 目篩，得微電解填料。其中鐵含量64%，活性炭30%，二氧化硅4%，余量為雜質(zhì)。微電解填料的性能指標(biāo)比重為0. 8噸/立方米，比表面積1. 0平方米/克，空隙率60%，物理強(qiáng)度為 1500Kg/cm2。效果實(shí)施例1微電解填料對(duì)COD的去除效果測(cè)試1、用實(shí)施例2的微電解填料對(duì)印染廠廢水進(jìn)行處理，檢測(cè)處理后COD值。測(cè)試方法為取印染廠廢水進(jìn)行5t/h廢水處理測(cè)試，罐體總停留時(shí)間2小時(shí)，微電解填料停留時(shí)間ι. ο小時(shí)，出水絮凝沉淀后應(yīng)用國(guó)標(biāo)法進(jìn)行COD檢測(cè)。微電解填料在處理過(guò)程中不鈍化、不板結(jié)。
測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1 表 權(quán)利要求
1.一種微電解填料的制備方法，其特征在于其包括下述步驟將原料鐵屑、活性炭以及分散劑混合；在無(wú)氧條件下，升溫至1080°c -1180°C，于該溫度下焙燒；冷卻，破碎后篩選，即可；其中，所述鐵屑的用量為所述原料質(zhì)量的60-70%;所述活性炭的用量為所述原料質(zhì)量的20-30% ；所述分散劑的用量為所述原料質(zhì)量的5-10%。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述鐵屑為回收廢鐵屑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述鐵屑在使用前經(jīng)過(guò)烘干處理， 所述烘干處理較佳地為于180-220°C烘干1-1. 5小時(shí)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述鐵屑的粒徑為200目以上。
5.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法其特征在于所述活性炭的參數(shù)要求為0.15% 亞甲基蘭吸著力彡12ml ；pH值為7-9;總鐵含量彡0. IOwt% ；氯化物含量彡0. 25wt% ；以 MgO計(jì)的鈣鎂< 0. 25 ；酸溶物含量< 3. 5襯％;灼燒殘?jiān)?lt; 8襯％;干燥減重< 10wt%，wt% 為占所述活性炭質(zhì)量的百分比。
6.如權(quán)利要求1、2或5所述的制備方法，其特征在于所述分散劑為氧化鋁、四硼酸鈉和二氧化硅中的一種或多種。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于所述焙燒的時(shí)間為9-11 小時(shí)。
8.如權(quán)利要求1或7所述的制備方法，其特征在于所述的升溫為在4小時(shí)內(nèi)從室溫升溫至1080°C -IlSO0C ；所述的冷卻為從焙燒溫度冷卻8-10小時(shí)至室溫。
9.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述破碎后篩選中所述的篩選為過(guò)200 目以上的篩網(wǎng)。
10.由權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的制備方法制得的微電解填料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種微電解填料的制備方法，將原料鐵屑、活性炭以及分散劑混合；在無(wú)氧條件下，升溫至1080℃-1180℃，于該溫度下焙燒；冷卻，破碎后篩選；所述鐵屑的用量為60-70％；所述活性炭的用量為20-30％；所述分散劑的用量為5-10％。本發(fā)明的微電解填料對(duì)于廢水COD的去除，色度的降低都有顯著的效果，并且能夠很好地提高廢水的可生化性，在處理過(guò)程中不鈍化、不板結(jié)，反應(yīng)速率快，一般工業(yè)廢水只需要30-60分鐘，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定有效。本發(fā)明的微電解填料鐵含量相對(duì)更低，因此大大降低了比重，更利于裝運(yùn)，便于使用?；钚蕴康氖褂梅秶龃?，便于采購(gòu)生產(chǎn)。本發(fā)明可使用的分散劑的種類增多，可根據(jù)不同廢水加以調(diào)節(jié)，對(duì)各種廢水都有較好的處理效果。
文檔編號(hào)C02F1/461GK102557201SQ20101059947
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者王煒 申請(qǐng)人:上海洗霸科技股份有限公司