專利名稱：一種廢水處理填料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廢水處理技術領域，具體涉及一種用于廢水處理的填料及其制備方法。
背景技術：
20世紀70年代，蘇聯(lián)科研人員首先把鐵屑和焦碳混合成微電解填料應用于印染廢水的處理。該技術在上世紀80年代引入我國，近30年來，由于該技術具有工藝簡單、處理成本低、脫色效果好等特點，被應用于印染、化工、電鍍、制藥、油田等領域的廢水處理中， 尤其對于高鹽度、高COD、高色度廢水的處理較其他工藝具有明顯的優(yōu)勢。但傳統(tǒng)鐵炭微電解技術存在諸多問題對于傳統(tǒng)的鐵炭微電解技術，鐵碳填料在運行中表面會形成鈍化膜，影響反應的進行，一般在1-3個月后，處理效率急劇下降，填料的壽命很短，限制了技術的應用和推廣。而且傳統(tǒng)的鐵炭填料易結塊、出現(xiàn)溝流等現(xiàn)象，減少了填料與廢水的有效接觸面積，也是傳統(tǒng)技術處理效率低(COD去除率約15-30% )的一個重要原因。傳統(tǒng)的鐵炭填料由于不能再生，會產(chǎn)生大量廢棄鐵泥，影響周邊環(huán)境，也影響了技術的推廣。最重要的是傳統(tǒng)的鐵碳微電解受應用環(huán)境影響較大，一般要求進行調酸處理，且對相當多的毒害有機物處理效果不明顯?，F(xiàn)在一般的廢水處理方法，包括鐵碳微電解法，其處理廢水的原理都是使廢水中的污染物氧化成無毒無害的產(chǎn)物。而印染廢水、制藥廢水、化工廢水、農(nóng)藥廢水之類難降解的廢水中通常包含大量硝基芳香烴類、偶氮類、鹵代烴類化合物和有毒有害重金屬，這些物質富含雙鍵、碳雙鍵、強拉電子基團、偶氮鍵、苯環(huán)類等分子結構，不易被氧化，但容易被還原，且還原后的產(chǎn)物對微生物的毒性和抑制性大大減弱，可生物降解性提高。如氯代烴可通過還原脫氯，硝基苯通過還原可降解為毒性較小的羥基苯胺等。上述難降解的廢水中污染物如果能通過還原技術處理使其發(fā)生初步分解的話，廢水的可生化性可以大幅度提高，有利于提升廢水生化處理的效率。迄今為止，這方面的研究還比較缺乏，技術并不成熟。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)的鐵碳微電解填料壽命短、易結塊、處理效率低和易受環(huán)境影響及產(chǎn)生廢棄料較多的缺點，本發(fā)明提供了一種應用于廢水處理的廢水處理填料及其制備方法。本發(fā)明提供的廢水處理填料以多種低電位的納米級金屬作為陽極還原劑，以高電位納米級金屬和碳作為陰極。所述廢水處理填料的基本原理是陽極與陰極構成的原電池電化學反應；高電位金屬陰極除擴大電位差之外，還具有電催化作用，并為還原提供反應界面；而陽極的合金與微量雜質之間形成多個短路的微電池系統(tǒng)，可加速陽極氧化，另結合陽極離子的絡合、電子傳遞、物理吸附作用。使所述廢水處理填料填料具有強還原性，對硝基芳香烴類、偶氮類、鹵代烴類化合物和有毒有害重金屬等廢水中的主要污染物均有較好的還原降解作用。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種廢水處理填料，其特征是，其原料及其重量百分比為，
鐵粉20%-70%
銅粉2%-15%
竹炭粉3%-10%
高嶺土2%-15%
菱鎂礦粉2%-15%
沸石粉10%-30%上述廢水處理填料的各原料均可從市場購得，純度要求在98wt%以上。本發(fā)明還提供一種廢水處理填料的制備方法，步驟如下(1)將各組份原料分別粉碎、球磨至10納米-100微米的粉粒，然后按重量百分比均勻混合，最后通過造粒機制成粒狀混合物；(2)然后將粒狀混合物經(jīng)溫度500°C -1000°C燒結或經(jīng)冷壓成顆粒狀。顆粒形狀為球狀或圓筒狀、方塊狀，或在各種待處理的水裝置中冷壓成需要的相應形狀。所述廢水處理填料填料的使用方法是將顆粒填料投入廢水處理裝置中(料水比為1 3-10)，所述廢水處理裝置可以是沸騰床、曝氣流化床、固定床或其他本技術領域常用的處理裝置，再按該廢水處理裝置的操作方法操作。本發(fā)明以化學需氧量(簡稱為COD)作為衡量水中有機污染物含量多少的指標?；瘜W需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。本發(fā)明使用本技術領域常規(guī)使用的COD 測量儀測定廢水的COD值。該填料可以采用美國陽光藥業(yè)公司生產(chǎn)的活性恢復裝置進行活性再生。本發(fā)明提供的廢水處理填料填料的使用方法既可以作為單獨的處理方法，又可作為生物法的預處理方法，如做為預處理，除可使廢水的生化性得到提高外，還可直接與后續(xù)好氧生物法耦合，富余的鐵離子有利于磷的去除和提高活性污泥的沉降性能或生物膜法的掛膜能力。該方法可以達到化學沉淀除磷的效果，還可以通過還原去除重金屬。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的廢水處理填料填料有以下特點(1)反應速率快，廢水處理時間僅需數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘；處理量大，料水比為 1 3-10 ；(2)具有良好的混凝效果，COD去除率高，COD去除率一般在50-70% ；并且對色度的去除更佳；(3)壽命長，成本低，一般不超過0. 50元/噸；(4)作用有機污染物質范圍廣，如含有偶氟、碳雙鍵、硝基、鹵代基結構的難降解有機物質；適用PH范圍寬，酸性、中性、堿性條件都有良好的效果；(5)運行管理方便，不鈍化，不溝流，無廢棄物。
將本發(fā)明提供的廢水處理填料與現(xiàn)有的鐵碳微電解填料的各項性能相比較，結果如表1所示表1兩種填料性能比較
權利要求
1.一種廢水處理填料，其特征是，其原料及其重量百分比為，鐵粉20% -70%，銅粉 2% -15%，竹炭粉 3% -10%，高嶺土 2% -15%，菱鎂礦粉 2% -15%，沸石粉 10% -30%。
2.權利要求1所述廢水處理填料的制備方法，其特征是，(1)將權利要求1所述的原料分別粉碎、球磨至10納米-100微米的粉粒，然后按重量百分比均勻混合，最后通過造粒機制成粒狀混合物；(2)然后將粒狀混合物經(jīng)溫度500°C-1000°C燒結或經(jīng)冷壓成顆粒狀。
3.如權利要求2所述的廢水處理填料的制備方法，其特征是，所制備的廢水填料的顆粒形狀為球狀、圓筒狀或方塊狀。
4.權利要求1所述的廢水處理填料在廢水處理中的應用。
5.如權利要求4所述的廢水處理填料在處理含有難降解有機物質的廢水方面的應用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種廢水處理填料及其制備方法。按重量百分比，鐵粉20-70％，銅粉2-15％，竹炭粉3-10％，高嶺土2-15％，菱鎂礦粉2-15％，沸石粉10％-30％，將各組份原材料分別粉碎、球磨，然后混合并造粒形成粒狀混合物，再經(jīng)高溫燒結或經(jīng)冷壓制成顆粒狀填料。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的廢水處理填料填料有以下特點反應速率快，廢水處理時間僅需數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘；處理量大；具有良好的混凝效果，COD去除率高，并且對色度的去除更佳；壽命長，成本低；作用有機污染物質范圍廣；運行管理方便，不鈍化，不溝流，無廢棄物。
文檔編號C02F1/461GK102372343SQ201110301760
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月9日 優(yōu)先權日2011年10月9日
發(fā)明者王魯泉 申請人:王美嶺, 王魯泉