專利名稱：多元催化鐵碳微電解填料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵碳微電解填料，具體地說(shuō)是一種多元催化鐵碳微電解填料及其制備方法，屬于鐵碳微電解填料領(lǐng)域。
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I. 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]、Fe2+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Fe2+進(jìn)一步氧化成Fe3+，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。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
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種多元催化鐵碳微電解填料及其制備方法，在兩種有色金屬粉末和無(wú)機(jī)催化劑的多元催化下，形成了鐵一有色金屬一活性炭三位一體的微電池團(tuán)體，使鐵碳微電池電位差增大、反應(yīng)速度更快，而且反應(yīng)比例可控，污染物與微電池接觸比例增大三倍，污水氧化處理效率增大2-3倍，由于鐵原子之間不再直接接觸，所以不再形成板結(jié)現(xiàn)象，無(wú)需更換或再生填料，制備方法簡(jiǎn)單。本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種多元催化鐵碳微電解填料，所述填料主要由以下質(zhì)量份的成分組成
鐵粉55-75份、活性炭粉10-30份、有色金屬粉末催化劑A 5-20份、有色金屬粉末催化劑B 5-10份和無(wú)機(jī)催化劑C 5-10份；
優(yōu)選地，鐵粉65份、活性炭粉20份、有色金屬粉末催化劑A 5份、有色金屬粉末催化劑B 5份和無(wú)機(jī)催化劑C 5份；
優(yōu)選地，鐵粉68份、活性炭粉14份、有色金屬粉末催化劑AS份、有色金屬粉末催化劑B 5份和無(wú)機(jī)催化劑C 5份；
其中，所述的鐵粉顆粒直徑為60-120目，優(yōu)選為70目；
所述的活性炭粉顆粒直徑為100-160目，優(yōu)選為110目；所述的有色金屬粉末催化劑A的顆粒直徑為100-140目，優(yōu)選為120目；
所述的有色金屬粉末催化劑B的顆粒直徑為100-140目，優(yōu)選為120目；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C的顆粒直徑為80-120目，優(yōu)選為90目； 所述的有色金屬粉末催化劑A包括鋁、銅或鈀等，優(yōu)選為鈀或銅；
所述的有色金屬粉末催化劑B包括鈦、銠或鋅等，優(yōu)選鈦或鋅；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C包括碳酸鹽、硅酸鹽或硼酸鹽，優(yōu)選為硅酸鹽或硼酸鹽。進(jìn)一步地，所述的多元催化鐵碳微電解填料還含有粘結(jié)劑，所述的粘結(jié)劑為黑土粘結(jié)劑，所述的粘結(jié)劑占所述填料總重量的5-10%。上述多元催化鐵碳微電解填料的制備方法，包括以下步驟
(O按照上述比例稱量各組分；
(2)將稱量好的各組分混合，在滾軸壓力機(jī)250KN的壓力下壓成橢圓形；
(3)在溫度30-80°C下烘干24小時(shí)初步成型；
(4)在高溫850-1050°C充氮條件下燒結(jié)4-6小時(shí)，冷卻后成型即可。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明多元催化鐵碳微電解填料解決了傳統(tǒng)鐵屑容易板結(jié)，以及微電池反應(yīng)過(guò)量無(wú)法控制反應(yīng)速度而導(dǎo)致反應(yīng)后污泥增加三四倍的弊端，同時(shí)在兩種有色金屬粉末和無(wú)機(jī)催化劑的多元催化下，形成了鐵一有色金屬(無(wú)機(jī)催化劑)-活性炭三位一體的微電池團(tuán)體，減少了鐵碳之間的接觸電阻，最大限度發(fā)揮鐵碳之間的最高電位差，使鐵碳微電池接觸后的實(shí)際電位差增大、反應(yīng)速度更快，而且反應(yīng)比例可控，污染物與微電池接出比例增大三倍，污水氧化處理效率增大2-3倍，由于鐵原子之間不再直接接觸，所以不再形成板結(jié)現(xiàn)象，無(wú)需更換或再生填料。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。除非另有說(shuō)明，本發(fā)明中所采用的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。實(shí)施例I
一種多元催化鐵碳微電解填料，所述填料主要由以下質(zhì)量份的成分組成
鐵粉70份、活性炭粉10份、有色金屬粉末催化劑A 5份、有色金屬粉末催化劑B 10份和無(wú)機(jī)催化劑C 5份；
其中，所述的鐵粉顆粒直徑為120目；
所述的活性炭粉顆粒直徑為100目；
所述的有色金屬粉末催化劑A的顆粒直徑為100目；
所述的有色金屬粉末催化劑B的顆粒直徑為140目；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C的顆粒直徑為80目；
所述的有色金屬粉末催化劑A為鋁；
所述的有色金屬粉末催化劑B包括鈦；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C包括碳酸鹽。實(shí)施例2
一種多元催化鐵碳微電解填料，所述填料主要由以下質(zhì)量份的成分組成鐵粉58份、活性炭粉12份、有色金屬粉末催化劑A 15份、有色金屬粉末催化劑B 10份和無(wú)機(jī)催化劑C 5份
其中，所述的鐵粉顆粒直徑為70目；
所述的活性炭粉顆粒直徑為110目；
所述的有色金屬粉末催化劑A的顆粒直徑為130目；
所述的有色金屬粉末催化劑B的顆粒直徑為140目；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C的顆粒直徑為80目；
所述的有色金屬粉末催化劑A為銅；
所述的有色金屬粉末催化劑B為銠；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C包括硅酸鹽。實(shí)施例3
一種多元催化鐵碳微電解填料，所述填料主要由以下質(zhì)量份的成分組成
鐵粉68份、活性炭粉14份、有色金屬粉末催化劑A 8份、有色金屬粉末催化劑B 5份和無(wú)機(jī)催化劑C 5份；
其中，所述的鐵粉顆粒直徑為70目；
所述的活性炭粉顆粒直徑為110目；
所述的有色金屬粉末催化劑A的顆粒直徑為110目；
所述的有色金屬粉末催化劑B的顆粒直徑為100 ；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C的顆粒直徑為80目；
所述的有色金屬粉末催化劑A為鈀；
所述的有色金屬粉末催化劑B為鋅鋅；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C為硼酸鹽。實(shí)施例4
一種多元催化鐵碳微電解填料，所述填料主要由以下質(zhì)量份的成分組成
鐵粉65份、活性炭粉20份、有色金屬粉末催化劑A 5份、有色金屬粉末催化劑B 5份和無(wú)機(jī)催化劑C 5份。其中，所述的鐵粉顆粒直徑為70目；
所述的活性炭粉顆粒直徑為110目；
所述的有色金屬粉末催化劑A的顆粒直徑為100目；
所述的有色金屬粉末催化劑B的顆粒直徑為100 ；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C的顆粒直徑為80 ；
所述的有色金屬粉末催化劑A為銅；
所述的有色金屬粉末催化劑B為鋅；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C為硅酸鹽。實(shí)施例5
一種多元催化鐵碳微電解填料，所述填料主要由以下質(zhì)量份的成分組成
鐵粉55份、活性炭粉10份、有色金屬粉末催化劑A 5份、有色金屬粉末催化劑B 5份和無(wú)機(jī)催化劑C 5份；
其中，所述的鐵粉顆粒直徑為60 ；所述的活性炭粉顆粒直徑為100 ；
所述的有色金屬粉末催化劑A的顆粒直徑為100 ；
所述的有色金屬粉末催化劑B的顆粒直徑為100 ；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C的顆粒直徑為80 ；
所述的有色金屬粉末催化劑A為鋁 所述的有色金屬粉末催化劑B為鈦；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C為碳酸鹽。 實(shí)施例6
一種多元催化鐵碳微電解填料，所述填料主要由以下質(zhì)量份的成分組成
鐵粉75份、活性炭粉30份、有色金屬粉末催化劑A 20份、有色金屬粉末催化劑B 10份和無(wú)機(jī)催化劑C 10份；
其中，所述的鐵粉顆粒直徑為120目；
所述的活性炭粉顆粒直徑為160目；
所述的有色金屬粉末催化劑A的顆粒直徑為140目；
所述的有色金屬粉末催化劑B的顆粒直徑為140目；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C的顆粒直徑為120目；
所述的有色金屬粉末催化劑A為鈀；
所述的有色金屬粉末催化劑B為銠；
所述的無(wú)機(jī)催化劑C為硼酸鹽。實(shí)施例7
一種多元催化鐵碳微電解填料的制備方法，首先用55-75目的原生顆粒狀鐵粉與顆粒直徑為80-120目的有色金屬粉A和顆粒直徑為100-140目的有色金屬粉B，按質(zhì)量份55-75 5-20 5-10的比例混合攪拌30分鐘，使之均勻混合，然后添加100-160目的粉末活性炭10-30份，混合攪拌20分鐘，最后添加顆粒直徑80-120目的無(wú)機(jī)催化劑C 5_10份攪拌20分鐘，使金屬粉末催化劑和無(wú)機(jī)催化劑均勻包圍在鐵粉周圍，按以上總質(zhì)量的5-10%添加黑土粘結(jié)劑，攪拌混合均勻后送入滾軸壓力機(jī)，在250-350KN的壓力下壓成2 X I. 5厘米的橢圓球。在自然條件下晾干72小時(shí)或30-80攝氏度條件下烘干24小時(shí)，然后在充氮?dú)獾鸟R弗爐里燒結(jié)4-6小時(shí)，自然降溫24小時(shí)后待用。實(shí)驗(yàn)效果比較
上述實(shí)施例1-6所述的電解填料在鐵碳微電池電位差、反應(yīng)速度提高比例、色度去除比例、污染物與微電池接觸比例、污水氧化處理效率(C0D去除比例％)等方面的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并與傳統(tǒng)的電解填料進(jìn)行對(duì)比，其它條件相同，結(jié)果見(jiàn)下表
權(quán)利要求
1.一種多元催化鐵碳微電解填料，其特征在于所述填料主要由以下質(zhì)量份的成分組成 鐵粉55-75份、活性炭粉10-30份、有色金屬粉末催化劑A 10-30份、有色金屬粉末催化劑B 5-10份和無(wú)機(jī)催化劑C 5-10份； 其中，所述的鐵粉顆粒直徑為60-120目； 所述的活性炭粉顆粒直徑為100-160目； 所述的有色金屬粉末催化劑A的顆粒直徑為100-140目； 所述的有色金屬粉末催化劑B的顆粒直徑為100-140目； 所述的無(wú)機(jī)催化劑C的顆粒直徑為80-120目； 所述的有色金屬粉末催化劑為鋁、銅或鈀； 所述的有色金屬粉末催化劑B為鈦或銠； 所述的無(wú)機(jī)催化劑C為碳酸鹽、硅酸鹽或硼酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多元催化鐵碳微電解填料，其特征在于，所述填料主要由以下質(zhì)量份的成分組成 鐵粉65份、活性炭粉20份、有色金屬粉末催化劑A 5份、有色金屬粉末催化劑B 5份和無(wú)機(jī)催化劑C 5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多元催化鐵碳微電解填料，其特征在于所述的鐵粉顆粒直徑為70目。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多元催化鐵碳微電解填料，其特征在于所述的活性炭粉顆粒直徑為110目。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多元催化鐵碳微電解填料，其特征在于所述的有色金屬粉末催化劑A的顆粒直徑為120目。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多元催化鐵碳微電解填料，其特征在于所述的有色金屬粉末催化劑B的顆粒直徑為120目。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多元催化鐵碳微電解填料，其特征在于所述的無(wú)機(jī)催化劑C的顆粒直徑為90目。
8.—種如權(quán)利要求I所述的多元催化鐵碳微電解填料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)按照上述比例稱量各組分； (2)將稱量好的各組分混合，在滾軸壓力機(jī)250KN的壓力下壓成橢圓形； (3)在溫度30-80°C下烘干24小時(shí)初步成型； (4)在高溫850-1050°C充氮條件下燒結(jié)4-6小時(shí)，冷卻后成型即可。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多元催化鐵碳微電解填料及其制備方法，所述填料主要由鐵粉55-75份、活性炭粉10-30份、有色金屬粉末催化劑A5-20份、有色金屬粉末催化劑B5-10份和無(wú)機(jī)催化劑C5-10份組成，制備方法包括稱量、擠壓、初步成型和高溫?zé)Y(jié)步驟；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明多元催化鐵碳微電解填料解決了傳統(tǒng)鐵屑容易板結(jié)，以及微電池反應(yīng)過(guò)量無(wú)法控制反應(yīng)速度而導(dǎo)致反應(yīng)后污泥增加三四倍的弊端，使鐵碳微電池電位差增大、反應(yīng)速度更快，而且反應(yīng)比例可控，污染物與微電池接出比例增大三倍，污水氧化處理效率增大2-3倍，由于鐵原子之間不再直接接觸，所以不再形成板結(jié)現(xiàn)象，無(wú)需更換或再生填料。
文檔編號(hào)C02F1/461GK102951708SQ201210357608
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者吳茂玉 申請(qǐng)人:濰坊海潔環(huán)保設(shè)備有限公司