本發(fā)明屬于環(huán)境工程微電解法廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鐵碳微電解填料的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)的發(fā)展，大量含有機(jī)物的廢水進(jìn)入到水環(huán)境中。含有機(jī)物的廢水具有污染物難降解、濃度含量高的特點(diǎn)。這類污水的治理方法在作為選擇時(shí)要根據(jù)污水的性質(zhì)、處理量、當(dāng)?shù)厮h(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)情況等具體條件而定。

目前，常見的污水處理辦法是采用微電解法處理。它是利用金屬腐蝕原理，形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理，具有處理效果好，時(shí)間短，成本低的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。然而，這類微電解法主要存在以下問題：一、常規(guī)填料運(yùn)行周期短，需要定期更換填料，工作量大，成本增加；二、鐵屑的結(jié)塊和填料的堵塞，當(dāng)填料需要量過(guò)大時(shí)，底部的鐵屑因?yàn)閴簩?shí)過(guò)大而結(jié)塊，炭粉因不能及時(shí)排除反應(yīng)池而在池內(nèi)發(fā)生絮凝作用，污水處理效果降低；三、鐵的鈍化，原因在于在鐵的陽(yáng)極區(qū)外層生成了一層氧化膜，阻止了微電極反應(yīng)的正常進(jìn)行，降低了污水處理效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種鐵碳微電解填料的制備方法，解決了現(xiàn)有的填料存在的使用周期短，處理效果低，成本高，易出現(xiàn)結(jié)塊、堵塞、鈍化的技術(shù)難題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：主要原料包括粒徑為0.25mm的赤鐵礦粉（三氧化二鐵含量為86%以上），粒徑為0.15mm焦炭原粉（炭含量為96%以上），粒徑為0.15mm的椰殼粉、粒徑為0.1mm的碳基粘合劑；所述的赤鐵礦粉所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比為79%，所述的焦炭原粉所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比為13%，所述的椰殼粉所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比為5%，所述的碳基粘合劑所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比為3%；所述的赤鐵礦粉中主成分三氧化二鐵和所述的焦炭原粉中主成分的炭在高溫下能發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)鐵，單質(zhì)鐵作為原電池的陽(yáng)極，焦炭原粉中未反應(yīng)的碳作為原電池的陰極。

優(yōu)選地，所述的椰殼粉還可以是山核桃殼粉等硬質(zhì)材料。

優(yōu)選地，所述的碳基粘合劑是一種強(qiáng)效粘合劑，耐高溫，成型率高。

一種鐵碳微電解填料的制備方法，主要包括下述步驟：

（1）將原料按所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)的百分比均勻混合；

（2）將混合后的原料制作成2.5×2cm的橢圓顆粒物；

（3）將顆粒物置于烘箱內(nèi)，30～80℃下2～3 h烘干；

（4）將烘干后的顆粒物在隔絕氧氣的條件下，置于800℃窯爐焙燒3h；

（5）將焙燒后的顆粒物填料進(jìn)行室溫冷卻，即可得到鐵碳微電解填料。

優(yōu)選地，所述步驟（4）將烘干后的顆粒物在窯爐內(nèi)焙燒，所述的赤鐵礦粉中主成分三氧化二鐵和所述的焦炭原粉中主成分的炭在高溫下能發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)鐵，并產(chǎn)生大量氣體，促使顆粒內(nèi)形成相當(dāng)多的空隙，增大了顆粒的比表面積；生成的單質(zhì)鐵與未反應(yīng)的碳在微電解填料內(nèi)是均勻分布的。

優(yōu)選地，所述填料在污水處理中的使用方法是：根據(jù)不同濃度廢水不同水力停留時(shí)間，確定鐵碳微電解填料的投加量，直接將填料投加至污水反應(yīng)池，反應(yīng)一段時(shí)間后，填料上的鐵單質(zhì)逐漸被氧化為亞鐵離子而流失，碳含量相對(duì)逐漸增多，反應(yīng)之后，殘留的碳球被壓碎粉化，進(jìn)而采用氣反沖的形式將炭粉沖出反應(yīng)池，并投加新的填料，以保證污水處理的連續(xù)進(jìn)行，此法操作簡(jiǎn)單，所需反應(yīng)需控制在酸性條件。

本發(fā)明一種鐵碳微電解填料的制備方法采用赤鐵礦粉、焦炭原粉作為填料主體，經(jīng)過(guò)成型和焙燒，制成橢圓型顆粒填料；填料在高溫焙燒時(shí)，赤鐵礦粉和焦炭原粉發(fā)應(yīng)生成單質(zhì)鐵并產(chǎn)生大量氣體，使得填料表面及其內(nèi)部擴(kuò)增孔道并增大孔間隙，極大地增加了填料的比表面積，從而增大了填料與水的接觸面積，提高反應(yīng)效率；鐵單質(zhì)與碳在橢圓型顆粒填料內(nèi)分布均勻的特點(diǎn)，使得填料在有機(jī)物水解過(guò)程中能夠形成無(wú)數(shù)多的微電極，有效防止鐵的鈍化；本發(fā)明在使用過(guò)程中單質(zhì)鐵不斷地被氧化為亞鐵離子隨水流出，余下的少量炭粉采用氣反沖形式將粉沖出反應(yīng)器，鐵碳利用率高且成本低廉，解決了傳統(tǒng)微電解填料鐵屑易結(jié)塊和填料堵塞的難題。一定反應(yīng)周期后直接投加鐵碳微電解填料，減少了工作時(shí)間，降低了成本，提高了工作效率。本發(fā)明反應(yīng)條件為酸性的條件，使得原電池陰陽(yáng)兩極電位差增加，腐蝕反應(yīng)速度加快，增強(qiáng)了原電池反應(yīng)能力，強(qiáng)化了氧化還原效果。

本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)對(duì)鐵碳微電解填料原材料的優(yōu)化和工藝參數(shù)優(yōu)化，解決了傳統(tǒng)微電極填料存在的易鈍化、堵塞、板結(jié)的問題。在酸性條件下，鐵碳微電解填料原電池效應(yīng)明顯，促進(jìn)微環(huán)境加速降解難降解有機(jī)物，更換周期長(zhǎng)，制作原材料易獲得，工序簡(jiǎn)單，成本低廉。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

將粒徑0.25mm的赤鐵礦粉、粒徑0.15mm的焦炭原粉、粒徑0.15mm的椰殼粉、粒徑0.1mm的碳基粘合劑按質(zhì)量含量79%，13%，5%，3%混合，加水?dāng)嚢杈鶆?，將攪拌均勻的填料制作?.5×2cm的橢圓顆粒填料，顆粒物填料置于烘箱內(nèi)，30～80℃下2～3h烘干，將烘干后的顆粒填料在隔絕氧氣的條件下置于800℃窯爐焙燒3h；焙燒后的顆粒物室溫冷卻后即得到鐵碳微電解填料。

實(shí)施例2：

本發(fā)明制作成型的鐵碳微電解填料目前在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行情況如下：對(duì)濃度范圍在50～250mg/L的氯苯廢水、200～250mg/L的硝基苯廢水，水力停留時(shí)間為100 min，各污染物質(zhì)的去除率可達(dá)90%以上。經(jīng)過(guò)6個(gè)月的運(yùn)行，未出現(xiàn)表面鈍化和填料堵塞、板結(jié)等問題。

最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。