一種微電解填料及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種微電解填料及其制備方法與應用，尤其涉及一種微電解填料及其 制備方法與應用，屬于廢水處理領域。
【背景技術】
[0002] 化工工業是高能耗，高污染的行業，每年要排放大量的工業污水，具有成分復雜、 濃度高、難降解、難生化等特點，處理難度很大，出水COD不能達標。針對此種廢水可生化性 差的水質特點，開發合理的高濃度有機廢水預處理技術擁有非常良好的應用前景。微電解 技術是處理高濃度、難生物降解化工廢水的有效預處理手段，其工作原理是利用填充在廢 水中的微電解材料自身產生電位差，對廢水進行電解處理，就將高分子的復雜物質分解為 小分子物質，提高廢水可生化性，達到降解污染物的目的。目前，傳統的微電解技術大多采 用鐵肩和活性碳的簡單混合物作為微電解材料，在實際工程應用過程中，該種類的填料在 長期使用過程中，由于活性碳的比重小，很容易上浮于填料表面，并存在不同程度的流失現 象，鐵肩則失去活性碳的阻隔和均勻作用而積聚在一起，形成板結，隨之整個系統的處理效 率下降。

【發明內容】

[0003] 針對傳統微電解填料的上述缺點，本發明公開了一種微電解填料及其制備方法與 應用。該微電解填料以鐵粉、鐵肩、活性炭粉、石灰粉、氧化鋁、膨潤土、碳酸鈉為主要原料， 經稱量混合、擠壓成型、中溫烘干、高溫焙燒、冷卻成型等步驟制備得到，該填料所用原料價 廉易得，制備工藝簡單，使用周期長，加裝更換方便，將該微電解填料用于化工廢水的處理 中，可大幅降低廢水C0D，提高廢水可生化性。
[0004] 本發明目的之一是公開一種微電解填料，該微電解填料由以下質量份的成分組 成：
[0005] 鐵粉、鐵肩、活性炭粉、石灰粉、氧化鋁、膨潤土、碳酸鈉。
[0006] 優選地，該微電解填料由以下質量份的成分組成：
[0007] 鐵粉：30-40 份；
[0008] 鐵肩：15-25 份；
[0009] 活性炭粉：10-20份；
[0010] 石灰粉：10-15 份；
[0011] 氧化鋁：5-10份；
[0012] 膨潤土 ： 5-10;
[0013] 碳酸鈉：2-5。
[0014] 優選地，該微電解填料由以下質量份的成分組成：
[0015] 鐵粉：32-36 份；
[0016] 鐵肩：15-20 份；
[0017]活性炭粉：15-20份；
[0018] 石灰粉：10-12 份；
[0019]氧化鋁：6-8份；
[0020] 膨潤土 ： 6-8 份；
[0021] 碳酸鈉：2-5份。
[0022] 作為本發明的最優選方案，該微電解由由以下質量份的成分組成：
[0023]鐵粉：34 份；
[0024]鐵肩：20 份；
[0025] 活性炭粉：18份；
[0026] 石灰粉：12份；
[0027] 氧化鋁：6份；
[0028] 膨潤土 ：7 份；
[0029] 碳酸鈉：3份。
[0030] 本發明目的之二是公開一種微電解填料的制備方法，包括以下步驟：
[0031] 1)稱量混合：分別稱量質量份的鐵粉、鐵肩、活性炭粉、石灰粉、氧化鋁、膨潤土、 碳酸鈉，加水充分混合均勻后得到半成品A;
[0032] 2)擠壓成型：將步驟1)中的半成品A裝入滾軸壓力機中，在200-250KN壓力下壓 制成捕圓形半成品B;
[0033] 3)中溫烘干：將步驟2)中半成品B放置于烘箱中，在溫度100-120°C下烘干12-16 小時成型得到半成品C;
[0034] 4)高溫焙燒：將步驟3)中的半成品C放入馬弗爐內，充入氮氣，隔絕氧氣，在 400-600°C條件下焙燒2-3小時得到半成品D;
[0035] 5)冷卻成型：將步驟4)中的半成品D在爐內自然冷卻至100°C以下，取出放在通 風處繼續冷卻至室溫，即得到微電解填料。
[0036] 本發明的目的之三是提供上述微電解填料的一種應用，即上述微電解填料在廢水 處理中的應用，所述的廢水為高濃度、高毒性、難生化的化工廢水。其使用方法為：調節廢水 pH為3-5,將填料浸沒于廢水中，曝氣，保持溶解氧為l-2mg/L，反應時間為1-4小時，靜置沉 淀后排出上層清液，廢水處理完畢。本發明實施例4采用對比試驗，分別使用本發明制備的 微電解填料和傳統微電解填料處理某化工廢水，傳統微電解填料為一定比例的鐵肩和碳粒 的混合物。實驗證明，與傳統微電解填料相比，本發明制備的微電解填料對廢水COD的去除 效果更優，廢水可生化性提高幅度更大，無板結現象，長期使用處理能力無明顯下降。
[0037] 本發明的微電解填料，與傳統微電解填料相比，具有如下優點：
[0038] 1、本發明的填料由多元金屬材料和非金屬材料通過高溫恪煉形成一體化合金結 構，既保證了原電池效應持續高效的發揮，又避免了傳統微電解填料出現的混合不均勻，陰 陽兩極分離現象。
[0039] 2、鐵肩的加入代替一定含量的鐵粉，增加了填料內部孔隙度，提供了均勻的水汽 流通道，促進了內外水流的交換，對廢水處理提供了更大的電流密度和更好的催化反應效 果。
[0040] 3、石灰粉和氧化鋁的加入，有效促進填料內部的成孔率，在不同填料成分之間形 成大孔，單一填料成分內部形成的中孔和微孔，增大了廢水與填料的接觸面積，強化了微電 解強度，提高了反應效率。
[0041] 4、膨潤土作為粘結劑，廉價易得，使各種原料在混合、擠壓過程中相互粘連固定形 狀，在高溫燒結時不易變形，硬度適中。
[0042] 5、碳酸鈉起到分散劑的作用，有利于分散多種元素的分布，促進了多種金屬元素 混合形成填料內部空隙。
[0043] 6、填料中所含的活性鐵作為陽極不斷提供電子并溶解于廢水中，陰極碳則以極小 顆粒的形式浸出，當使用一定時間后，無需全部更換，可通過直接少量投加的方式實現填料 的補充，及時恢復系統的穩定。
【具體實施方式】
[0044] 以下將通過具體實施例進一步說明本發明，但本領域技術人員應該理解，本發明 具體實施例并不以任何方式限制本發明