專利名稱：多元內電解填料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于工業廢水預處理的多元內電解填料及其制備方法，屬于鐵碳內電解廢水處理技術領域。
背景技術：
隨著經濟生產的迅速發展，生產過程中不可避免的釋放出對環境造成極大污染的有毒有害難降解的有機污染物，如酚類、苯胺類、多氯聯苯、多環芳烴、硝基芳烴化合物、染料等，這些污染物成分復雜并具有一定的生物毒害性。通常這類廢水中bod5/cod&很低(〈0.2)，難以直接生化降解。如用常規的生化法處理，則容易發生污泥自溶，導致生化處理失敗，所以此類廢水在生化前必須進行預處理，將廢水中對微生物有毒的成分降解以提高廢水的生化可降解性。傳統的預處理方法有化學法、物理法，這些方法通常存在處理費用高、工藝過程不易控制、廢水生化性提高效果不佳等缺點。采用鐵碳內電解法作為預處理手段，可以綜合利用金屬加工過程中產生的廢鐵屑，無需外加電源提供而自身形成電池工作。與其他方法相t匕，該處理工藝工業鐵屑來源廣泛、處理成本低、設備簡單、廢水生化性提高效果好、適用范圍廣等優點。但是，鐵碳內電解工藝還存在一些局限:
1)鐵屑消耗量大，使用一段時間后容易板結，影響處理效果；
2)鐵碳混合不均勻，活性炭容易流失；
3)對于難降解廢水的處理能力有限，通常僅達到15-20%。鑒于鐵碳內電解工藝在難降解廢水處理中的廣泛應用，考慮和分析其現有的技術局限性，研究開發更為高效的多元內電解技術，提高常規鐵碳內電解技術對難降解有機廢水的效率，將具有更廣泛的應用前景。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于工業廢水預處理的多元內電解填料及其制備方法，可以對工業生產過程中的廢角料鐵銅刨花進行資源再利用，成本低廉，制備過程簡單，同時具有良好的機械強度、孔隙率及原電池反應效率，能高效去除廢水中的污染物質和提高其生化性，同時化學污泥產生量少，有效防止填料的板結。本發明的目的通過以下技術方案來實現:
多元內電解填料，其成分的質量百分含量為:鐵屑3(Γ60%;銅合金屑5 18%;活性炭35 52%。進一步地,上述的多元內電解填料,所述鐵屑為鐵刨花、廢鋼屑或鐵制邊角廢料。更進一步地，上述的多元內電解填料，所述銅合金屑為銅合金制品生產過程中的邊角廢料或者報廢電路板重力選礦法處理后的碎銅料。本發明多元 內電解填料的制備方法，將鐵屑與銅合金屑按成分配比混合，先用堿溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的灰塵及油潰，用清水反復沖洗，再用酸溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的氧化膜及銹潰，用清水反復清洗；處理后的鐵屑與銅合金屑加入反應器中混合均勻，加入活性炭顆粒攪拌并搖晃反應器使其充分進入鐵屑與銅合金屑間的空隙，從而制得多元內電解填料。本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在:
①本發明通過在鐵碳內電解工藝中加入適量的銅合金和鑄鐵共同作為內電解反應的陽極從而強化反應過程，銅、鉻作為良性導體可以促進腐蝕電池表面產生的電子快速分離而加速反應，活性炭能吸附部分污染物，在多重機制作用下對污染物的降解效率更高；
②根據刨花堆積體積中空隙的大小，選擇相應粒徑的顆粒活性炭，不僅保證該多元內電解填料的機械強度，同時足夠的孔隙率可以避免在處理廢水過程中堵塞和結垢；采用該填料無需采用曝氣方式，水中的溶解氧很少，鐵、銅合金與氧氣反應造成無為的消耗，從而避免了污泥量大、污染物的還原效果降低的問題；
③本發明方法所制得的新型多元內電解填料，在工業廢水處理預處理階段的具體應用中，可比常規的內電解工藝所用的鐵碳填料的反應速度提高20-30%，在同等反應條件下COD去除率提高18 25%，對于難降解的有生物毒性的有機廢水經過本填料的內電解預處理后，可生化性指標B0D/C0D提高2 3倍，為后續的生物處理提供可行性。
下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明:
圖1:本發明工藝流程示意圖。
具體實施例方式多元內電解填料，其成分的質量百分含量為:鐵屑30飛0% ;銅合金屑5 18% ;活性炭35飛2%。其中，鐵屑為鐵刨 花、廢鋼屑或鐵制邊角廢料；銅合金屑為銅合金制品生產過程中的邊角廢料或者報廢電路板重力選礦法處理后的碎銅料。如圖1所示，多元內電解填料的制備工藝為:將鐵屑與銅合金屑按成分配比混合，先用堿溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的灰塵及油潰，用清水反復沖洗，再用酸溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的氧化膜及銹潰，用清水反復清洗；處理后的鐵屑與銅合金屑加入反應器中混合均勻，加入活性炭顆粒攪拌并搖晃反應器使其充分進入鐵屑與銅合金屑間的空隙，從而制得多元內電解填料。內電解填料中按特定比例添加銅合金，反應器內形成多元內電解反應，促進有機物的降解。多元體系的陽極由鐵、銅合金屑組成。所制得的多元內電解填料，在廢水處理預處理階段的具體工程應用中，可比常規內電解工藝所用填料處理難降解污染物的能力更強且反應速度更快，在同等反應條件下COD去除率提高18 25%。實施例1:
將鐵刨花448g (堆密度1.5g/ml)銅合金刨花44.8g (堆密度0.225g/ml)，活性炭244g(堆密度0.49 g/ml)，制得多元內電解填料A。處理超濾膜制備企業廢水，主要成分為二甲基乙酰胺，日廢水產生量為56m3/d，C0D368(T27600mg/L。將上述多元內電解填料A投加入反應器中，經多元內電解填料A處理后的結果如下表所示:
權利要求
1.多元內電解填料，其特征在于其成分的質量百分含量為鐵屑3(Γ60%;銅合金屑5 18% ;活性炭35 52%。
2.根據權利要求I所述的多元內電解填料，其特征在于所述鐵屑為鐵刨花、廢鋼屑或鐵制邊角廢料。
3.根據權利要求I所述的多元內電解填料，其特征在于所述銅合金屑為銅合金制品生產過程中的邊角廢料或者報廢電路板重力選礦法處理后的碎銅料。
4.權利要求I所述的多元內電解填料的制備方法，其特征在于將鐵屑與銅合金屑按成分配比混合，先用堿溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的灰塵及油潰，用清水反復沖洗，再用酸溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的氧化膜及銹潰，用清水反復清洗；處理后的鐵屑與銅合金屑加入反應器中混合均勻，加入活性炭顆粒攪拌并搖晃反應器使其充分進入鐵屑與銅合金屑間的空隙，從而制得多元內電解填料。
全文摘要
本發明涉及多元內電解填料及其制備方法，成分鐵屑30~60%；銅合金屑5~18%；活性炭35~52%；工藝將鐵屑與銅合金屑按成分配比混合，先用堿溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的灰塵及油漬，用清水反復沖洗，再用酸溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的氧化膜及銹漬，用清水反復清洗；處理后的鐵屑與銅合金屑加入反應器中混合均勻，加入活性炭顆粒攪拌并搖晃反應器使其充分進入鐵屑與銅合金屑間的空隙，制得多元內電解填料。內電解填料中按特定比例添加銅合金，反應器內形成多元內電解反應，促進有機物的降解。在廢水處理預處理應用中，比常規內電解工藝所用填料處理難降解污染物的能力更強且反應速度更快。
文檔編號C02F1/461GK103253742SQ20131017449
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月13日 優先權日2013年5月13日
發明者黃游, 吳子平, 柴續斌, 黃臣勇, 李貴軍, 趙解楊 申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司