一種多元催化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，尤其涉及一種多元催化微電解 填料及其制備方法與應用，屬于廢水處理領域。
【背景技術】
[0002] 高濃度、難生物降解的化工類廢水的治理在經濟上和技術上困難很大，采用常規 的物理、化學和生物方法處理這類廢水，不僅成本高、效率低、而且很難達標排放，造成嚴重 的環境污染。
[0003] 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。
[0004] 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，該種類的填料長期使用在填料表面形成一層鈍化膜，阻斷了水中 有毒有害物質與填料的接觸，影響處理效果，鐵肩易板結，填料層板結成為一個整體，水流 呈溝流狀態，過流速率下降，反應速度降低，另外，粒狀的混合填料在定期的補充與更換過 程中存在著諸多不便。

【發明內容】

[0005] 針對傳統微電解填料的上述缺點，本發明公開了一種多元催化微電解填料及其制 備方法與應用。
[0006] 該微電解填料以鐵粉、鋁粉、活性炭粉、銅粉、鋅粉、硅藻土、氯化銨、四硼酸鈉為主 要原料，經稱量、混勻、成型、烘干焙燒、冷卻等步驟制備得到，將該微電解填料用于污水處 理中，可使廢水可生化性顯著提高，同時，填料具有不易板結，不易鈍化，使用周期長，加裝 填料方便、快捷，維護簡單等優點。
[0007] 本發明目的之一是公開一種多元催化微電解填料，該微電解填料由以下原料制備 而成：鐵粉、鋁粉、活性炭粉、銅粉、鋅粉、硅藻土、氯化銨、四硼酸鈉。
[0008] 優選地，該微電解填料由以下重量份的原料制備而成：
[0009] 鐵粉：30-40 ;
[0010] 鋁粉：20-30;
[0011] 活性炭粉：10-20;
[0012] 銅粉：5-10;
[0013] 鋅粉：3-8;
[0014] 娃藻土 ：5_15 ;
[0015] 氯化銨：2-5 ;
[0016] 四硼酸鈉：2_5。
[0017] 作為本發明的優選方案之一，該微電解填料由以下重量份的原料制備而成：
[0018] 鐵粉：32 ;
[0019] 鋁粉：28 ;
[0020] 活性炭粉：12;
[0021] 銅粉：8;
[0022] 鋅粉：4 ;
[0023]硅藻土： 10;
[0024] 氯化銨：4 ;
[0025] 四硼酸鈉：2。
[0026] 作為本發明的優選方案之二，該微電解由以下重量份的原料制備而成 [0027]鐵粉：40;
[0028]鋁粉：22 ;
[0029] 活性炭粉：16;
[0030]銅粉：5 ;
[0031] 鋅粉：5;
[0032]硅藻土：6 ;
[0033] 氯化銨：2 ;
[0034] 四硼酸鈉：4。
[0035] 本發明目的之二是提供一種多元催化微電解填料的制備方法，該制備方法包括以 下步驟：
[0036] 1)稱量混合：分別稱量質量份的鐵粉、鋁粉、活性炭粉、銅粉、鋅粉、硅藻土、氯化 銨、四硼酸鈉，加水充分混合均勻后得到半成品A;
[0037] 2)擠壓成型：將步驟1)中的半成品A裝入滾軸壓力機中，在150-200KN壓力下壓 制成捕圓形半成品B;
[0038] 3)中溫烘干：將步驟2)中半成品B放置于烘箱中，在溫度60-110°C下烘干24小 時成型得到半成品C;
[0039] 4)高溫焙燒：將步驟3)中的半成品C放入爐內，充入氮氣，升溫至400-500 °C焙燒 20-30分鐘，然后升溫至900-1000°C焙燒60-90分鐘得到半成品D;
[0040] 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。
[0041] 本發明的目的之三是提供上述多元微電解填料的一種應用，即上述多元微電解填 料在廢水處理中的應用，可用于處理高濃度、難生物降解、成分復雜的化工類廢水。
[0042] 本發明實施例4和實施例5采用曝氣對比試驗，分別使用本發明制備的多元微電 解填料和某市售橢圓形微電解填料處理某化工園區綜合廢水和某制藥企業化學原料藥生 產車間排放的高濃廢水，實驗證明，在實驗條件相同的前提下，采用本發明制備的微電解填 料處理廢水時，其COD、色度的去除效果更優，廢水可生化性提高幅度更大，取得了意料不到 的技術效果。
[0043] 同時，本發明所述的印染廢水混凝劑及其制備方法，與現有技術相比，其優點如 下：
[0044] 1、本發明多元微電解填料中采用鐵、鋁、碳、銅、鋅等元素的復配，形成了 鐵-鋁-銅-鋅-活性炭多元微電池反應體系，形成的多元微電池電位差大，具有反應速度 快，對廢水中有機物的氧化效率高等優點。
[0045] 2、本發明多元微電解填料與傳統的單一鐵-碳微電解填料相比，適用范圍更 廣，其一，在酸性環境下，鐵-銅-碳之間能夠形成電位差，其二，在中性及堿性環境下， 鋁-鋅-碳之間能夠形成電位差，因此本填料對水質的適應性更好。
[0046] 3、本發明多元微電解填料是將各元素在還原氣氛下燒結成具有較強機械性能的 載體，填料在高溫燒結時活性炭和硅藻土有利于增加填料內部的成孔率，使填料內部產生 大量的微孔結構，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。
[0047] 4、本發明多元微電解填料引入氯化銨，氯化銨在高溫條件下產生的見1 3起到造孔 作用，增大了填料的孔隙率和比表面積，多孔結構的填料有效防止不同填料單元間的板結 或形成溝流，從而保證微電解系統的長期穩定運行。
[0048] 5、本發明多元微電解填料引入四硼酸鈉，四硼酸鈉起到分散劑的作用，促進了多 種金屬元素混合形成填料內部空隙，并可有效降低鐵泥產量，減緩填料表層以及內部空穴 的結疤和結垢。
[0049] 6、本發明多元微電解填料原料易得，制備工藝簡單，加裝填料方便、快捷，在填料 使用到一定周期后，無需更換，可通過直接少量補加的方式實現