一種復合型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，尤其涉及一種復合型微電解填 料及其制備方法與應用，屬于廢水處理領域。
【背景技術】：
[0002] 微電解技術主要應用于工業廢水和生活污水的預處理和深度處理工序，其反應速 率快，操作管理簡單，運行成本低，是許多污水廠處理工藝的首選。它主要的工作原理是利 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。
[0003] 微電解能夠明顯降低水中色度，這是因為電極反應產生新生態的二價鐵離子具有 較強的還原能力，可使某些有機物的發色基團，如硝基-N02、亞硝基-N0還原成胺基-NH2， 二價鐵離子也可以使某些不飽和發色基團，如羧基-C00H、偶氮基-N=N-的雙鍵打開，從而 使發色基團破壞，色度得以去除，
[0004] 目前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 水處理應用中，該種類的填料在長時間運行后會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。其次，鐵肩填料易板結，形成短流和溝流，阻礙了阻礙了廢水 與填料的有效接觸。另外，運行過程中需要不斷補充反應消耗的鐵和流失的炭，也給填料的 定期的補充與更換帶來諸多不便。
[0005] 因此，對填料進行原料配方的改進以提高其微電解效果，以及對填料形狀和孔隙 率的改進以提高其使用方便性，是微電解技術發展的方向。

【發明內容】
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[0006] 針對傳統微電解填料目前存在的缺點，本發明公開了一種復合型微電解填料及其 制備方法與應用，將其用于廢水處理中，能夠解決傳統微電解填料易板結、易鈍化的問題， 可以顯著提高廢水可生化性，提高廢水處理效率。
[0007] 本發明目的之一是公開一種復合型微電解填料，該微電解填料由以下原料制備而 成：
[0008] 鐵粉、活性炭粉、分散劑、粘結劑、催化劑。
[0009] 其中上述所述的分散劑為硼酸鈉、碳酸鈉、氧化鋁中的一種或其組合；所述的粘結 劑為硅酸鈉、粘土、膨潤土中的一種或其組合；所述的催化劑為銅粉、鉬粉和氧化鈣的組合 物。
[0010] 優選地，該復合型微電解填料由以下重量份的組分組成：
[0011] 鐵粉：30-50 份；
[0012] 活性炭粉：20-40份；
[0013] 分散劑：5-20份；
[0014] 粘結劑：1-10份；
[0015] 催化劑：1-10份。
[0016] 優選地，該復合型微電解填料由以下重量份的組分組成：
[0017] 鐵粉，35-45 份；
[0018] 活性炭粉，25-35份；
[0019] 分散劑，10-15 份；
[0020] 粘結劑，3-7份；
[0021] 催化劑，4-8份。
[0022] 優選地，該復合型微電解填料由以下重量份的組分組成：
[0023] 鐵粉，42 份；
[0024] 活性炭粉，30份；
[0025] 分散劑，12份；
[0026] 粘結劑，5份；
[0027] 催化劑，6份。
[0028] 作為本發明的最優選方案，該復合型微電解填料由以下重量份的組分組成：
[0029] 鐵粉，42 份；
[0030] 活性炭粉，30份；
[0031] 硼酸鈉，6份；
[0032] 碳酸鈉，4份；
[0033] 氧化鋁，2份；
[0034] 硅酸鈉，3份；
[0035] 粘土，1 份；
[0036] 膨潤土，1 份；
[0037] 銅粉，3份；
[0038] 鉬粉，1份；
[0039] 氧化鈣，2份。
[0040] 本發明目的之二是提供一種復合型微電解填料的制備方法，該制備方法包括以下 步驟：
[0041] 1)篩選稱量：將鐵粉、活性炭粉、分散劑、粘結劑、催化劑等各種原料去除雜質后 按照一定的質量份稱取后備用；
[0042] 2)混合陳化：將稱取后的鐵粉、活性炭粉、分散劑、粘結劑、催化劑原料投加到混 合器中，混合均勻后加水攪拌陳化〇. 5-1. 0小時備用，加水量為混合均勻后的混合物質量 5-10% ；
[0043] 3)擠壓成型：將陳化后的原料裝入滾軸壓力機中，壓制壓力700-800kg/cm2,壓制 成長徑8-10cm，短徑3-5cm的橢圓形半成品；
[0044]3)中溫烘干：將上述半成品放置于烘箱中，烘干溫度80_120°C，烘干10-20小時后 得到烘干半成品；
[0045] 4)高溫焙燒：將上述烘干半成品放入高溫燒結爐中，充入氮氣防止氧化，逐漸升 溫至800-1000°C，燒結時間3-5小時，得到燒結半成品；
[0046] 5)冷卻成型：將上述半成品放置爐內自然冷卻至200°C以下，取出放在通風處繼 續冷卻至室溫，即得到復合型微電解填料。
[0047] 經上述方法制備的復合型微電解填料呈多孔蜂窩狀結構，其內部開孔率為 40-45 %，填料堆積孔隙率為50-60 %。
[0048] 本發明的目的之三是提供上述復合型微電解填料在廢水處理中的應用，即用于工 業廢水和生活污水的微電解處理，其中所述工業廢水和生活污水的pH值調節至3-5。
[0049] 本發明所述的復合型微電解填料，其有益效果如下：
[0050] 1、解決了傳統微電解廢水處理工藝中填料易板結、鈍化、流失嚴重、更換困難的問 題，填料加裝方便，待運行一定周期后，只需少量補加填料即可持續維持微電解系統運行。
[0051] 2、優化原料配方及配比，形成的微電池電位差大，能夠持續緩慢的產生新生態的 二價鐵離子，有效分解廢水中的有機物，提高廢水可生化性，同時還原發色基團，降低廢水 色度。
[0052] 3、添加一定比例的分散劑，比表面積大，填料內部亦形成大量的微孔結構，相同體 積填料形成的原電池數量大，產生的微電流大，與廢水接觸面積大，處理效率高。
[0053]4、添加一定比例的粘結劑，使各種原料在混合、擠壓、燒結過程中相互粘連成固定 形狀，填料具有較強的機械強度，避免使用過程中填料破碎，堵塞管道的問題。
[0054] 5、添加一定比例的催化劑，形成鐵-活性炭-有色金屬多元催化系統，減少了鐵碳 之間的接觸電阻，增大了電位差，反應速度更快，氧化效率更高。
【具體實施方式】：
[0055] 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。在本發明基礎上任何等同替換均落入本發明的保 護范圍之內。
[0056] 實施例1 :復合型微電解填料的制備
[0057] 篩選并稱取鐵粉42kg、活性炭粉30kg、硼酸鈉6kg、碳酸鈉4kg、氧化鋁2kg、硅酸 鈉3kg、粘土lkg、膨潤土lkg、銅粉3kg、鉬粉lkg、氧化|丐2kg，將稱取后的以上原料投加 到混合器中，混合均勻后加水5. 5kg，攪拌陳化1. 0小時后，裝入滾軸壓力機中，壓制壓力 700-800kg/cm2,壓制成長徑8-10cm，短徑3-5cm的橢圓形半成品后放置于烘箱中，烘干溫度 80-120°C，烘干16小時后放入高溫燒結爐中，充入氮氣防止氧化，逐漸升溫至800-1000°C， 燒結5小時后，放置爐