CN103112929B - 微电解填料及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废水处理的微电解填料的加工生产及使用方法，制备所述的微电解填料的原料包括：铁粉、惰性碳粉、粘结剂、表面活性剂A10和微量钼粉和铬粉。本发明的微电解填料能够解决传统微电解污水处理工艺填料板结、钝化、活化以及更换难的问题。

Description

微电解填料及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种废水处理的微电解填料的加工生产及使用方法，属于环保领域，特别涉及工业污染废水处理。 

背景技术

铁碳微电解技术是近十年来被广泛研究进而应用的一项新的技术，应用范围广，对污染物没有选择性，去除效果很好，能够适用于各种废水的处理。

微电解技术在印染废水、造纸废水、焦化废水、炸药废水、制药废水、含油废水、垃圾渗滤液、高盐度废水等废水进行了大量的试验研究，采用微电解技术，对COD有一定的去除，同时大大的改善了废水的可生化性，尤其是对酸性废水，PH值提高很多，也大大节约了中和药剂的费用，因此目前，微电解技术应用前景广阔，但是采用传统的微电解存在如下问题：

a、该技术进行废水处理长时间运行后会有机物在铁电极上沉积，形成一层钝化膜，阻碍了铁与碳形成稳定的原电池。

b、铁碳填料容易出现板结，阻碍了废水与填料的有效接触，形成短流，从而降低了废水的处理效果。

c、运行成本较高。铁、碳电极反应需要在酸性条件下进行反应才能达到较好的效果，若进水pH值波动较大，则调节pH值加入的酸和碱大大的提高了废水处理的成本。

d、铁碳微电解的填料需要及时补充反应消耗的铁，也进一步增加了运行成本和劳动力成本。

e、微电解装置结构的不合理性，传统微电解填料反应装置处理废水时，都是序批式处理，废水进入微电解装置后，进行反应，反应时间结束后排出废水，然后再进行下一批次进出水反应，无法连续进行废水处理。在工程应用中需要设置多个单独的微电解反应装置，投资增大、运行管理麻烦。

因此，对于铁碳填料的改进、研发以及新型微电解反应装置的研发是微电解技术不断发展的方向。

发明内容

本发明一方面涉及一种微电解填料，其特征在于制备所述的微电解填料的原料包括：

铁粉：含量70～80%，60～80目；

惰性碳粉：含量20～25%，80～100目；

粘结剂：含量1～3%，主要成分是二氧化硅和硅酸盐，优选的，所述的二氧化硅和硅酸盐的质量比为1-2：3-5；

表面活性剂A10：含量0.1～0.3%，

微量钼粉和铬粉：0.1～0.3%；优选的，所述的钼粉和铬粉的质量比为1-3：1-3。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的微电解填料为多孔凹齿形，其密度介于5-6g/cm³。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的微电解填料由筛选---混合---压制---烧结---冷却步骤所制备而成。

在本发明的另一个优选实施方式中，所述的微电解填料的制备方法包括如下步骤：

(a)  原料筛选：按要求将各种原料去杂质、筛选；

(b)  混合：将筛选好的原料投加在混合器中，混合时间1～2小时；

(c)  压制：将混合好的原料放置模具中进行压制，压制压力700～800kg/cm²，压制时间50～60秒；

(d)   烧结：将压制好的填料模块放置在高温烧结炉中，首先采用热空气强制氧化，然后逐渐升温到900～1100度，烧结时间4～6小时，烧结过程中采用氮气作为保护气体；

(e)   冷却：将烧结成形的多孔微电解填料采用强制机械风冷，冷却时间8—12小时。

本发明另一方面还涉及含有上述微电解填料的组合式微电解填料模块，其特征在于所述的微电解填料位于悬浮球填料的球体内部，所述的悬浮球体填料的外部为中空渔网状球体。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的悬浮体填料为聚乙烯和/或聚丙烯材料。

在本发明的另一个优选实施方式中，所述的悬浮球通过耐腐蚀纤维绳串联而成。

本发明另一方面还涉及上述微电解填料或组合式微电解填料模块在有机废水处理中的应用。

另一方面，本发明的球形悬浮空心填料采用市售的成型的球形悬浮球填料，悬浮球填料由聚乙烯或聚丙烯材料注塑而成，直径100毫米，分上下半球体，外部为中空渔网状球体。在使用过程中，易更换、耐酸碱、耐腐、耐温，抗老化，不受水流影响，使用寿命长，安装方便。

悬浮球技术参数：

脆化温度：-15～25℃；

比表面积100～300m²/m³；

重量：30～50g/个；

孔隙率：大于99%；

比重：0.92～0.95；

堆积个数：600～800个/m³。

本发明所要求的组装方式如下：

将2～3块多孔凹齿型微电解单体填料装填至球形悬浮空心填料中，形成一个组合式的微电解填料。

本发明所要求的填装方式如下：

1）将组装好的微电解填料放置于1～2 m³的高强度容器内，每一个容器的填料就形成一个模块，根据微电解反应池的尺寸及结构，填装模块化的微电解填料；

2）将微电解模块采用高强度耐腐蚀纤维绳串起来悬挂式放置在微电解反应池中。

本发明的微电解填料至少能够解决以下技术问题中的一个或者多个或者全部：

1、解决了传统微电解污水处理工艺填料板结、钝化、活化，更换难的问题。

2、由于微电解铁块中添加了多种微量金属元素，同比传统铁碳填料对废水中的COD去解率提高10～20％，COD去除率一般在40～60％左右，B/C值可提高0.15～0.3，色度可去掉60～90％。

具体实施方式

以下结合实施例详细描述本发明内容：

1、多孔凹齿形的单体微电解填料制备

1）原料主要成分：

铁粉：含量70～80%，60～80目；

惰性碳粉：含量20～25%，80～100目；

粘结剂：含量1～3%，主要成分是二氧化硅和硅酸盐，其质量比例为2：5；

表面活性剂A10：含量0.1～0.3%；

微量金属粉：0.1～0.3%，主要是1：1质量比的钼粉和铬粉。

 2）多孔微电解填料加工

加工步骤：筛选---混合---压制---烧结---冷却

(a)       原料筛选：按要求将各种原料进行去杂质、筛选；

(b)       混合：将筛选好的原料投加在混合器中，混合时间1.5小时；

(c)       压制：将混合好的原料放置在模具中进行压制，压制压力750kg/cm²，压制时间60秒；

(d)       烧结：将压制好的填料模块放置在高温烧结炉中，首先采用热空气强制氧化，然后逐渐升温并保持在1000度，烧结时间：5小时，烧结过程中采用氮气作为保护气体；

(e)       冷却：将烧结成形的多孔微电解填料采用强制机械风冷，冷却时间10小时。

 经过以上步骤生产的多孔凹齿型单个微电解填料，呈灰黑色，重量约为130g/个。

经过以上步骤加工的多孔微电解填料外观形式如下表：

2、组装备用

将2块多孔凹齿型微电解单体填料放入球行悬浮空心填料中，形成一个组合式的微电解填料。

3、应用案例

1）采用组装好的组合式微电解填料对有机废水进行实验，其处理效果如下表所示：

 2）江西星火有机硅厂有机硅废水处理项目，设计处理水量2.4万吨/日，采用组合式微电解填料，进水指标pH值在2.5～3.2之间，COD在800～1000 mg/L，经过微电解反应处理后指标PH值在4.0～5.2之间，COD在400～600 mg/L，出水B/C达到0.25。

3）在星火有机硅厂连续进水十个月，填料中的有效成分（铁）消耗掉95%，微电解的出水pH值的上升幅度和COD的降解效率均未出现较大波动，由此可以看出，传统微电解填料的板结、钝化等问题在本发明填料的使用过程中得到有效解决。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种微电解填料，其特征在于制备所述的微电解填料的原料包括：

铁粉：含量70～80%，60～80目；

惰性碳粉：含量20～25%，80～100目；

粘结剂：含量1～3%，主要成分是二氧化硅和硅酸盐，二氧化硅和硅酸盐的质量比为1-2：3-5；

表面活性剂A10：含量0.1～0.3%；

微量钼粉和铬粉：0.1～0.3%；钼粉和铬粉的质量比为1-3：1-3；

所述的微电解填料的制备方法包括如下步骤：

(a) 原料筛选：按要求将各种原料去杂质、筛选；

(b) 混合：将筛选好的原料投加在混合器中，混合时间1～2小时；

(c) 压制：将混合好的原料放置在模具中进行压制，压制压力700～800kg/cm²，压制时间50～60秒；

(d) 烧结：将压制好的填料模块放置在高温烧结炉中，首先采用热空气强制氧化，然后逐渐升温到900～1100度，烧结时间4～6小时，烧结过程中采用氮气作为保护气体；

(e) 冷却：将烧结成形的多孔微电解填料采用强制机械风冷，冷却时间8-12小时。

2.根据权利要求1所述的微电解填料，其特征在于所述的微电解填料为多孔凹齿形，其密度介于5-6g/cm³。

3.含有权利要求1-2任意一项所述的微电解填料的组合式微电解填料模块，其特征在于所述的微电解填料位于悬浮球体填料的球体内部，所述的悬浮球体填料的外部为中空渔网状球体。

4.根据权利要求3所述的组合式微电解填料模块，所述的悬浮球体填料为聚乙烯和/或聚丙烯材料。

5.根据权利要求3所述的组合式微电解填料模块，所述的悬浮球通过耐腐蚀纤维绳串联而成。

6.根据权利要求3所述的组合式微电解填料模块，所述的悬浮球放置在1-2m³的高强度容器内。

7.权利要求1-2任意一项所述的微电解填料在有机废水处理中的应用。

8.权利要求3-6任意一项所述的组合式微电解填料模块在有机废水处理中的应用。