CN104058483B

CN104058483B - 一种免烧型多元微电解填料及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN104058483B
Application number: CN201410336347.3A
Authority: CN
Inventors: 苏建文; 贾秀粉; 王彩冬; 王俊超; 许尚营
Original assignee: Shandong New Time Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Shandong New Time Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2034-07-15
Also published as: CN104058483A

Abstract

本发明公开了一种免烧型多元微电解填料的制备方法与应用，属于废水处理领域。该微电解填料主要由铁粉、铸铁屑、铝粉、活性炭粉、有色金属粉末催化剂和无机催化剂制备得到，发明人经称量、混匀，洒水，挤压、成型、养护等步骤制备得到的免烧型多元微电解填料具有表面粗糙多孔、硬度与烧结填料相当、反应速率快、生产成本低等优点，可适用于各种酸、碱性废水的处理，处理过程中无需调节酸碱度，节省了大量运行费用。

Description

一种免烧型多元微电解填料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种微电解填料及其应用，具体涉及一种免烧型多元微电解填料、制备方法及其在废水处理中的应用，属于废水处理领域。

背景技术

微电解技术目前主要应用于高浓度有机废水的预处理和深度处理工序，其反应速率快，操作管理简单，运行成本低，是许多污水厂处理工艺的首选。它主要的工作原理是利用填充在废水中的微电解材料自身产生电位差，对废水进行电解处理，达到降解污染物的目的。

传统微电解材料主要有两种，一种是铁刨花与各种金属混合制备而成，该种类的填料易板结，易氧化，长期使用易连接成块，水流呈沟流状态，过流速率下降，反应速度降低；另一种是多种金属混合物经过高温烧结而成，该种类的填料虽然克服了第一种材料易板结的缺点，但是需要高温烧制而成，生产成本太高，且在进水前需要调节进水酸度至酸性，出水需将水质调到碱性，操作复杂，运行成本较高。

发明内容

针对上述填料缺点，本发明公开了一种免烧型多元微电解填料的制备及其应用。该填料由铁粉、铸铁屑、铝粉、活性炭粉、有色金属粉末催化剂和无机催化剂组成，其经称量、混匀，洒水，挤压、成型、养护等步骤制备而成。该多元微电解填料具有表面粗糙多孔、硬度与烧结填料相当、反应速率快、生产成本低等优点，可适用于各种酸、碱性废水的处理，无需调节碱度，节省了大量运行费用。

本发明目的之一是提供一种免烧型多元微电解填料，该免烧型多元微电解填料由以下质量份的各组分组成：

铁粉：20-50份；铸铁屑：5-20份；铝粉：20-40份；活性炭粉：5-20份；有色金属粉末催化剂A：5-15份；有色金属粉末催化剂B：1-5份；无机催化剂C：2-10份，粘结剂5-10份

作为本发明所优选的一种实施方式，该免烧型多元微电解填料由以下质量份的各组分组成：

铁粉：20-30份；铸铁屑：10-20份；铝粉：30-40份；活性炭粉：5-10份；有色金属粉末催化剂A：5-10份；有色金属粉末催化剂B：3-5份；无机催化剂C：2-5份，粘结剂5-10份。

上述免烧型多元微电解填料中，所述的有色金属粉末催化剂A为铜、锰中的一种或其组合，优选地，所述的有色金属粉末催化剂A为铜；所述的有色金属粉末催化剂B为镍、锌中的一种或其组合，优选地，所述的有色金属粉末催化剂B为镍；所述的无机催化剂C为硫酸钠、碳酸氢钠、氯化钠中的一种或其组合，优选地，所述的无机催化剂C为硫酸钠；所述粘结剂为低碱粉煤灰水泥、硅酸钠中的一种或其组合，优选地，所述粘结剂为低碱粉煤灰水泥。

上述所述的铁粉颗粒直径为60-200目；所述的铸铁屑颗粒直径为1-4mm；所述的铁铝粉颗粒直径为60-200目；所述的活性炭颗粒直径为100-160目；所述的有色金属粉末催化剂A的颗粒直径为100-140目；所述的有色金属粉末催化剂B的颗粒直径为100-140目；所述的无机催化剂C的颗粒直径为80-120目。

作为本发明的最优选的一种方案，上述免烧型多元微电解填料中由以下质量份的各组分组成：

铁粉30份；铸铁屑10份；铝粉30份；活性炭粉10份；铜粉10份；镍粉5份；硫酸钠5份，低碱粉煤灰水泥10份。

本发明目的之二是公开一种免烧型多元微电解填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别称量处方质量份的铁粉、铸铁屑、铝粉、活性炭粉、有色金属粉末催化剂A、有色金属粉末催化剂B、无机催化剂C，并充分混合均匀；向混合物中加入处方质量份的粘结剂，充分混合均匀；

(2)向步骤(1)中混合均匀的混合物中洒水并充分搅拌混匀制成半成品，其中洒水量为步骤(1)中混合均匀的混合物质量的10-15％；

(3)将步骤(2)制备得到的半成品注入蜂窝状模具，挤压成型后置于室温下、避光干燥处，养护4-7天，即可得免烧型多元微电解填料。

本发明的目的之三是提供上述免烧型多元微电解填料的一种应用，即上述免烧型多元微电解填料在废水处理中的应用，其中所述污水优选为高浓度、难降解、成分复杂的医药废水。

本发明公开的免烧型多元微电解填料的制备及其应用，有如下优点：

1、本发明免烧型微电解填料原料易得，制备工艺简单，不仅克服了烧制填料的成本过高的弊端，而且解决了传统铁屑填料易板结，反应后污泥增加的技术问题。

2、本发明免烧型微电解填料中采用铁、铝、碳三种元素的复配，形成了铁-铝-活性炭三位一体的微电池团体，在酸性环境下，铁-碳之间能够形成电位差，在中性及碱性环境下，铝-碳之间能够形成电位差，因此本填料适用于在各种水质环境下对污染物的去除，适用范围大大扩延。

3、本发明免烧型微电解填料中铸铁屑的加入增加了填料内部孔隙度，促进了内外水流的交换；两种有色金属的加入，形成了铁—铝—有色金属—活性碳多元微电解体系，使微电池电位差增大，反应速度更快，对废水中有机物的氧化效率增大2-3倍。无机催化剂的加入，增加了填料内部的成孔剂率，同时促进了多种金属元素混合形成填料内部空隙。

4、本发明免烧型微电解填料的制备方法简单，使用方便，大幅度降低了废水处理中的运行费用。加入粘结剂后，在室温下保持一定的温度、湿度和时间自然养护即可得到表面粗糙多孔的填料，不需高温烧结，且硬度与烧结填料相当。本发明免烧型微电解填料使用前后无需调节废水pH值，直接进水，反应后废水自然升至碱性，无需调节碱度即可生成絮凝沉淀物，节省了运行费用。

具体实施方式

以下将通过具体实施例进一步说明本发明，但本领域技术人员应该理解，本发明具体实施例并不以任何方式限制本发明。在本发明基础上任何等同替换均落入本发明的保护范围之内。

实施例1：本发明免烧型多元微电解填料及其制备方法

按照以下质量份准确称取：铁粉20份(粒径150目)、铸铁屑20份(粒径4mm)、铝粉35份(粒径80目)、活性炭粉10份(粒径160目)、铜粉5份(粒径100目)、锌粉5份(140)、碳酸氢钠2份(粒径80目)、氯化钠3份(粒径120目)，将上述混合物充分混合均匀，向混合均匀后的混合物加入低碱粉煤灰水泥5份后充分混合均匀，向上述混匀的混合物洒水，洒水量为上述混合物质的10-15％，充分搅拌混匀后制成半成品，将半成品注入蜂窝状模具，挤压成型后置于室温下、避光干燥处，养护7天，得免烧型多元微电解填料。

实施例2：本发明免烧型多元微电解填料及其制备方法

按照以下质量份准确称取：铁粉30份(粒径100目)；铸铁屑10份(粒径3mm)；铝粉30份(粒径100目)；活性炭粉10份(粒径100目)；铜粉10份(粒径140目)；镍粉5份(粒径100目)；硫酸钠5份(粒径100目)，将上述混合物充分混合均匀，向混合均匀后的混合物加入低碱粉煤灰水泥10份后充分混合均匀，向上述混匀的混合物洒水，洒水量为上述混合物质的10-15％，充分搅拌混匀后制成半成品，将半成品注入蜂窝状模具，挤压成型后置于室温下、避光干燥处，养护5天，得免烧型多元微电解填料。

实施例3：本发明免烧型多元微电解填料在废水处理中的应用

将实施例1制备的碱性微电解填料料加入乙腈酸性废水中反应，曝气，过4、8、16、20、24h测定COD，氨氮含量及PH变化量。通过以上数据发现，在24小时内，COD含量从12000mg/L降低到1200mg/L，去除率达到90％，。随着时间的增加，PH从2.78酸性升高到碱性，COD，氨氮的反应速度先上升，后下降至平缓。当溶液为碱性时，反应持续进行。

实施例4：本发明免烧型多元微电解填料在废水处理中的应用

将实施例1制备的碱性微电解填料料加入CASS反应池出水中，曝气，过4、8、16、20、24h测定COD，氨氮含量及PH变化量。在24小时内，COD含量从280mg/L降低到160mg/L，去除率达到42.8％。随着时间的增加，PH从5.8升高到10.5，反应持续进行，最后出水形成大量沉淀，无需调碱。

实施例5：本发明免烧型多元微电解填料在废水处理中的应用

将实施例1制备的碱性微电解填料加入碱性废水中，水与填料体积之比为1：1，24h为一个周期间歇进水，进水完毕后，曝气，反应24小时后出水，反应过4、8、16、20、24h时，取50毫升水样，测定COD、氨氮及PH。在一个周期内发现，COD含量从700mg/L降低到250mg/L，去除率达64.3％。pH从8.1上升到9.5，反应出水无需加碱调节PH。连续运行一周后，COD去除率依次为64.3％、63.8％、59.2％、60.2％、61.2％、58.9％、59.1％。

Claims

1.一种免烧型多元微电解填料，其特征在于，其由以下质量份的组分组成：

2.如权利要求1所述的免烧型多元微电解填料，其特征在于，所述的铁粉颗粒直径为60-200目；所述的铸铁屑颗粒直径为1-4mm；所述的铝粉颗粒直径为60-200目；所述的活性炭颗粒直径为100-160目；所述的铜粉颗粒直径为100-140目；所述的镍粉颗粒直径为100-140目；所述的硫酸钠颗粒直径为80-120目。

3.权利要求2所述的免烧型多元微电解填料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

（1）分别称量处方质量份的铁粉、铸铁屑、铝粉、活性炭粉、铜粉、镍粉、硫酸钠，并充分混合均匀；向混合物中加入处方质量份的低碱粉煤灰水泥，充分混合均匀后得到混合均匀的混合物；

（2）向步骤（1）中混合均匀的混合物中洒水并充分搅拌混匀制成半成品，其中洒水量为步骤（1）中混合均匀的混合物质量的10-15%；

（3）将步骤（2）制备得到的半成品注入蜂窝状模具，挤压成型后置于室温下、避光干燥处，养护4-7天，即可得免烧型多元微电解填料。

4.权利要求1所述的免烧型多元微电解填料在废水处理中的应用。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于,所述的废水为高浓度、难降解、成分复杂的医药废水。