CN104761024B - 高效多相催化氧化铁碳微电解填料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效多相催化氧化铁碳微电解填料及其制备方法,所述填料由下述重量份的原料组成:纯铁粉45~65,生铁粉10~25,石墨粉2~8,活性炭粉5~15,铜粉2~10,锰粉2~10,铝粉2~10,细木屑2~10,硅酸钠1~6,硼酸钠1~6,硫铁矿粉2~6,粘合剂5~15;本发明的高效多相催化氧化铁碳微电解填料是以具有高电位差的多相金属合金作为催化剂,并采用高温焙烧微孔技术制成,具有多相金属与铁碳一体化、微孔架构式合金结构、比表面积大、密度轻、活性强、电流密度大等特点,对有机废水处理可高效去除COD、氨氮、总磷,并能降低色度、提高可生化性,处理效果极为稳定,可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。

Description

高效多相催化氧化铁碳微电解填料及其制备方法
技术领域
本发明涉及铁碳微电解填料技术领域,特别是一种高效多相催化氧化铁碳微电解填料及其制备方法。
背景技术
微电解技术,又称内电解、铁还原、铁碳法、零价铁法等技术,是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺。它无需通电,是利用废水自身作为电解液,填充在酸性废水中的铁作为阳极,碳作为阴极,自身产生1.2V电位差,形成千千万万个微小电池对废水进行电解处理,达到降解废水中有机污染物的目的。
现有的铁碳床微电解填料所使用的材料为铁屑刨花(含碳量为8~15%)和碳渣,市场价格约1800元/吨,制成微电解填料成品为3.0~3.5吨/立方米,市场价格约0.6~0.8万元/立方米。但是现有的铁碳床微电解处理器能够维持初始处理效果的时间仅为1~2个月,此后就会存在板结、钝化、铁泥堵塞等问题,对设备带来损伤,并需要更换新的填料,实际使用成本高得惊人。经本发明人研究,现有铁碳床微电解填料存在上述问题的原因是:(1)所使用的废铁屑活性太强;(2)废铁屑的密度和碳渣的密度不同;(3)水流和气流的冲击作用;(4)废铁屑和碳渣不能够均匀分布。因为废铁屑活性太强,如果废铁屑之间没有东西把他们间隔开来就会相互粘接在一起,形成一个铁疙瘩,就会形成板结和沟流。这种填料在设备刚开始运行时效果良好,但是存在很大的缺点:废铁屑和碳渣的密度不同,随着水流和气流的冲击,原本铁碳均匀分布的状态被打破,密度比较大的铁屑就会下降到废水底部,密度比较小的碳渣会上升到废水表面,这样废铁屑相互粘接到一起,就重新形成了板结的条件,继而发生钝化板结、铁泥堵塞等问题,而且铁与碳是物理接触,铁与碳之间很容易形成隔离层,使微电流产生断流而失去作用。在这种情况下,就需要更换填料来解决这一问题,但是在实际工程应用中更换填料的工作量极大,另外,现有微电解填料比表面积小,使得废水处理需要很长时间,这也严重影响了微电解技术的推广和应用。
事实上,目前现有的微电解填料,不论用在哪个领域废水处理中,都存在上述诸多问题,因此,目前的微电解技术在实际环保工程中基本上行不通。
发明内容
本发明的目的就是要解决现有铁碳填料存在运行时间短,填料易板结、容易造成处理设备铁泥堵塞等问题,提供一种高效多相催化氧化铁碳微电解填料及其制备方法,本发明填料具有比表面积大、密度轻、活性强、电流密度大等特点,针对高浓度有机废水处理可高效去除COD、氨氮、总磷,并能降低色度、提高可生化性,处理效果极为稳定。
本发明的高效多相催化氧化铁碳微电解填料,由下述重量份的原料组成:
纯铁粉 45~65 生铁粉 10~25
石墨粉 2~8 活性炭粉 5~15
铜粉 2~10 锰粉 2~10
铝粉 2~10 细木屑 2~10
硅酸钠 1~6 硼酸钠 1~6
硫铁矿粉 2~6 粘合剂 5~15;
其中所述纯铁粉纯度≥99%,粒径为90~100目,生铁粉纯度≥95%,粒径为90~100目;
所述石墨粉及活性炭粉的含碳量≥98%,粒径为90~100目;
所述铜粉的纯度≥90%,粒径为90~100目;
所述锰粉的纯度≥98%,粒径为90~100目;
所述细木屑的粒径为15~30目。
本发明的高效多相催化氧化铁碳微电解填料,其优选配方由下述重量份的原料组成:
纯铁粉 50~60 生铁粉 15~20
石墨粉 3~6 活性炭粉 8~12
铜粉 3~8 锰粉 3~8
铝粉 3~8 细木屑 3~8
硅酸钠 2~5 硼酸钠 2~5
硫铁矿粉 2~5 粘合剂 5~10。
本发明的高效多相催化氧化铁碳微电解填料,其最优选配方由下述重量份的原料组成:
纯铁粉 55 生铁粉 18
石墨粉 5 活性炭粉 10
铜粉 5 锰粉 5
铝粉 5 细木屑 5
硅酸钠 3.5 硼酸钠 3.5
硫铁矿粉 2.5 粘合剂 6.5。
本发明的高效多相催化氧化铁碳微电解填料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按量准确称取上述各组分,先将纯铁粉和生铁粉混合均匀,然后将石墨粉和活性碳粉混合均匀,再将混合好的铁粉与铜粉、锰粉、铝粉混合均匀,将混合好的金属粉末、混合好的碳粉、细木屑、硅酸钠、硼酸钠、硫铁矿粉混合搅拌均匀,然后添加粘合剂,搅拌混合均匀,将混合物置于滚轴压力机中在250KN的压力下压制成直径为4~7cm的不规则形状;
(2)在温度为20~30℃下自然晾干24小时,使其成型;
(3)在高温850~950℃充氮条件下烧结4~6小时,冷却后成型即可。
本发明中所用的滚轴压力机中,所采用的滚轴上设置有圆柱状或圆球状凸起,在混合物进行滚压时,可以将填料压制成不规则形状。本发明填料采用不规则外形的主要目的是增大填料的表面积,从而增加废水与填料的接触面积。
本发明微电解填料中,同时采用纯度为99%纯铁粉和纯度为95%的生铁粉,并采用纯度为98%的石墨粉和活性炭粉,主要是铁粉作为微电池反应(或原电池反应)的阳极,碳粉或石墨粉作为微电池反应的阴极,在一定的酸度和一定浓度的溶解氧的条件下,阴极和阳极纯度越高,原电池反应才会更完全更彻底,而且阴极和阳极纯度越高,杂质越少,越不会形成板结和堵塞;采用铜粉、锰粉、铝粉的主要原因是在微电解反应氧化某些高分子难降解有机物时,少量的铜粉、锰粉及铝粉可以作为氧化还原反应的催化剂;细木屑主要是在高温850~950℃充氮条件下烧结4~6小时后,细木屑会化为灰烬,其所占的细微空间最后形成微孔结构;硅酸钠及硼酸钠作为无机催化剂,主要是协助金属催化剂形成多元催化,最大限度的发挥微电解效果;硫铁矿粉主要增强高碳铁的强度和硬度,粘合剂可以确保高碳铁在烧结过程中成型不松散。
本发明是在充分研究了现有铁碳微电解填料存在板结、沟流、钝化等问题的基础上作出的,本发明选用高纯铁粉、废生铁粉、高纯活性炭粉、细木屑、多种活性金属、非金属做催化剂,配合粘合剂,利用高温微孔焙烧技术,制成的不规整填料中铁和碳以铁碳包容构架的形式存在,铁骨架与碳链相互交叉,这种交叉性使得铁颗粒被碳颗粒均匀分散了,因此解决了传统填料容易发生板结、沟流、钝化的问题。并通过在原料中配加一定比例的细木屑,使填料内部在高温烧结过程中产生无数个微孔,形成蜂窝状结构,使填料内部通道相连,这样不仅大大提高了废水与填料的接触面积,还使填料一直保持铁碳原电池的高活性状态,保证填料永不产生断路、永远不形成板结现象,从而达到无需更换或再生填料的目的,使用本发明填料,只需要每年添加10~15%的新填料即可保证设备运转,每立方水的处理成本为0.4-0.6元,大大减少了工人的劳动强度,降低了企业的生产费用。
本发明高效多相催化氧化铁碳微电解填料的主要成分为铁和碳、低电位合金、粘土及无机催化剂,这些物质以极小颗粒的形式分散在微电解填料内外,其密度为1~1.2t/m3,比表面积为4500m2/m3,孔隙率为65%,物理强度≥1000kg/cm3,因此,本发明的微电解填料可以与废水充分接触。由于碳、金属合金的电极电位比铁低,加上催化剂的催化作用,当本发明微电解填料处在酸性废水中时,就会产生无数个原电池,铁作为阳极被腐蚀消耗,当体系中有宏观阴极材料存在时,又可以形成宏观多腐蚀电池。电极反应后生成的Fe2+进一步氧化成Fe3+,他们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性,特别是在加碱调节pH值后,生成氢氧化亚铁和和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的吸附能力远远高于一般药剂水解所得到的氢氧化铁胶体,能够大量吸附废水中分散的小颗粒、金属离子及有机大分子。另外,本发明微电解填料在中性或偏酸性的环境中,微电解填料本身所产生的新生态H+、Fe2+等于废水中的许多组成部分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至发生“断链开环”,并可以脱色、脱氮除磷、降低CODCr,提高可生化性,还可以除去重金属离子,并能与H2O2形成芬顿试剂降低废水中有毒有害的物质。由于原电池的电极周围存在电场效应,使溶液中的带电粒子在电场作用下作定向移动,附积到电极上,从而去除水中的有机污染物,特别对废水中的氨氮、有机磷有更好的去除效果。
本发明高效多相催化氧化铁碳微电解填料的特点:
(1)防板结:经过高温冶炼,多相金属、铁和碳、非金属融合为一体,这种铁碳一体式结构呈现出蜂窝状构架,并且在填料内部铁和碳均是以非常细小的粉状形式存在,反应中随着铁的消耗,碳也不断的脱落,脱落后的细小碳粒会吸附着污染物进入初沉池,因此可以有效防止填料板结;
(2)高效性:多相催化氧化铁碳一体式微电解填料内部有许多毛细管式的气孔,可以快速吸入废水,使化学反应在填料内部进行,提高了反应效率;
(3)难降解物质开环、断链:相互靠近的铁和碳浸泡在废水中时,会产生微电流,这种电流的综合作用会使得难降解化合物开环、断链;
(4)耐受性好:可以耐受废水水质波动范围大,并且可以处理高浓度难降解有机废水;
(5)提高可生化性:可以有效提高废水B/C值,将难生化废水转化为易生化废水;
(6)多效性:多相催化氧化铁碳微电解反应可以产生多种效应,借助铁碳之间1.2~1.4V的电位差,可以产生微电流;微电流又会刺激废水产生新生态的氢和新生态的氧,这些新生态的氢和氧具有很强的还原性和氧化性,会使得废水发生强烈的氧化还原反应,将难降解化合物转化为易降解化合物;同时产生的铁离子体现还原性的同时还是高效的絮凝剂;
(7)免更换:本发明填料的使用寿命没有限制,不用频繁更换填料,省去了繁琐的更换填料的过程,填料只需每年添加,永远保持微电解持续高效运行;
(8)高强度:本发明填料的物理强度为1000kg/cm2,可以承受50m水柱压力;
(9)比表面积大:比表面积为4500m2/m3,大比表面积可以使得填料与废水充分混合,从而提高反应效率。
本发明的高效多相催化氧化铁碳微电解填料在处理高浓度有机废水时具有以下特点:
1.解决了微电解技术在污水处理工艺中铁碳填料板结、钝化、活化、更换的难题,并具有持续高活性铁碳床的优点。与传统铁碳填料相比,损耗降低了50~70%,同时在处理废水过程中所产生的污泥量减少了50~70%,该技术可以作为单独处理方法应用,又可作为与其他工艺有机结合处理工艺,有利于污泥的沉降和生物挂膜,高效降低有机污染物质。
2.本发明微电解填料正、负极及催化剂通过高温焙烧后形成微孔式合金结构,不会像铁碳混合组配那样容易出现正、负极分离,影响原电池反应,本发明微电解填料使用寿命长、操作维护方便,处理过程中只消耗少量的多相催化氧化铁碳微电解填料,使用时只需根据消耗体积定期添加即可,无需更换。
3.采用微孔焙烧技术,比表面积高达4500m2/m3,同时在填料中配加催化剂,对废水处理提供了更大的电流密度和更好的微电解反应效果,反应速率快,一般工业废水只需要30~60分钟,长期运行稳定有效。
4.由于多相催化氧化铁碳微电解填料的双重作用,相比传统铁碳填料,针对有机物高浓度、高毒性、高色度、难生化废水的处理,废水中的COD去除率为65~85%左右,比传统铁碳填料提高30~40%,色度去除率高达80~90%,同时B/C值可提高0.2~0.3,提高了废水的可生化性。
5.多相催化氧化铁碳电解处理方法可以达到化学脱氮除磷的效果,还可以通过还原去除重金属。废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁离子或铁离子,具有比普通混凝剂更好的混凝作用,无需再加铁盐等混凝剂,COD去除率高,并且不会对水体造成二次污染。
6.在添加多相催化氧化铁碳微电解反应器内投加H2O2,即形成芬顿氧化工艺,对一些难降解化工废水CODCr的去除率可达70~90%,对含有偶氮、碳双键、硝基、卤代基结构等难去除、难降解有机物质都有很好的去除效率。
7.对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程,用本发明微电解填料作为已建工程废水预处理,即可确保废水处理后稳定达标排放,也可将生产废水中浓度较高的部分有机废水单独进行微电解处理,来确保废水处理后稳定达标排放。
本发明的高效多相催化氧化铁碳微电解填料以具有高电位差的多相金属合金作为催化剂,并采用高温焙烧微孔技术制成,具有多相金属与铁碳一体化、微孔架构式合金结构、比表面积大、密度轻、活性强、电流密度大、去除效率高等特点,对有机废水处理可高效去除COD、氨氮、总磷,并能降低色度、提高可生化性,处理效果极为稳定,可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本发明填料是微电解反应持续作用的重要保证。
具体实施方式
实施例1
一种高效多相催化氧化铁碳微电解填料,由下述重量份的原料组成:
纯铁粉 55 生铁粉 18
石墨粉 5 活性炭粉 10
铜粉 5 锰粉 5
铝粉 5 细木屑 5
硅酸钠 3.5 硼酸钠 3.5
硫铁矿粉 2.5 粘合剂 6.5。
其中所述纯铁粉纯度≥99%,粒径为100目,生铁粉纯度≥95%,粒径为100目;
所述石墨粉及活性炭粉的含碳量≥98%,粒径为100目;
所述铜粉的纯度≥90%,粒径为100目;
所述锰粉的纯度≥98%,粒径为100目;
所述细木屑的粒径为15目;
所述粘合剂为黑土粘合剂。
本实施例的高效多相催化氧化铁碳微电解填料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按量准确称取上述各组分,先将纯铁粉和生铁粉混合均匀,然后将石墨粉和活性碳粉混合均匀,再将混合好的铁粉与铜粉、锰粉、铝粉混合均匀,将混合好的金属粉末、混合好的碳粉、细木屑、硅酸钠、硼酸钠、硫铁矿粉混合搅拌均匀,然后添加粘合剂,搅拌混合均匀,将混合物置于滚轴压力机中在250KN的压力下压制成直径为4~5cm的不规则形状;
(2)在温度为20~30℃下自然晾干24小时;
(3)在高温920℃充氮条件下烧结5小时,冷却后成型即可。
将本实施例制备得到的高效多相催化氧化铁碳微电解填料用于养猪场废水处理,初始水样COD:12163.05mg/L;氨氮(TN):1080.16mg/L;中试脱氮塔设备出水COD:7090.43mg/L;氨氮:13.28mg/L;中试微电解设备出水COD:384.27mg/L,氨氮:8.60mg/L。由上述试验数据可以看出,经本实施例微电解填料电解后的废水中,COD去除率达96.8%,氨氮去除率达99.3%。本实施例的微电解填料设备对养猪场废水COD去除率是传统脱氮塔设备的18.5倍,氨氮去除率是传统脱氮塔设备的1.55倍。经实际生产发现,本实施例中所制备的高效多相催化氧化铁碳微电解填料污水处理效果最优,说明本实施例的配方为最优选配方。
实施例2
一种高效多相催化氧化铁碳微电解填料,由下述重量份的原料组成:
纯铁粉 45 生铁粉 25
石墨粉 8 活性炭粉 5
铜粉 2 锰粉 10
铝粉 2 细木屑 10
硅酸钠 1 硼酸钠 6
硫铁矿粉 2 粘合剂 5;
其中所述纯铁粉纯度≥99%,粒径为100目,生铁粉纯度≥95%,粒径为100目;
所述石墨粉及活性炭粉的含碳量≥98%,粒径为100目;
所述铜粉的纯度≥90%,粒径为100目;
所述锰粉的纯度≥98%,粒径为100目;
所述细木屑的粒径为15目;
所述粘合剂为黑土粘合剂。
本实施例的高效多相催化氧化铁碳微电解填料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按量准确称取上述各组分,先将纯铁粉和生铁粉混合均匀,然后将石墨粉和活性碳粉混合均匀,再将混合好的铁粉与铜粉、锰粉、铝粉混合均匀,将混合好的金属粉末、混合好的碳粉、细木屑、硅酸钠、硼酸钠、硫铁矿粉混合搅拌均匀,然后添加粘合剂,搅拌混合均匀,将混合物置于滚轴压力机中在250KN的压力下压制成直径为5~6cm的不规则形状;
(2)在温度为20~30℃下自然晾干24小时;
(3)在高温950℃充氮条件下烧结4小时,冷却后成型即可。
将本实施例制得的高效多相催化氧化铁碳微电解填料用于处理电镀废水,初始水样COD:945mg/L,微电解设备处理之后COD:135mg/L。说明本实施例微电解填料处理电镀废水时的COD去除率达到85.7%。
实施例3
一种高效多相催化氧化铁碳微电解填料,由下述重量份的原料组成:
纯铁粉 65 生铁粉 10
石墨粉 2 活性炭粉 15
铜粉 10 锰粉 2
铝粉 10 细木屑 2
硅酸钠 6 硼酸钠 1
硫铁矿粉 6 粘合剂 15;
其中所述纯铁粉纯度≥99%,粒径为100目,生铁粉纯度≥95%,粒径为100目;
所述石墨粉及活性炭粉的含碳量≥98%,粒径为100目;
所述铜粉的纯度≥90%,粒径为100目;
所述锰粉的纯度≥98%,粒径为100目;
所述细木屑的粒径为15目;
所述粘合剂为黑土粘合剂。
本实施例的高效多相催化氧化铁碳微电解填料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按量准确称取上述各组分,先将纯铁粉和生铁粉混合均匀,然后将石墨粉和活性碳粉混合均匀,再将混合好的铁粉与铜粉、锰粉、铝粉混合均匀,将混合好的金属粉末、混合好的碳粉、细木屑、硅酸钠、硼酸钠、硫铁矿粉混合搅拌均匀,然后添加粘合剂,搅拌混合均匀,将混合物置于滚轴压力机中在250KN的压力下压制成直径为6~7cm的不规则形状;
(2)在温度为20~30℃下自然晾干24小时;
(3)在高温850℃充氮条件下烧结6小时,冷却后成型即可。
将本实施例制得的高效多相催化氧化铁碳微电解填料用于处理硝基苯废水,初始水样COD3800mg/L,硝基苯:82.5mg/L,经微电解设备加双氧水形成芬顿试剂处理后,COD:107mg/L,硝基苯:0.26mg/L。说明本实施例微电解填料处理硝基苯废水时的COD去除率达到97.2%,硝基苯去除率达99.7%。
实施例4
一种高效多相催化氧化铁碳微电解填料,由下述重量份的原料组成:
纯铁粉 50 生铁粉 20
石墨粉 3 活性炭粉 12
铜粉 8 锰粉 3
铝粉 8 细木屑 8
硅酸钠 5 硼酸钠 2
硫铁矿粉 3 粘合剂 10。
其中所述纯铁粉纯度≥99%,粒径为90目,生铁粉纯度≥95%,粒径为90目;
所述石墨粉及活性炭粉的含碳量≥98%,粒径为90目;
所述铜粉的纯度≥90%,粒径为90目;
所述锰粉的纯度≥98%,粒径为90目;
所述细木屑的粒径为15目;
所述粘合剂为黑土粘合剂。
本实施例的高效多相催化氧化铁碳微电解填料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按量准确称取上述各组分,先将纯铁粉和生铁粉混合均匀,然后将石墨粉和活性碳粉混合均匀,再将混合好的铁粉与铜粉、锰粉、铝粉混合均匀,将混合好的金属粉末、混合好的碳粉、细木屑、硅酸钠、硼酸钠、硫铁矿粉混合搅拌均匀,然后添加粘合剂,搅拌混合均匀,将混合物置于滚轴压力机中在250KN的压力下压制成直径为4~5cm的不规则形状;
(2)在温度为20~30℃下自然晾干24小时;
(3)在高温930℃充氮条件下烧结5小时,冷却后成型即可。
将本实施例所制得的高效多相催化氧化铁碳微电解填料用于处理苯胺类废水,初始水样COD:5035mg/L,两级微电解+芬顿工艺之后,COD:113mg/L。说明本实施例微电解填料处理苯胺类废水时的COD去除率可达到97.76%。
实施例5
一种高效多相催化氧化铁碳微电解填料,由下述重量份的原料组成:
纯铁粉 60 生铁粉 15
石墨粉 6 活性炭粉 8
铜粉 3 锰粉 8
铝粉 3 细木屑 3
硅酸钠 2 硼酸钠 5
硫铁矿粉 5 粘合剂 5。
其中所述纯铁粉纯度≥99%,粒径为100目,生铁粉纯度≥95%,粒径为100目;
所述石墨粉及活性炭粉的含碳量≥98%,粒径为100目;
所述铜粉的纯度≥90%,粒径为100目;
所述锰粉的纯度≥98%,粒径为100目;
所述细木屑的粒径为15目;
所述粘合剂为黑土粘合剂。
制备方法同实施例4。
将本实施例制备的高效多相催化氧化铁碳微电解填料用于处理养牛废水,初始水样:11034mg/L,一级微电解之后,COD:1416mg/L,两级微电解+芬顿之后:COD:857mg/L。说明本实施例微电解填料处理养牛废水时一级微电解中COD去除率达到87.2%,最终COD去除率达到92.2%。
实施例6
本发明的高效多相催化氧化铁碳微电解填料,由下述重量份的原料组成:
纯铁粉 45 生铁粉 20
石墨粉 5 活性炭粉 10
铜粉 4 锰粉 6
铝粉 3 细木屑 8
硅酸钠 2.5 硼酸钠 2.5
硫铁矿粉 3.5 粘合剂 10。
其中所述纯铁粉纯度≥99%,粒径为100目,生铁粉纯度≥95%,粒径为100目;
所述石墨粉及活性炭粉的含碳量≥98%,粒径为100目;
所述铜粉的纯度≥90%,粒径为100目;
所述锰粉的纯度≥98%,粒径为100目;
所述细木屑的粒径为15目;
所述粘合剂为黑土粘合剂。
制备方法同实施例1。
将本实施例制备的高效多相催化氧化铁碳微电解填料用于处理某化工废水,初始水样:COD20000mg/L,氨氮:101350mg/L,两级微电解+芬顿+阳离子交换工艺处理之后:COD:1600mg/L,氨氮102mg/L。说明本实施例微电解填料处理养牛废水时COD去除率达到92%,氨氮去除率达99.9%。
上述六个实施例及分别用每个实施例中所制得的高效多相催化氧化铁碳微电解填料处理不同领域生产废水试验结果表明,本发明高效多相催化氧化铁碳微电解填料可有效处理养殖、印染、电镀、医药、化工等各类生产废水,达到环保要求。
同时,为验证上述实施例1~6所制备的高效多相催化氧化铁碳微电解填料在污水处理方面的效果及与现有铁碳微电解填料的区别,在相同条件下做污水处理试验,对它们在铁碳微电池电位差、反应速度提高比例、色度去除比例、污染物与微电池接触比例、污水催化氧化处理效率(COD去除比率%)等方面进行对比,试验结果如下:
通过上表可以看出,本发明高效多相催化氧化铁碳微电解填料相对现有铁碳微电解填料,反应速度比传统填料提高34%以上,色度去除比例达到92%以上,污染物与微电解填料接触比例达到90%以上,COD去除率达到73%以上,证明本发明微电解填料比现有铁碳填料在各方面处理能力上均有很大提高。
下面是将本发明的高效多相催化氧化铁碳微电解填料用于部分公司废水处理工艺的情况:
1.用于湖北省罗田县湖北华阳药业有限公司(左旋肉碱废水300m3/d处理,高COD、高氨氮、含氰废水),通过黄冈市环保验并到收合格证书;
2.用于湖北省咸宁市武汉国力新型涂料有限公司,化工废水通过验收;
3.用于湖北省黄冈市的湖北微控生物科技有限公司,制药废水通过验收;
4.湖北省咸宁市的湖北强盛合成材料科技有限公司,化工废水通过验收;
5.用于湖北咸宁市的武汉卓亿科技发展有限公司,化工废水通过验收;
6.用于湖北天门市诚鑫化工有限公司,化工废水通过验收;
7.用于湖北武汉市富华涂料有限公司,化工废水通过验收。
以上仅例举7个与本申请人公司签订合同后化工废水已经成功通过验收的公司,来证明本发明微电解填料的效果,目前与本申请人签订合同的公司有二十多家,目前这些公司的化工废水均已通过验收。

Claims (1)

1.高效多相催化氧化铁碳微电解填料,其特征在于由下述重量份的原料组成:
纯铁粉 55 生铁粉 18
石墨粉 5 活性炭粉 10
铜粉 5 锰粉 5
铝粉 5 细木屑 5
硅酸钠 3.5 硼酸钠 3.5
硫铁矿粉 2.5 粘合剂 6.5;
其中所述纯铁粉纯度≥99%,粒径为90~100目,生铁粉纯度≥95%,粒径为90~100目;
所述石墨粉及活性炭粉的含碳量≥98%,粒径为90~100目;
所述铜粉的纯度≥90%,粒径为90~100目;
所述锰粉的纯度≥98%,粒径为90~100目;
所述细木屑的粒径为15~30目;
所述的高效多相催化氧化铁碳微电解填料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按量准确称取上述各组分,先将纯铁粉和生铁粉混合均匀,然后将石墨粉和活性碳粉混合均匀,再将混合好的铁粉与铜粉、锰粉、铝粉混合均匀,将混合好的金属粉末、混合好的碳粉、细木屑、硅酸钠、硼酸钠、硫铁矿粉混合搅拌均匀,然后添加粘合剂,搅拌混合均匀,将混合物置于滚轴压力机中在250KN的压力下压制成直径为4~7cm的不规则形状;
(2)在温度为20~30℃下自然晾干24小时,使其成型;
(3)在高温850~950℃充氮条件下烧结4~6小时,冷却后成型即可。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109911992A (zh) * 2019-03-20 2019-06-21 浙江省环境保护科学设计研究院 一种铁基多金属合金微电解填料的制备方法和应用

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105366773B (zh) * 2015-12-16 2017-12-22 北京科技大学 一种规整化铁碳微电解填料及其制备方法
CN105621796B (zh) * 2016-01-07 2018-06-29 山东水发环境科技有限公司 反渗透电解水处理装置及利用其进行废水处理的方法
CN105712443A (zh) * 2016-01-28 2016-06-29 同济大学 一种粉末冶金铁基催化内电解填料及其制备方法
CN105688917B (zh) * 2016-02-24 2018-10-12 湖南永清环保研究院有限责任公司 一种多孔陶粒芬顿催化剂及其制备方法
CN106006858A (zh) * 2016-07-21 2016-10-12 株洲冶炼集团股份有限公司 一种高活性微电解填料及其制备方法
CN106345486A (zh) * 2016-08-26 2017-01-25 浙江巨能环境工程设备有限公司 一种高效固相臭氧氧化催化剂及其制备方法与应用
CN106219692B (zh) * 2016-08-26 2022-10-21 上海润溪环保科技有限公司 一种作为水体除磷滤料的电化石及其制备方法
CN107032537A (zh) * 2016-10-27 2017-08-11 山东龙安泰环保科技有限公司 一种垃圾渗透液纳滤浓水的处理方法
CN106495291A (zh) * 2016-12-07 2017-03-15 河海大学 一种多元微电解填料及其制备方法和应用
CN107129014A (zh) * 2017-06-15 2017-09-05 中科院广州能源所盱眙凹土研发中心 纳米铁碳微电解填料的制备方法
CN107867739A (zh) * 2017-10-16 2018-04-03 合肥学院 一种新型铁碳滤料及其制备方法
CN108163993A (zh) * 2017-12-18 2018-06-15 北京交通大学 一种抑藻固磷除氮颗粒载体的制备及污染水体修复方法
CN110182916A (zh) * 2018-02-23 2019-08-30 中国林业科学研究院林业新技术研究所 用于净化水体的仿生生态草及水体净化方法
CN109174117B (zh) * 2018-10-05 2021-03-05 萍乡市三力科技有限责任公司 一种芬顿废水处理用铁碳催化剂的制备方法
CN109650561B (zh) * 2019-02-26 2020-12-04 清华大学 一种脱氮功能填料及其制备和应用
CN110479302A (zh) * 2019-08-07 2019-11-22 上海尚析环保设备有限公司 一种微孔铁碳复合催化剂的制备方法以及由此得到的微孔铁碳复合催化剂及其应用
CN114890496A (zh) * 2019-08-15 2022-08-12 北京京华清源环保科技有限公司 一种物化-生化耦合水净化材料及其制备方法
CN110586126A (zh) * 2019-09-29 2019-12-20 威海中远造船科技有限公司 一种常温常压下污水处理用催化剂及方法
CN110642337A (zh) * 2019-10-14 2020-01-03 北京中科奥水环保工程技术有限公司 一种具有催化活性的内电解复合材料及其制备方法
CN112225297A (zh) * 2020-10-20 2021-01-15 山东万泓环保科技有限公司 一种抗板结铁碳微电解填料及其制备方法
CN112551679A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 国河环境研究院(南京)有限公司 一种铁碳微电解填料及其制备方法和应用
CN112875810B (zh) * 2021-01-12 2021-12-14 北京市高速公路交通工程有限公司 多元微电解填料及其制备方法
CN112979009B (zh) * 2021-01-27 2022-07-29 中日友好环境保护中心(生态环境部环境发展中心) 一种基于铁碳微电解技术去除废水中四溴双酚a工艺
CN113880197B (zh) * 2021-11-17 2023-11-24 扬州优境环境工程有限公司 一种高浓度工业废水裂解还原剂的制备方法
CN115477369A (zh) * 2022-04-28 2022-12-16 中国矿业大学 一种基于气化细渣的铁碳填料及其制备方法、应用
CN114751601A (zh) * 2022-05-19 2022-07-15 广州市香港科大霍英东研究院 一种含有高盐高表面活性剂的喷涂和化妆品废水的处理方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004337775A (ja) * 2003-05-16 2004-12-02 Fuji Photo Film Co Ltd アンモニウムイオン含有廃水の処理方法及び写真廃液の処理方法
CN102276021B (zh) * 2011-06-08 2013-03-06 煤炭科学研究总院杭州环保研究院 多元氧化微电解填料及其制备方法
CN102659221B (zh) * 2012-05-10 2013-08-28 深圳市地大东江环境研究院 用于废水处理的电催化氧化材料及制备方法和应用
CN102951708B (zh) * 2012-09-24 2014-04-02 潍坊海洁环保设备有限公司 多元催化铁碳微电解填料及其制备方法
CN103274503A (zh) * 2013-04-25 2013-09-04 河北钢铁股份有限公司 铁碳微电解填料及其制备方法
CN104108772B (zh) * 2014-08-05 2016-01-06 广州巨邦环保工程设备有限公司 一种用于污水处理的微电解填料及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109911992A (zh) * 2019-03-20 2019-06-21 浙江省环境保护科学设计研究院 一种铁基多金属合金微电解填料的制备方法和应用
CN109911992B (zh) * 2019-03-20 2021-11-19 浙江省环境保护科学设计研究院 一种铁基多金属合金微电解填料的制备方法和应用

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Pledgor: HUBEI QUANSHENG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD.

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