一种新型微电解填料及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明属于环保领域，具体涉及一种新型微电解填料及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 微电解技术是目前预处理高浓度有机废水的一种技术，又称内电解技术。它是在 电化学的基础上，发展形成的一种新的工艺，其原理是利用填充在废水中的微电解材料自 身自发产生的微弱电流分解废水中污染物的，以达到降解有机污染物的目的。此工艺在世 纪年代，被引进我国。近几年被广泛的应用于印染、制药、石油化工等行业的废水处理，具 有成本低廉、使用范围广、工艺简单、处理效果好等优点，尤其对于高盐度，高毒性、高以及 色度较高的工业废水的处理较其他工艺具有更加明显的优势，同时可对氨氮的脱除具有很 好的效果。其工作原理基于电化学、氧化_还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水 进行处理。
[0003] 常规微电解填料往往为铁肩和焦炭粉(或木炭、刚玉石墨颗粒等含碳类物质）的简 单混合物，按一定比例物理混合于箱体内，或者经过压制、低温烧结制作成填料，使用前要 加酸碱活化。在使用过程中铁碳颗粒分散不均匀，铁碳颗粒之间容易生锈板结。
[0004] 常规的铁碳微电解填料对废水COD(ChemicalOxygenDemand)的去除率很低，在 pH等于3. 0、气水比1 :3的情况下，反应120min，COD的去除率通常只能达到20%左右，于 是在常规铁碳微电解填料的基础上，添加催化剂于其中，以期增加铁碳微电解填料的催化 降解效率，例如专利CN103112929A制备的微电解填料原料除了铁粉、惰性碳粉、粘结剂、 表面活性剂外，添加了微量铝粉和铬粉。专利CN104174440A公开了一种铜基铁碳微电解 催化剂，它由工业用氧化铜、三氧化二铁、褐煤、结构助剂、高粘剂组成。专利CN102372343 A在铁碳的基础上加入了菱镁矿粉和沸石粉。专利CN101898819A涉及一种含催化剂的 微电解填料，所述填料包括铁碳外，填料内添加有催化剂铜、钒、铝、锑。以上专利采用添加 催化剂的方法提高了对废水C0D、色度的去除率，同时B/C值也有所提高，添加了催化剂之 后，对填料的结构和改性都起到了促进作用。
[0005] 但是，目前填料使用时PH-般为3左右，过低的PH值使得中和药剂用量大，操作 负责，使用效率低。
【发明内容】
[0006] 为了提尚铁碳微电解反应系统的效率，本发明在传统铁碳微电解填料的制作基础 上进行改进，将过渡元素金属一钴加入其中，与金属铁形成电偶电对，扩大传统铁碳原电池 的两极电位差，提高电化学反应效率，制备出一种含有钴元素催化降解作用的新型微电解 填料。
[0007] -种新型微电解填料，制备所述的微电解填料的原料包括：还原性铁粉、活性炭粉 末、钴粉、膨润土和造孔剂碳酸氢铵； 所述还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土和碳酸氢铵的质量比为56 :12 :(3~11): (8~30)：4 ； 所述还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土、碳酸氢铵的质量比为56 :12:8 :8:17 :4 : 4〇
[0008] 所述还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土的粒径为60-100目。
[0009] 一种新型微电解填料的制备方法，包括如下步骤： (1)将还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土干燥，过筛后按比例混勾，再按比例和碳 酸氢铵混合，得混合物； (2)向步骤（1)所得的混合物中加水，成型为粒径1. 5-1. 7cm球状颗粒，烘干，煅烧，煅 烧结束后冷却至室温后出炉，得到制备好的新型微电解填料。
[0010] 步骤（2)中，所述水的加入量为步骤（1)混合物质量的10%。
[0011] 步骤（2)中，所述烘干温度120°C，烘干时间为20-50min; 步骤（3)中，所述煅烧温度为500-1000°C，煅烧时间为2h。
[0012] 步骤（3)中，所述煅烧温度为900°C，煅烧时间为2h。
[0013] 本发明所述的一种新型微电解填料用于处理甲基橙、2,4_二硝基苯酚 (2, 4-DNP)、氨基黑10B废水的用途。
[0014] 本发明所述的一种新型微电解填料处理甲基橙、2,4_二硝基苯酚、氨基黑10B废 水的处理方法为：分别配置的浓度均为200mg/L的甲基橙溶液、2,4_二硝基苯酚、氨基黑 10B废水，调节废水pH为5~6,向废水中加入本发明所述微电解填料，震荡反应，出水絮凝沉 淀后取上清液进行COD、B0D5测定。
[0015] 所述微电解填料与废水的比例为lg:4ml，震荡反应时间为lh。
[0016] 本发明的有益效果为： (1)本发明所述的新型微电解填料能够对于废水的C0D部分预降解，主要显著提高废 水的可生化性，保障后续生化单元高效稳定运行。
[0017] (2)在C0D不降低的前提下，适用于更宽范围pH废水处理，将使用条件从原来的 PH=3 改善为PH=5-6。
【具体实施方式】
[0018] 下面通过效果实例的方式进一步说明本发明处理效果，但并不因此将本发明限制 在所述的实施例范围之中。
[0019] COD(ChemicalOxygenDemand)检测标准为HJ/T399-2007 ; B0D5(BiochemicalOxygenDemand)检测标准为HJ505-2009 ； 效果实施例：微电解填料对COD的去除效果和B/C值的测试。
[0020] 将干燥后的还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土粉碎过筛为粒径60-100目，按 照56 :12 :8. 8 :17. 4的质量比例，将还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土搅拌混匀，加入 碳酸氢铵，得混合物，其中还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土、碳酸氢铵的质量比为56 : 12:8 :8:17 :4 :4 ;再加入混合物总质量10%的水，成型为粒径1.5-1. 7cm球状颗粒，120°C烘 干20分钟活化微孔后，将其放入马弗炉中升温900°C，并保温2h，冷却至室温后出炉，得到 制备好的新型微电解填料。
[0021] 采用制备的新型微电解填料对分别对配制的甲基橙、2,4_二硝基苯酚 (2, 4-DNP)、氨基黑10B废水进行预处理，检测处理后的COD和B0D5，考察预处理后B/C比提 高情况。
[0022] 新型微电解填料废水预处理方法：分别配置的浓度均为200mg/L的甲基橙溶液、 2,4-DNP溶液、氨基黑10B废水进行废水处理，调节pH为5~6范围内，保持填料与废水的 比例为lg:4ml，即每200ml废水中加入50g填料，震荡反应时间为1小时，出水絮凝沉淀后 取上清液进行COD、B0D5测定。
[0023] 测试结果见表1 表1
使用本发明的微电解填料进行微电解后，B/C值明显提高，提高了废水的可生化性，保 障后续生化处理单元的稳定运行。
[0024] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不 背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换 或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种新型微电解填料，制备所述的微电解填料的原料包括：还原性铁粉、活性炭粉 末、膨润土和造孔剂碳酸氢铵，其特征在于，还包括钴粉，所述还原性铁粉、活性炭粉末、钴 粉、膨润土和碳酸氢铵的质量比为56 :12 : (3~11) : (8~30) :4。2. 根据权利要求1所述的一种新型微电解填料，其特征在于，所述还原性铁粉、活性炭 粉末、钴粉、膨润土、碳酸氢铵的质量比为56 :12:8 :8:17 :4 :4。3. 根据权利要求1或2所述的一种新型微电解填料，其特征在于，所述还原性铁粉、活 性炭粉末、钴粉、膨润土的粒径为60-100目。4. 根据权利要求1所述的一种新型微电解填料的制备方法，其特征在于，包括如下步 骤： (1) 将上述原料还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土干燥，过筛后按比例混匀，再按 比例和碳酸氢铵混合，得混合物； (2) 向步骤（1)所得的混合物中加水，成型为粒径I. 5-1. 7cm球状颗粒，烘干，煅烧，煅 烧结束后冷却至室温后出炉，得到制备好的新型微电解填料。5. 根据权利要求4所述的一种新型微电解填料的制备方法，其特征在于，步骤（2)中， 所述水的加入量为步骤（1)混合物质量的10%。6. 根据权利要求4所述的一种新型微电解填料的制备方法，其特征在于，步骤（2)中， 所述烘干温度120°C，烘干时间为20-50min。7. 根据权利要求4所述的一种新型微电解填料的制备方法，其特征在于，步骤（3)中， 所述煅烧温度为500-1000 °C，煅烧时间为2h。8. 根据权利要求7所述的一种新型微电解填料的制备方法，其特征在于，步骤（3)中， 所述煅烧温度为900°C，煅烧时间为2h。9. 权利要求1-3所述的一种新型微电解填料用于处理甲基橙、2,4_二硝基苯酚 (2, 4-DNP)、氨基黑IOB废水的用途。10. 权利要求1-3所述的一种新型微电解填料处理甲基橙、2,4_二硝基苯酸、氨基黑 IOB废水的处理方法为：分别配置的浓度均为200mg/L的甲基橙溶液、2,4_二硝基苯酚、氨 基黑IOB废水，调节废水pH为5~6 ;按微电解填料与废水Ig :4ml的比例向废水中加入所述 微电解填料，震荡反应lh，出水絮凝沉淀后取上清液进行COD、BOD5测定。
【专利摘要】本发明公开了一种新型微电解填料及其制备方法，所述的填料是以还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土为主要原料，以碳酸氢铵作为造孔剂，还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土、碳酸氢铵配伍质量比例为56：12：（3~11）：（8~30）：4；制备方法步骤为：将干燥后的还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土粉碎过筛为粒径60-100目，然后将还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土搅拌混匀，再加入碳酸氢铵和水，造粒成型为粒径1.5-1.7cm球状颗粒，烘干活化微孔后，将其放入马弗炉中升温煅烧，然后冷却至室温后出炉，制得新型微电解填料。本发明的填料适用于更宽范围pH废水处理，降解废水的部分COD，显著提高废水的可生化性，保障后续生化单元反应的高效运行。
【IPC分类】C02F9/06, C02F101/38, C02F1/461
【公开号】CN105036256
【申请号】CN201510513790
【发明人】张波, 曹飞, 许小红, 吴春笃, 徐汉
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月20日