专利名称：一种废水处理填料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种用于废水处理的填料及其制备方法。
背景技术：
20世纪70年代，苏联科研人员首先把铁屑和焦碳混合成微电解填料应用于印染废水的处理。该技术在上世纪80年代引入我国，近30年来，由于该技术具有工艺简单、处理成本低、脱色效果好等特点，被应用于印染、化工、电镀、制药、油田等领域的废水处理中， 尤其对于高盐度、高COD、高色度废水的处理较其他工艺具有明显的优势。但传统铁炭微电解技术存在诸多问题对于传统的铁炭微电解技术，铁碳填料在运行中表面会形成钝化膜，影响反应的进行，一般在1-3个月后，处理效率急剧下降，填料的寿命很短，限制了技术的应用和推广。而且传统的铁炭填料易结块、出现沟流等现象，减少了填料与废水的有效接触面积，也是传统技术处理效率低(COD去除率约15-30% )的一个重要原因。传统的铁炭填料由于不能再生，会产生大量废弃铁泥，影响周边环境，也影响了技术的推广。最重要的是传统的铁碳微电解受应用环境影响较大，一般要求进行调酸处理，且对相当多的毒害有机物处理效果不明显。现在一般的废水处理方法，包括铁碳微电解法，其处理废水的原理都是使废水中的污染物氧化成无毒无害的产物。而印染废水、制药废水、化工废水、农药废水之类难降解的废水中通常包含大量硝基芳香烃类、偶氮类、卤代烃类化合物和有毒有害重金属，这些物质富含双键、碳双键、强拉电子基团、偶氮键、苯环类等分子结构，不易被氧化，但容易被还原，且还原后的产物对微生物的毒性和抑制性大大减弱，可生物降解性提高。如氯代烃可通过还原脱氯，硝基苯通过还原可降解为毒性较小的羟基苯胺等。上述难降解的废水中污染物如果能通过还原技术处理使其发生初步分解的话，废水的可生化性可以大幅度提高，有利于提升废水生化处理的效率。迄今为止，这方面的研究还比较缺乏，技术并不成熟。
发明内容
为了克服传统的铁碳微电解填料寿命短、易结块、处理效率低和易受环境影响及产生废弃料较多的缺点，本发明提供了一种应用于废水处理的废水处理填料及其制备方法。本发明提供的废水处理填料以多种低电位的纳米级金属作为阳极还原剂，以高电位纳米级金属和碳作为阴极。所述废水处理填料的基本原理是阳极与阴极构成的原电池电化学反应；高电位金属阴极除扩大电位差之外，还具有电催化作用，并为还原提供反应界面；而阳极的合金与微量杂质之间形成多个短路的微电池系统，可加速阳极氧化，另结合阳极离子的络合、电子传递、物理吸附作用。使所述废水处理填料填料具有强还原性，对硝基芳香烃类、偶氮类、卤代烃类化合物和有毒有害重金属等废水中的主要污染物均有较好的还原降解作用。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种废水处理填料，其特征是，其原料及其重量百分比为，
铁粉20%-70%
铜粉2%-15%
竹炭粉3%-10%
高岭土2%-15%
菱镁矿粉2%-15%
沸石粉10%-30%上述废水处理填料的各原料均可从市场购得，纯度要求在98wt%以上。本发明还提供一种废水处理填料的制备方法，步骤如下(1)将各组份原料分别粉碎、球磨至10纳米-100微米的粉粒，然后按重量百分比均勻混合，最后通过造粒机制成粒状混合物；(2)然后将粒状混合物经温度500°C -1000°C烧结或经冷压成颗粒状。颗粒形状为球状或圆筒状、方块状，或在各种待处理的水装置中冷压成需要的相应形状。所述废水处理填料填料的使用方法是将颗粒填料投入废水处理装置中(料水比为1 3-10)，所述废水处理装置可以是沸腾床、曝气流化床、固定床或其他本技术领域常用的处理装置，再按该废水处理装置的操作方法操作。本发明以化学需氧量(简称为COD)作为衡量水中有机污染物含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。本发明使用本技术领域常规使用的COD 测量仪测定废水的COD值。该填料可以采用美国阳光药业公司生产的活性恢复装置进行活性再生。本发明提供的废水处理填料填料的使用方法既可以作为单独的处理方法，又可作为生物法的预处理方法，如做为预处理，除可使废水的生化性得到提高外，还可直接与后续好氧生物法耦合，富余的铁离子有利于磷的去除和提高活性污泥的沉降性能或生物膜法的挂膜能力。该方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原去除重金属。与现有技术相比，本发明提供的废水处理填料填料有以下特点(1)反应速率快，废水处理时间仅需数分钟至数十分钟；处理量大，料水比为 1 3-10 ；(2)具有良好的混凝效果，COD去除率高，COD去除率一般在50-70% ；并且对色度的去除更佳；(3)寿命长，成本低，一般不超过0. 50元/吨；(4)作用有机污染物质范围广，如含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难降解有机物质；适用PH范围宽，酸性、中性、碱性条件都有良好的效果；(5)运行管理方便，不钝化，不沟流，无废弃物。
将本发明提供的废水处理填料与现有的铁碳微电解填料的各项性能相比较，结果如表1所示表1两种填料性能比较
权利要求
1.一种废水处理填料，其特征是，其原料及其重量百分比为，铁粉20% -70%，铜粉 2% -15%，竹炭粉 3% -10%，高岭土 2% -15%，菱镁矿粉 2% -15%，沸石粉 10% -30%。
2.权利要求1所述废水处理填料的制备方法，其特征是，(1)将权利要求1所述的原料分别粉碎、球磨至10纳米-100微米的粉粒，然后按重量百分比均勻混合，最后通过造粒机制成粒状混合物；(2)然后将粒状混合物经温度500°C-1000°C烧结或经冷压成颗粒状。
3.如权利要求2所述的废水处理填料的制备方法，其特征是，所制备的废水填料的颗粒形状为球状、圆筒状或方块状。
4.权利要求1所述的废水处理填料在废水处理中的应用。
5.如权利要求4所述的废水处理填料在处理含有难降解有机物质的废水方面的应用。
全文摘要
本发明提供一种废水处理填料及其制备方法。按重量百分比，铁粉20-70％，铜粉2-15％，竹炭粉3-10％，高岭土2-15％，菱镁矿粉2-15％，沸石粉10％-30％，将各组份原材料分别粉碎、球磨，然后混合并造粒形成粒状混合物，再经高温烧结或经冷压制成颗粒状填料。与现有技术相比，本发明提供的废水处理填料填料有以下特点反应速率快，废水处理时间仅需数分钟至数十分钟；处理量大；具有良好的混凝效果，COD去除率高，并且对色度的去除更佳；寿命长，成本低；作用有机污染物质范围广；运行管理方便，不钝化，不沟流，无废弃物。
文档编号C02F1/461GK102372343SQ201110301760
公开日2012年3月14日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者王鲁泉 申请人:王美岭, 王鲁泉