[发明专利]一种用于处理废水的高含碳金属化球团及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水处理滤池填料及其制备方法，特别是高含碳金属化球团及制备方法，属冶金制品技术领域。

背景技术

近年来，随着印染、化工、医药、造纸等行业的迅速发展，工业废水的排放量日益增大。此类工业废水中往往含有大量难降解的有机污染物(如硝基类、胶类、杂环类等化合物)和有害的重金属离子(如Cr⁶⁺，Cu²⁺，Ni²⁺等)，可生化性很差，毒性大，对生态环境构成了严重威胁。目前，对生物有较强毒性的废水不适宜直接用生物方法处理，而是先采用絮凝沉淀法、化学沉淀法、中和法、氧化还原法等物理化学方法作为此类工业废水的预处理工艺，降低废水的毒性，然后再采用生物法进一步深化处理。由于传统的物理化学预处理方法运行费用较高，从而阻碍了这些技术在实际生产中的推广应用。

铁炭内电解法是近些年来发展起来的一种治理废水的电化学方法。该方法利用铁屑作为滤料组成滤池，废水通过滤池时发生一系列的电化学及物理化学变化使难降解物得到处理。其工作原理是在含有酸性电解质的水溶液中，铁和铁屑中的碳之间形成无数个微小的原电池。作为阳极的铁氧化成Fe²⁺，而重金属及有机污染物则会在作为阴极的碳上还原。

阳极：Fe→2e→Fe²⁺(酸性废水或水溶液低氧化还原电位情况下)；

      Fe→3e→Fe³⁺(中性和碱性废水或高氧化还原电位情况下)；

阴极：有机难降解有机物+ne→易降解有机物。

产生的Fe²⁺有较强的还原能力，能使部分难降解环状有机物环裂解，生成相对易降解的开环有机物。产生的Fe²⁺被氧化后成为Fe³⁺，在pH值＞4.0时，形成具有很强的絮凝作用的Fe(OH)₃，能将废水中悬浮固体、胶体凝聚沉淀，同时吸附大量可溶性有机污染物一起沉淀，使废水得到进一步净化。

上述常规铁碳内电解工艺的主要优点有：①铁屑来源广泛，成本低，操作简便；②设备结构简单，投资少，运行费用低；③收效快、效果好，可有效地提高废水的可生化性，有利于后续处理。但是铁碳内电解工艺尚存在一些缺点：①对于高浓度、难降解有机废水的处理效果不稳定；②运行一段时间后由于铁屑填料表面钝化、锈成实体，废水处理效果明显降低。为了解决铁屑表面钝化和锈结问题，采用流化床方式处理废水。鼓入空气除提供反应所需的氧气外，还起到不断冲洗铁屑表面的作用，使铁屑表面不断更新，不易失去活性；同时，鼓入的空气使絮凝床(填料)不断受冲击，既保证了气-液-固三相的充分接触，又有利于防止铁屑板结。然而，由于铁屑与碳粒、焦炭和粉煤灰比重相差大(约5～8倍)，流化条件难以确定和控制，另外，为确保流态化，废水需要不断循环，因而动力消耗大，并出现铁碳流失。

专利“催化铁内电解处理难降解废水的方法”(申请号：02111901.5)，是在内电解法的基础上发展起来的，铁作为原电池的阳极，铜代替碳成为原电池的阴极。该方法拉大了两极间的电位差，有利于提高废水中难降解污染物的去除率。众所周知，铜的价格昂贵，必然会导致废水处理成本提高。另外铜刨花与铁屑的接触面积小，铜或铁表面氧化后其界面电阻增加，会降低原电池反应过程中电子的传递速率，从而降低污染物的降解速率。

综上所述，现有各方法虽然在解决铁碳内电解处理废水方面取得了一定的进展，但是没能彻底解决铁屑表面随着处理时间的延长而钝化、锈结及效率下降的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种活性高、稳定性强、效率好的用于处理废水的高含碳金属化球团及制备方法。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种用于处理废水的高含碳金属化球团，其特别之处是：所述球团的构成包括单质铁、活性炭及少量杂质，其中单质铁粒径小于0.2mm，活性炭为孔道结构，其比表面积达500～800m²/g。

上述用于处理废水的高含碳金属化球团及制备方法，它由下述步骤组成：

a.原料混配：按照重量百分数选取含碳物料20～50％；含铁原料40～70％；粘结剂10～40％，混配均匀；

b.粉碎：将上述原料粉碎至粒度小于100目；

c.造球：粉碎的原料在圆盘造球机中加水造球，球体直径控制在2～10mm；

d.干燥：将上述球团自然干燥或放入干燥箱中干燥；