[发明专利]一种新型微电解填料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

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

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。

常规微电解填料往往为铁屑和焦炭粉（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。

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CN102372343A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COD、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。

但是，目前填料使用时PH一般为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

为了提高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—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。

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、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。

所述还原性铁粉、活性炭粉末、钴粉、膨润土的粒径为60-100目。

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。

步骤（2）中，所述水的加入量为步骤（1）混合物质量的10%。

步骤（2）中，所述烘干温度120℃，烘干时间为20-50min；

步骤（3）中，所述煅烧温度为500-1000℃，煅烧时间为2h。

步骤（3）中，所述煅烧温度为900℃，煅烧时间为2h。

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。

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、BOD₅测定。

所述微电解填料与废水的比例为1g：4ml，震荡反应时间为1h。

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COD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。