專利名稱：多元內(nèi)電解填料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于工業(yè)廢水預(yù)處理的多元內(nèi)電解填料及其制備方法，屬于鐵碳內(nèi)電解廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)過程中不可避免的釋放出對(duì)環(huán)境造成極大污染的有毒有害難降解的有機(jī)污染物，如酚類、苯胺類、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、硝基芳烴化合物、染料等，這些污染物成分復(fù)雜并具有一定的生物毒害性。通常這類廢水中bod5/cod&很低(〈0.2)，難以直接生化降解。如用常規(guī)的生化法處理，則容易發(fā)生污泥自溶，導(dǎo)致生化處理失敗，所以此類廢水在生化前必須進(jìn)行預(yù)處理，將廢水中對(duì)微生物有毒的成分降解以提高廢水的生化可降解性。傳統(tǒng)的預(yù)處理方法有化學(xué)法、物理法，這些方法通常存在處理費(fèi)用高、工藝過程不易控制、廢水生化性提高效果不佳等缺點(diǎn)。采用鐵碳內(nèi)電解法作為預(yù)處理手段，可以綜合利用金屬加工過程中產(chǎn)生的廢鐵屑，無需外加電源提供而自身形成電池工作。與其他方法相t匕，該處理工藝工業(yè)鐵屑來源廣泛、處理成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單、廢水生化性提高效果好、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但是，鐵碳內(nèi)電解工藝還存在一些局限:
1)鐵屑消耗量大，使用一段時(shí)間后容易板結(jié)，影響處理效果；
2)鐵碳混合不均勻，活性炭容易流失；
3)對(duì)于難降解廢水的處理能力有限，通常僅達(dá)到15-20%。鑒于鐵碳內(nèi)電解工藝在難降解廢水處理中的廣泛應(yīng)用，考慮和分析其現(xiàn)有的技術(shù)局限性，研究開發(fā)更為高效的多元內(nèi)電解技術(shù)，提高常規(guī)鐵碳內(nèi)電解技術(shù)對(duì)難降解有機(jī)廢水的效率，將具有更廣泛的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于工業(yè)廢水預(yù)處理的多元內(nèi)電解填料及其制備方法，可以對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢角料鐵銅刨花進(jìn)行資源再利用，成本低廉，制備過程簡(jiǎn)單，同時(shí)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、孔隙率及原電池反應(yīng)效率，能高效去除廢水中的污染物質(zhì)和提高其生化性，同時(shí)化學(xué)污泥產(chǎn)生量少，有效防止填料的板結(jié)。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
多元內(nèi)電解填料，其成分的質(zhì)量百分含量為:鐵屑3(Γ60%;銅合金屑5 18%;活性炭35 52%。進(jìn)一步地,上述的多元內(nèi)電解填料,所述鐵屑為鐵刨花、廢鋼屑或鐵制邊角廢料。更進(jìn)一步地，上述的多元內(nèi)電解填料，所述銅合金屑為銅合金制品生產(chǎn)過程中的邊角廢料或者報(bào)廢電路板重力選礦法處理后的碎銅料。本發(fā)明多元 內(nèi)電解填料的制備方法，將鐵屑與銅合金屑按成分配比混合，先用堿溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的灰塵及油潰，用清水反復(fù)沖洗，再用酸溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的氧化膜及銹潰，用清水反復(fù)清洗；處理后的鐵屑與銅合金屑加入反應(yīng)器中混合均勻，加入活性炭顆粒攪拌并搖晃反應(yīng)器使其充分進(jìn)入鐵屑與銅合金屑間的空隙，從而制得多元內(nèi)電解填料。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在:
①本發(fā)明通過在鐵碳內(nèi)電解工藝中加入適量的銅合金和鑄鐵共同作為內(nèi)電解反應(yīng)的陽(yáng)極從而強(qiáng)化反應(yīng)過程，銅、鉻作為良性導(dǎo)體可以促進(jìn)腐蝕電池表面產(chǎn)生的電子快速分離而加速反應(yīng)，活性炭能吸附部分污染物，在多重機(jī)制作用下對(duì)污染物的降解效率更高；
②根據(jù)刨花堆積體積中空隙的大小，選擇相應(yīng)粒徑的顆粒活性炭，不僅保證該多元內(nèi)電解填料的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)足夠的孔隙率可以避免在處理廢水過程中堵塞和結(jié)垢；采用該填料無需采用曝氣方式，水中的溶解氧很少，鐵、銅合金與氧氣反應(yīng)造成無為的消耗，從而避免了污泥量大、污染物的還原效果降低的問題；
③本發(fā)明方法所制得的新型多元內(nèi)電解填料，在工業(yè)廢水處理預(yù)處理階段的具體應(yīng)用中，可比常規(guī)的內(nèi)電解工藝所用的鐵碳填料的反應(yīng)速度提高20-30%，在同等反應(yīng)條件下COD去除率提高18 25%，對(duì)于難降解的有生物毒性的有機(jī)廢水經(jīng)過本填料的內(nèi)電解預(yù)處理后，可生化性指標(biāo)B0D/C0D提高2 3倍，為后續(xù)的生物處理提供可行性。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:
圖1:本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式多元內(nèi)電解填料，其成分的質(zhì)量百分含量為:鐵屑30飛0% ;銅合金屑5 18% ;活性炭35飛2%。其中，鐵屑為鐵刨 花、廢鋼屑或鐵制邊角廢料；銅合金屑為銅合金制品生產(chǎn)過程中的邊角廢料或者報(bào)廢電路板重力選礦法處理后的碎銅料。如圖1所示，多元內(nèi)電解填料的制備工藝為:將鐵屑與銅合金屑按成分配比混合，先用堿溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的灰塵及油潰，用清水反復(fù)沖洗，再用酸溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的氧化膜及銹潰，用清水反復(fù)清洗；處理后的鐵屑與銅合金屑加入反應(yīng)器中混合均勻，加入活性炭顆粒攪拌并搖晃反應(yīng)器使其充分進(jìn)入鐵屑與銅合金屑間的空隙，從而制得多元內(nèi)電解填料。內(nèi)電解填料中按特定比例添加銅合金，反應(yīng)器內(nèi)形成多元內(nèi)電解反應(yīng)，促進(jìn)有機(jī)物的降解。多元體系的陽(yáng)極由鐵、銅合金屑組成。所制得的多元內(nèi)電解填料，在廢水處理預(yù)處理階段的具體工程應(yīng)用中，可比常規(guī)內(nèi)電解工藝所用填料處理難降解污染物的能力更強(qiáng)且反應(yīng)速度更快，在同等反應(yīng)條件下COD去除率提高18 25%。實(shí)施例1:
將鐵刨花448g (堆密度1.5g/ml)銅合金刨花44.8g (堆密度0.225g/ml)，活性炭244g(堆密度0.49 g/ml)，制得多元內(nèi)電解填料A。處理超濾膜制備企業(yè)廢水，主要成分為二甲基乙酰胺，日廢水產(chǎn)生量為56m3/d，C0D368(T27600mg/L。將上述多元內(nèi)電解填料A投加入反應(yīng)器中，經(jīng)多元內(nèi)電解填料A處理后的結(jié)果如下表所示:
權(quán)利要求
1.多元內(nèi)電解填料，其特征在于其成分的質(zhì)量百分含量為鐵屑3(Γ60%;銅合金屑5 18% ;活性炭35 52%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多元內(nèi)電解填料，其特征在于所述鐵屑為鐵刨花、廢鋼屑或鐵制邊角廢料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多元內(nèi)電解填料，其特征在于所述銅合金屑為銅合金制品生產(chǎn)過程中的邊角廢料或者報(bào)廢電路板重力選礦法處理后的碎銅料。
4.權(quán)利要求I所述的多元內(nèi)電解填料的制備方法，其特征在于將鐵屑與銅合金屑按成分配比混合，先用堿溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的灰塵及油潰，用清水反復(fù)沖洗，再用酸溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的氧化膜及銹潰，用清水反復(fù)清洗；處理后的鐵屑與銅合金屑加入反應(yīng)器中混合均勻，加入活性炭顆粒攪拌并搖晃反應(yīng)器使其充分進(jìn)入鐵屑與銅合金屑間的空隙，從而制得多元內(nèi)電解填料。
全文摘要
本發(fā)明涉及多元內(nèi)電解填料及其制備方法，成分鐵屑30~60%；銅合金屑5~18%；活性炭35~52%；工藝將鐵屑與銅合金屑按成分配比混合，先用堿溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的灰塵及油漬，用清水反復(fù)沖洗，再用酸溶液浸泡，以去除鐵屑表面和銅合金屑表面的氧化膜及銹漬，用清水反復(fù)清洗；處理后的鐵屑與銅合金屑加入反應(yīng)器中混合均勻，加入活性炭顆粒攪拌并搖晃反應(yīng)器使其充分進(jìn)入鐵屑與銅合金屑間的空隙，制得多元內(nèi)電解填料。內(nèi)電解填料中按特定比例添加銅合金，反應(yīng)器內(nèi)形成多元內(nèi)電解反應(yīng)，促進(jìn)有機(jī)物的降解。在廢水處理預(yù)處理應(yīng)用中，比常規(guī)內(nèi)電解工藝所用填料處理難降解污染物的能力更強(qiáng)且反應(yīng)速度更快。
文檔編號(hào)C02F1/461GK103253742SQ20131017449
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者黃游, 吳子平, 柴續(xù)斌, 黃臣勇, 李貴軍, 趙解楊 申請(qǐng)人:蘇州有色金屬研究院有限公司