[發(fā)明專利]一種制備抗板結(jié)粒狀免燒鐵碳微電解填料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410098470.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN103880122A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳欽艷;黃德毅;高寶玉;王樹森;張冰潔;齊元峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/461
• 分類號(hào): C02F1/461;B09B3/00
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備抗板結(jié)粒狀免燒鐵碳微電解填料的方法，屬污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤尤其是高濃度難降解廢水的預(yù)處理領(lǐng)域。

技術(shù)背景

20世紀(jì)60年代以后，由于現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的迅猛發(fā)展，合成塑料、合成纖維、合成橡膠、尼龍等大分子有機(jī)材料，被工業(yè)化生產(chǎn)。在這些有機(jī)材料生產(chǎn)的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的高濃度的有機(jī)廢水。據(jù)《全國環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)》統(tǒng)計(jì)顯示，到2008年我國廢水總排放量中，工業(yè)有機(jī)廢水量所占比例達(dá)44.3％。其濃度高、成分復(fù)雜，且其中往往含有許多難降解有機(jī)物，尤其是多環(huán)芳烴、烷基苯磺酸、氯苯酚、多氯聯(lián)苯等物質(zhì)，具有致癌、致畸、致突變等作用，可生化性低，難以通過生化處理降解，同時(shí)殘留在水體中會(huì)對(duì)人類健康和自然環(huán)境都有巨大的危害。而傳統(tǒng)的處理及預(yù)處理方法，或者處理成本較大，或者技術(shù)手段不完善，難以廣泛推行。

廢鐵屑主要是由機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)生的一種固體廢棄物，其產(chǎn)生量非常大，不僅占用了寶貴的土地資源，而且會(huì)引起環(huán)境的污染。廢鐵屑的無害化及資源化利用已經(jīng)被廣泛的研究。粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰，是燃煤電廠排出的主要固體廢物，也是是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一。1995年粉煤灰排放量達(dá)1.25億噸，2000年約為1.5億噸，到2010年將達(dá)到3億噸，大量的粉煤灰不加處理，就會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣；若排入水系會(huì)造成河流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會(huì)對(duì)人體和生物造成危害。另一方面，我國又是一個(gè)人均占有資源儲(chǔ)量有限的國家，粉煤灰的資源化利用，變廢為寶、變害為利引起了人們的廣泛關(guān)注。

微電解技術(shù)是在電化學(xué)工藝的基礎(chǔ)上，發(fā)展形成的一種新的工藝，又被稱為內(nèi)電解法，是被廣泛研究與應(yīng)用的一種高濃度有機(jī)廢水預(yù)處理方法。此工藝在20世紀(jì)80年代，被引進(jìn)我國。近幾年被廣泛的應(yīng)用于印染、制藥、石油化工等行業(yè)的廢水處理。微電解工藝的基本原理，是利用填充在廢水中的微電解材料產(chǎn)生的電位差對(duì)廢水進(jìn)行處理。其特點(diǎn)是成本低廉、使用范圍廣、工藝簡單、處理效果好等，尤其對(duì)于高鹽度，高毒性、高COD_Cr以及色度較高的工業(yè)廢水的處理較其他工藝具有更加明顯的優(yōu)勢。但是在傳統(tǒng)的微電解工藝在運(yùn)行的過程中，填料之間會(huì)發(fā)生板結(jié)，污水在填料中產(chǎn)生溝流，使出水水質(zhì)變差，影響處理的效率，使得微電解反應(yīng)器要頻繁反沖洗和填料更換，這也是限制此工藝廣泛應(yīng)用的主要因素。因此，新型的抗板結(jié)的微電解填料的研發(fā)，顯得十分的必要。而利用粉煤灰為主要輔料制備的免燒鐵碳微電解填料，在抗板結(jié)方面較傳統(tǒng)填料有著較大的優(yōu)勢。

傳統(tǒng)的微電解填料，如CN201010184817.0公布的一種污水處理用的微電解填料，大都使用燒結(jié)工藝，在高溫?zé)频倪^程中，浪費(fèi)了大量的能源，增加了制備成本。將免燒工藝與微電解技術(shù)結(jié)合，可以減少能源消耗，降低生產(chǎn)成本，但此方面的研究還較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，將免燒工藝與微電解技術(shù)結(jié)合，并充分利用了工業(yè)廢棄物粉煤灰、廢鐵屑，提供了一種制備抗板結(jié)粒狀免燒鐵碳微電解填料的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種制備抗板結(jié)粒狀免燒鐵碳微電解填料的方法，包括以下步驟：

（1）將鐵屑、木炭、粉煤灰、水泥、生石灰、粘土分別在105-110℃進(jìn)行烘干處理1-2小時(shí)，然后粉碎，過100目篩；

上述原料中，鐵屑中含鐵≥95%；粉煤灰中SiO₂含量47-52%，Al₂O₃含量27-30%，CaO、MgO、Na₂O和K₂O的總含量5-7%；均為質(zhì)量百分含量；

（2）將步驟（1）中經(jīng)過預(yù)處理的原材料，按照鐵屑32-36%，木炭8-10%，粉煤灰32-35%，水泥9-12%，生石灰5-7%，粘土5-7%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)混合均勻，造粒；過5-6目篩，篩選出的粒徑為5-7mm的生料球置于干燥通風(fēng)處室溫干燥20-24小時(shí)，得生料球；

（3）將步驟（2）得到的干燥的生料球，在100-110℃的條件下水蒸氣養(yǎng)護(hù)30-60分鐘；此后每24小時(shí)自然養(yǎng)護(hù)一次，所述的自然養(yǎng)護(hù)為向所述的生料球均勻?yàn)⑺笞匀环胖茫匀火B(yǎng)護(hù)5-7天后，即得抗板結(jié)粒狀免燒鐵碳微電解填料，密封保存。

為防止填料中的鐵被氧化，在步驟（3）中每次養(yǎng)護(hù)以后，將填料半密封保存，這樣既可使填料盡快干燥，又可以最大限度的防止鐵與水、空氣發(fā)生氧化反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（2）中各原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為鐵屑36%，木炭9%，粉煤灰33%，水泥10%，生石灰6%，粘土6%。