[發(fā)明專利]一種污水污泥處理用耐蝕導(dǎo)電陶瓷電極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610042815.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN105523761B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張艷偉;李慶余;趙欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇聯(lián)合金陶特種材料科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/139
• 分類號(hào): H01M4/139;C04B35/52;C04B35/622;C02F1/46;C02F11/00
• 代理公司: 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所32223
• 代理人: 謝觀素,張麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水、污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污水污泥處理用耐蝕導(dǎo)電陶瓷電極材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，污水處理率呈逐年上升的態(tài)勢(shì)，隨之而引發(fā)的污泥處置問(wèn)題，已經(jīng)成為各地政府、眾多專家的頭疼之事。治理工業(yè)污水和城市生活污水所產(chǎn)生的副產(chǎn)品是粘稠的污泥，此類污泥含水量高，不易堆積，難于集中存放、運(yùn)輸，也不便于后期資源化利用。由于污泥中含有各種污染物，若不進(jìn)行無(wú)害化處理、處置，直接投放環(huán)境中，將對(duì)環(huán)境造成污染。隨著各地污水處理廠的大量建設(shè)和運(yùn)行，污泥的產(chǎn)生量也大大增大，污泥處理和處置已經(jīng)引起越來(lái)越多人的關(guān)注，許多地方已將污泥處理、處置列入議事日程。

為了達(dá)到政府關(guān)于污泥減量化、資源化，無(wú)害化的處理要求，工程中通常采用物理方式脫水處理，以得到一定干度的污泥餅。但僅靠機(jī)械壓榨方式處理的污泥餅含水量仍高達(dá)80%左右，究其原因是在常規(guī)壓榨力下不能將污泥中的結(jié)合細(xì)胞水壓榨處理，因此物理壓榨處理后的污泥餅含水率高，除體積大、減量少外，也增加了后期無(wú)害化處置的工作成本。

目前，實(shí)現(xiàn)高干脫水的方法有三種：熱干燥法、化學(xué)調(diào)理板框壓濾法、電滲透法。熱干燥法的成本是后兩者的2-3倍，所以難于應(yīng)用。后兩者的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：

（1）化學(xué)調(diào)理板框壓濾法，利用板框壓濾機(jī)加生石灰，有機(jī)絮凝劑等物質(zhì)可以將污泥脫水至60%以下，但導(dǎo)致固含量增加、后續(xù)處理困難、造成二次污染，且與現(xiàn)有的污泥脫水裝置不配套。

（2） 電滲透法，可以將含水率85%-75%的污泥脫水至60%以下。若污泥含水率從80%降至60%，則污泥重量和體積均減少一半；還可以減少污泥從污水廠到處置場(chǎng)的運(yùn)費(fèi)。該工藝脫水速度快，一般在5-15分鐘內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)污泥量減半，泥餅含水率脫至60%以下的要求。

基于環(huán)保和效率等諸多因素的考慮，目前污水、污泥處理先進(jìn)的工藝技術(shù)正在為各國(guó)相關(guān)企業(yè)重視，但是，現(xiàn)在此類設(shè)備中所用到的電極材料通常采用常規(guī)的金屬類或金屬涂層類，在污水、污泥處理過(guò)程中，由于電化學(xué)反應(yīng)，電極附近物料具有很強(qiáng)的腐蝕性，金屬電極材料很難在惡劣環(huán)境下有效工作，其耐腐蝕，耐磨損性能差，電化學(xué)性能不足，平均使用壽命不足1000小時(shí)，造成設(shè)備運(yùn)行成本增加，技術(shù)難以快速推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種污水污泥處理用耐蝕導(dǎo)電陶瓷電極材料，針對(duì)污水、污泥處理環(huán)境的實(shí)際工況，主要以碳（C）為骨料，包括人造石墨、石墨化中間相碳微球，增強(qiáng)粘結(jié)劑石墨化碳纖維和E-44環(huán)氧樹脂，加入電極性能強(qiáng)的Ti₄O₇功能助劑，同時(shí)可添加TiB₂、TiO₂、TiC、B₂O₃、SiO₂、SiC 中一種或幾種陶瓷耐磨耐蝕組分，加入混合溶劑充分混合均勻后，固化，模壓成型，高溫?zé)Y(jié)制得，既具有傳統(tǒng)陶瓷的耐磨、耐蝕特性，又具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和電化學(xué)性能，使用壽命高達(dá)3500小時(shí)以上。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種污水污泥處理用耐蝕導(dǎo)電陶瓷電極材料，該電極材料包括以下質(zhì)量百分比組分混合后，固化、燒結(jié)而成，

粒徑為60～150μm的人造石墨　　　　　45～70%；

粒徑為10～15μm的石墨化中間相碳微球 5～10%；

石墨化碳纖維5～8mm 3～6%；

E-44 環(huán)氧樹脂1～3%；

粒徑為1～3μm的Ti₄O₇粉末　　　　　　 10～15%；

粒徑為3～10μm的TiB₂粉末　　　　 　 　0～15%；

粒徑為20～30μm的B₂O₃粉末　　　　　　0～2%；

粒徑為2～5μm的TiO₂粉末　　　　　 　0～3%；

粒徑為2～5mm的TiC顆粒　　　　0～15%；

粒徑為20～30μm的SiO₂粉末　　　　　0～5%；

粒徑為2～5μm的SiC粉末　　　　 　0～8%；

混合溶劑以上原料質(zhì)量總量的1/4。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述混合溶劑由乙酸丁酯、無(wú)水乙醇按體積比2：1配制而成。

本發(fā)明還提供一種污水污泥處理用耐蝕導(dǎo)電陶瓷電極材料制備方法，包括以下步驟：