專利名稱：用于內(nèi)電解工藝的多孔催化填料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)電解工藝的多孔催化填料的制備方法，屬?gòu)U水處理內(nèi)電解法專用填料材料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
常規(guī)內(nèi)電解法是基于金屬腐蝕原理，將兩種具有不同電極電位的金屬，或金屬和非金屬直接浸沒在廢水溶液中，利用廢水的傳導(dǎo)性形成原電池，從而對(duì)廢水進(jìn)行處理的一種工藝。該工藝是在20世紀(jì)70年代應(yīng)用到廢水治理中的，自誕生開始，即在美、蘇、日等國(guó)家引起廣泛重視，并取得了一些實(shí)用性的成果。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開始這一領(lǐng)域的研究，也已有不少文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。特別是近幾年來，進(jìn)展較快，在印染廢水、電鍍廢水、石油化工廢水及含砷含氰廢水的治理方面有較多的研究研究報(bào)導(dǎo)，有的已投入實(shí)際運(yùn)行。
目前經(jīng)常采用的內(nèi)電解工藝的基本原理如下將鐵素體和碳滲體按一定比例組合成填料裝填在反應(yīng)器中，當(dāng)廢水溶液通過時(shí)，由于鐵素體的電位低而形成陽極，碳滲體及雜質(zhì)的電位高而成為陰極，從而構(gòu)成了成千上萬各細(xì)小的微電池，這就是微觀電池。鐵碳內(nèi)電解法的電極反應(yīng)如下陽極E0(Fe2+/Fe)＝-0.44V陰極(酸性溶液時(shí)) E0(H+/H2)＝0.00V有O2時(shí)(酸性溶液時(shí)) E0(O2/H2O)＝1.22V(中性或堿性溶液時(shí)) E0(O2/OH-)＝0.41V常規(guī)鐵碳內(nèi)電解工藝的主要優(yōu)點(diǎn)有①工業(yè)廢鐵屑來源廣泛，價(jià)格低，材料利用率高，處理成本低，操作簡(jiǎn)便，而且能收到以廢治廢的效果；②設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，適合中小型廠家廢水治理；④收效快、效果好，可有效地提高廢水的可生化性有利于后續(xù)處理。但是，鐵碳內(nèi)電解工藝還存在一些缺點(diǎn)，①對(duì)于大流量高濃度的廢水，鐵屑和碳粉的添加量大，反應(yīng)器占地面積較大，鐵碳填料更換操作煩瑣；②對(duì)于難降解有機(jī)廢水的處理能力還不夠高，一般僅達(dá)到15-20％。
鑒于鐵碳內(nèi)電解法在國(guó)內(nèi)工業(yè)廢水中的廣泛應(yīng)用，并考慮到其現(xiàn)有技術(shù)的局限性，研究和開發(fā)更加高效的內(nèi)電解技術(shù)，改善并提高常規(guī)內(nèi)電解技術(shù)的處理能力和速率，將使內(nèi)電解工業(yè)具有更廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于內(nèi)電解工藝的特種燒結(jié)多孔催化填料的制備方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種具有催化活性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、效率好的多孔催化填料。
本發(fā)明的一種用于內(nèi)電解工藝的多孔催化填料的制備方法，其特征在于在常規(guī)內(nèi)電解填料中按一定比例添加鈀、鉻等多組分貴金屬，入模具壓制成型后，經(jīng)一定程序升溫?zé)瞥啥嗫椎?、具有特定形狀的?nèi)電解填料；該多孔催化填料的組分(重量百分比)如下鐵粉 30-40％碳粉 30-40％超高分子聚乙烯10-15％鈀1-2.5％鉻1-2％在常規(guī)內(nèi)電解工藝中添加適量的催化劑可以有效的提高反應(yīng)速率，并對(duì)特定的污染物質(zhì)有獨(dú)特的催化降解效果，從而增加了其降解率。不僅提高了內(nèi)電解反應(yīng)速率，還可以提高對(duì)特定族群污染物質(zhì)的處理效果，從而降低反應(yīng)所需的鐵碳用量，降低反應(yīng)器體積，節(jié)約占地和基建費(fèi)用，更重要的是，從總體上提高了內(nèi)電解工藝的處理能力。
本發(fā)明方法所制得的新型內(nèi)電解催化填料，在廢水處理工程預(yù)處理階段的具體應(yīng)用中，可比常規(guī)內(nèi)電解工藝所用填料的反應(yīng)速度提高20-30％。在同等時(shí)間下COD去除率提高20～30％。對(duì)于難生物降解物質(zhì)經(jīng)過本填料的加速催化電解反應(yīng)后，廢水中的有機(jī)大分子分子鍵被打斷生成易降解的小分子物質(zhì)，同時(shí)一些溶解態(tài)物資生成沉淀析出沉降，這有利于后續(xù)深化處理。在結(jié)構(gòu)上，催化劑均勻固著在填料內(nèi)，采用多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可增大兩相接觸比表面積，而且經(jīng)特殊加工工藝燒結(jié)出的填料催化劑不易流失。另外催化劑鈀、鉻的粒度為微米級(jí)，在燒結(jié)多孔填料中分布很均勻。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施方式
敘述于后實(shí)施例一本實(shí)施例的多孔催化填料的組成成分(重量百分比)如下鐵粉42％ 碳粉42％ 超高分子聚乙烯12％ 鈀1.5％ 鉻1.5％。
將上述配合料混合均勻后，加入于自行設(shè)計(jì)的模具內(nèi)，將該模具放入程序加熱箱內(nèi)進(jìn)行程控加熱，首先升溫至100℃，升溫速率1℃/min；保溫60min；再升至160℃，升溫速率5℃/min；然后升至220℃，升溫速率2℃/min；保溫120min，最后自然冷卻。出模后即得成品，該過程總耗時(shí)320分鐘左右，加熱過程中溫差要求＜2％。成品為多孔型，外形470×430×280(mm)，方孔(孔徑50mm)，呈垂直交錯(cuò)分布。
該填料按特定方式擺放在內(nèi)電解反應(yīng)器內(nèi)，保持充分曝氣(DO＞3mg/L)，與廢水發(fā)生反應(yīng)，以達(dá)到預(yù)處理目的。
以下為本發(fā)明多孔催化填料在國(guó)內(nèi)某些工廠內(nèi)廢水處理過程中的應(yīng)用情況。
1.上海石油化工股份有限公司晴綸二步法廢水中低聚合物處理，日處理廢水量10800m3。預(yù)處理采用本發(fā)明特種填料，通過絮凝沉淀預(yù)處理出水COD＜800mg/L，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
2.上海全陽脂綸廠二步法低聚合物廢水日處理量12003，通過使用本發(fā)明特種填料預(yù)處理，達(dá)到預(yù)處理出水COD＜700mg/L。
3.上海石化晴綸染色纖維廢水通過使用本發(fā)明特種填料預(yù)處理，COD＜850mg/L。
4.撫順石油化工公司晴綸污水處理廠晴綸污水，日處理量6000m3，通過使用本發(fā)明特種填料預(yù)處理，出水COD＜850mg/L。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)電解工藝的多孔催化填料的制備方法，其特征在于在常規(guī)內(nèi)電解填料中按一定比例添加鈀、鉻等多組分貴金屬，入模具壓制成型后，經(jīng)一定程序升溫?zé)瞥啥嗫椎?、具有特定形狀的?nèi)電解填料；該多孔催化填料的組分(質(zhì)量百分比)如下鐵粉 30-40％碳粉30-40％超高分子聚乙烯10-15％鈀1-2.5％鉻 1-2.5％
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于內(nèi)電解工藝的多孔催化填料的制備方法，其特征在于所述的一定升溫程序首先升溫至100℃，升溫速率1℃/min；保溫60min；再升至160℃，升溫速率2℃/min；然后升至220℃，升溫速率2℃/min；保溫120min，最后自然冷卻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)電解工藝的多孔催化填料的制備方法，屬?gòu)U水處理內(nèi)電解法專用填料材料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法的特征在于在常規(guī)內(nèi)電解填料中按一定比例添加鈀、鉻等多組分貴金屬，入模具壓制成型后，經(jīng)一定程序升溫?zé)瞥啥嗫椎摹⒕哂刑囟ㄐ螤畹膬?nèi)電解填料；該多孔催化填料的組分(重量百分比)如下鐵粉30－40％；碳粉30－40％；超高分子聚乙烯10－15％；鈀1－2.5％；鉻1－2.5％。本發(fā)明方法所制得的新型內(nèi)電解催化填料，在廢水處理工程預(yù)處理階段的具體應(yīng)用中，可比常規(guī)內(nèi)電解工藝所用填料的反應(yīng)速度提高20－30％。在同等時(shí)間下COD去除率提高20～30％。
文檔編號(hào)C02F1/00GK1569656SQ200410018320
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月13日
發(fā)明者孫在柏, 姜星丞, 段曉東, 陳德成, 白明 申請(qǐng)人:上海大學(xué), 上海上大科技園區(qū)環(huán)境工程有限公司