專利名稱：一種納米多金屬還原劑填料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于廢水處理的填料及其制備方法。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)70年代，蘇聯(lián)科研人員首先把鐵屑和焦碳混合成微電解填料應(yīng)用于印染廢水的處理。該技術(shù)在上世紀(jì)80年代引入我國，近30年來，由于該技術(shù)具有工藝簡單、處理成本低、脫色效果好等特點(diǎn)，被應(yīng)用于印染、化工、電鍍、制藥、油田等領(lǐng)域的廢水處理中， 尤其對于高鹽度、高COD、高色度廢水的處理較其他工藝具有明顯的優(yōu)勢。但傳統(tǒng)鐵炭微電解技術(shù)存在的諸多問題對于傳統(tǒng)的鐵炭微電解技術(shù)，鐵碳填料在運(yùn)行中表面會形成鈍化膜，影響反應(yīng)的進(jìn)行，一般在1-3個月后，處理效率急劇下降，填料的壽命很短，限制了技術(shù)的應(yīng)用和推廣。而且傳統(tǒng)的鐵炭填料易結(jié)塊、出現(xiàn)溝流等現(xiàn)象， 減少了填料與廢水的有效接觸面積，也是傳統(tǒng)技術(shù)處理效率低(COD去除率為15-30% )的一個重要原因。傳統(tǒng)的鐵炭填料還會產(chǎn)生大量廢棄鐵泥，影響周遍環(huán)境，也影響了技術(shù)的推廣。最重要的是傳統(tǒng)的鐵碳微電解受應(yīng)用環(huán)境影響較大，一般要求進(jìn)行調(diào)酸處理，且對相當(dāng)多的毒害有機(jī)物處理效果不明顯?，F(xiàn)在一般的廢水處理方法包括鐵碳微電解法都是使廢水中的污染物氧化成無毒無害的產(chǎn)物。而印染廢水、制藥廢水、化工廢水、農(nóng)藥廢水之類難降解的廢水中通常包含大量硝基芳香烴類、偶氮類、商代烴類化合物和有毒有害重金屬，這些物質(zhì)富含雙鍵、碳雙鍵、 強(qiáng)拉電子基團(tuán)、偶氮鍵、苯環(huán)類等分子結(jié)構(gòu)，不易被氧化，但容易被還原，且還原后的產(chǎn)物對微生物的毒性和抑制性大大減弱，可生物降解性提高。如氯代烴可通過還原脫氯，硝基苯通過還原可降解為毒性較小的羥基苯胺等。上述難降解的廢水中污染物如果能通過還原技術(shù)處理使其發(fā)生初步分解的話，廢水的可生化性可以大幅度提高，有利于提升廢水生化處理的效率。迄今為止，這方面的研究還比較缺乏，技術(shù)并不成熟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服傳統(tǒng)的鐵碳微電解填料壽命短、易結(jié)塊、處理效率低和易受環(huán)境影響及產(chǎn)生廢棄料較多的缺點(diǎn)，提供一種應(yīng)用于廢水處理的納米多金屬還原劑填料及其制備方法。本發(fā)明提供的納米多金屬還原劑填料以多種低電位的納米級金屬作為陽極還原劑，以高電位納米級金屬作為陰極。所述納米多金屬還原劑填料的基本原理是陽極與陰極構(gòu)成的原電池電化學(xué)反應(yīng); 高電位金屬陰極除擴(kuò)大電位差之外，還具有電催化作用，并為還原提供反應(yīng)界面；而陽極的合金與微量雜質(zhì)之間形成多個短路的微電池系統(tǒng)，可加速陽極氧化，另結(jié)合陽極離子的絡(luò)合、電子傳遞、物理吸附作用。使所述納米多金屬還原劑填料具有強(qiáng)還原性，對硝基芳香烴類、偶氮類、鹵代烴類化合物和有毒有害重金屬等廢水中的主要污染物均有較好的還原降解作用。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供一種納米多金屬還原劑填料，包括
鐵粉20%-70%電氣石粉10%-30%銅粉2%-15%竹炭粉3%-10%高嶺土2%-15%菱鎂礦粉2%-15%軟錳礦粉2%-15%沸石粉10%-30%以上百分比為重量百分比。上述組成納米多金屬還原劑的各原料均可從市場購得，純度要求在98%以上。提供一種納米多金屬還原劑填料的制備方法，步驟如下(1)將各組份原材料分別粉碎、球磨至10納米-100微米粉粒，然后按重量百分比均勻混合，最后通過造粒機(jī)制成粒狀混合物。(2)造粒后，將各原料的粒狀混合物在溫度為500°C -1000°C燒結(jié)成顆粒狀填料， 或通過冷壓成球狀。顆粒形狀為球狀或圓筒狀、方塊狀，或各種待處理的水裝置中需要的相應(yīng)形狀。所述納米多金屬還原劑填料的使用方法是將顆粒填料投入廢水處理裝置中，所述廢水處理裝置可以是沸騰床、曝氣流化床、固定床或其他本技術(shù)領(lǐng)域常用的處理裝置，再按該廢水處理裝置的操作方法操作。本發(fā)明以化學(xué)需氧量(簡稱為COD)作為衡量水中有機(jī)污染物含量多少的指標(biāo)?；瘜W(xué)需氧量越大，說明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。本發(fā)明使用本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)使用的COD 測量儀測定廢水的COD值。該填料可以采用美國陽光藥業(yè)公司生產(chǎn)的活性恢復(fù)裝置進(jìn)行活性再生。本發(fā)明提供的納米多金屬還原劑填料的使用方法既可以作為單獨(dú)的處理方法，又可作為生物法的預(yù)處理方法，如做為預(yù)處理，除可使廢水的生化性得到提高外，還可直接與后續(xù)好氧生物法耦合，富余的鐵離子有利于磷的去除和提高活性污泥的沉降性能或生物膜法的掛膜能力。該方法可以達(dá)到化學(xué)沉淀除磷的效果，還可以通過還原去除重金屬。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的納米多金屬還原劑填料有以下特點(diǎn)(1)反應(yīng)速率快，廢水處理時間僅需數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘；處理量大，料水比為 1 1. 5 ；(2)具有良好的混凝效果，COD去除率高，COD去除率一般在50% —70% ；并且對
4色度的去除更佳；(3)壽命長，成本低，一般不超過0. 50元/噸；(4)作用有機(jī)污染物質(zhì)范圍廣，如含有偶氟、碳雙鍵、硝基、鹵代基結(jié)構(gòu)的難降解有機(jī)物質(zhì)；適用PH范圍寬，酸性、中性、堿性條件都有良好的效果；(5)運(yùn)行管理方便，不鈍化，不溝流，無廢棄物。將本發(fā)明提供的納米多金屬還原劑填料與現(xiàn)有的鐵碳微電解填料的各項(xiàng)性能相比較，結(jié)果如表1所示表1
權(quán)利要求
1. 一種納米多金屬還原劑填料，包括鐵粉20%-70%電氣石粉10%-30%銅粉2%-15%竹炭粉3%-10%高嶺土2%-15%菱鎂礦粉2%-15%軟錳礦粉2%-15%沸石粉10%-30%上述所有百分比均為重量百分比。
2.權(quán)利要求1所述的納米多金屬還原劑填料的制備方法，包括(1)將各原材料分別粉碎、球磨至10納米-100微米粉粒，按重量百分比均勻混合，制作成粒狀混合物。(2)將各原料的粒狀混合物經(jīng)溫度為500°C-1000°C燒結(jié)或經(jīng)冷壓成顆粒狀填料。
3.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于最后制得顆粒狀填料的顆粒形狀可為球狀或圓筒狀、方塊狀。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟1中各原料粉碎、球磨至10納米-100微米。
5.權(quán)利要求1所述的納米多金屬還原劑填料在廢水處理中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種納米多金屬還原劑填料，包括鐵粉20％-70％，電氣石粉10％-30％，銅粉2％-15％，竹炭粉3％-10％，高嶺土2％-15％，菱鎂礦粉2％-15％，軟錳礦粉2％-15％，沸石粉10％-30％。上述所有百分比均為重量百分比。還提供所述納米多金屬還原劑填料的制備方法，包括將各組份原材料分別粉碎、球磨至10納米-100微米粉粒，然后按重量百分比均勻混合并造粒形成粒狀混合物，各原料的粒狀混合物在高溫?zé)Y(jié)或冷壓制成顆粒狀填料。
文檔編號C02F1/70GK102249392SQ201110122278
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者梁樹宏, 王美嶺 申請人:T&H美國集團(tuán)有限公司