一種膨潤土基鐵炭陶粒填料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種膨潤土基鐵炭陶粒填料，主要組分由鐵屑、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉組成。本發(fā)明還公開了其制備方法：將過篩后的鐵屑、活性炭粉末、膨潤土、楊木木粉混合均勻，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80％，然后壓制成泥餅，然后造粒、灼燒得到。本發(fā)明陶粒填料，鐵屑和活性炭粉末以膨潤土為基材，造粒后通過高溫燒結融合為一體，在楊木木粉作為造孔劑的作用下，形成強度高且內(nèi)部多孔的球形陶粒，解決了鐵屑相互粘結和鐵炭分布不均勻的問題，既克服了傳統(tǒng)鐵炭微電解填料板結、鈍化的弊端，提高微電解反應效率，又簡化了補充填料的操作，降低勞動強度。
【專利說明】
一種膨潤土基鐵炭陶粒填料及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術領域，具體涉及一種膨潤土基鐵炭陶粒填料，本發(fā)明還涉及該陶粒填料的制備方法?！颈尘凹夹g】
[0002]微電解法是利用金屬腐蝕原理形成原電池對廢水進行處理的良好工藝，又稱內(nèi)電解法、鐵肩過濾法等。微電解法反應的結果是鐵受到腐蝕變成二價的鐵離子進入溶液，由于鐵離子有混凝作用，它與污染物中帶微弱負電荷的微粒異性相吸，形成比較穩(wěn)定的絮凝物而去除。該法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護方便等優(yōu)點。
[0003]微電解處理廢水自誕生以來，便引起國內(nèi)外環(huán)保研究學者的關注，并進行了大量的研究，最近幾年，微電解處理工業(yè)廢水發(fā)展十分迅速，現(xiàn)已用于印染、電鍍、石油化工、制藥、煤氣洗滌、印刷電路板生產(chǎn)等工業(yè)廢水及含砷、含氟廢水的處理工程，并收到了良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效果。微電解工藝對廢水的脫色有良好的處理效果，且具有以廢治廢，運行費用低的優(yōu)點，因此在我國將具有良好的工業(yè)應用前景。目前國內(nèi)外微電解填料多采用粉末狀材料，設備多采用固定床結構，其特點是結構簡單，推流性好，但存在不少實用性問題: 一是效率不高，反應速度不快;二是填料易板結，造成短路和死區(qū)；三是鐵肩補充勞動強度大。
[0004]傳統(tǒng)填料(鐵肩+炭渣)存在板結和鈍化的主要原因是由于廢鐵肩的活性太強，長時間接觸會相互粘接在一起，形成填料板結和反應器內(nèi)部溝流;而且鐵肩和碳渣的密度不同，隨著水流和氣流的沖擊，原本鐵炭均勻分布的狀態(tài)會被打破，密度比較大的鐵肩會下沉到底部，密度比較小的碳渣會上升到上部，導致填料分布不均，而且鐵肩間的炭渣分離后進一步助長了鐵肩的相互粘結。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種膨潤土基鐵炭陶粒填料，解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)填料存在板結和鈍化的問題。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供一種膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法。
[0007]本發(fā)明所采用的技術方案是，一種膨潤土基鐵炭陶粒填料，主要組分由鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉組成。
[0008]本發(fā)明的特點還在于，
[0009]鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40:19.5?40:1。
[0010]本發(fā)明所采用的另一個技術方案是，一種膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法，具體按照以下步驟實施:
[0011]步驟1，將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細篩進行篩選，以除去較大的顆粒；
[0012]步驟2,將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土、楊木木粉混合均勻，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅；
[0013]步驟3，將步驟2得到的泥餅送入造粒機，制成直徑10-15mm的球形填料，然后灼燒，得到球形鐵炭陶粒填料。
[0014]本發(fā)明的特點還在于，
[0015]步驟2中鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40:19.5?40:1o
[0016]步驟3中灼燒是將球形填料放入氣氛爐，通入氮氣作為保護氣，在600?800°C下灼燒30?60min。
[0017]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明陶粒填料，鐵肩和活性炭粉末以膨潤土為基材，造粒后通過高溫燒結融合為一體，在楊木木粉作為造孔劑的作用下，形成強度高且內(nèi)部多孔的球形陶粒，解決了鐵肩相互粘結和鐵炭分布不均勻的問題，既克服了傳統(tǒng)鐵炭微電解填料板結、鈍化的弊端，提高微電解反應效率，又簡化了補充填料的操作，降低勞動強度。
【具體實施方式】
[0018]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0019]本發(fā)明膨潤土基鐵炭陶粒填料，主要組分由鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉組成。
[0020]鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40:19.5?40:1。
[0021 ]上述膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法，具體按照以下步驟實施:
[0022]步驟I，將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細篩進行篩選，以除去較大的顆粒；
[0023]步驟2，將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土、楊木木粉混合均勻，其中鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40:19.5?40:1，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅；
[0024]步驟3，將步驟2得到的泥餅送入造粒機，制成直徑10-15mm的球形填料，然后將球形填料放入氣氛爐，通入氮氣作為保護氣，在600?800 °C下灼燒30?60min，得到球形鐵炭陶粒填料。
[0025]實施例1
[0026](I)備料
[0027]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細篩進行篩選，以除去較大的顆粒。
[0028](2)混合與制餅
[0029]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比10:40:40:1均勻混合，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。
[0030](3)造粒
[0031 ] 將泥餅送入造粒機，制成直徑10-15_的球形填料。
[0032](4)灼燒
[0033]將球形填料放入氣氛爐，通入氮氣作為保護氣，在800°C下灼燒60min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。
[0034]制得的填料氣孔率為17.58%，壓潰強度為202.3N。
[0035]實施例1得到的球形鐵炭陶粒填料應用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的pH調(diào)節(jié)為5.0,進入微電解反應器進行反應，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應時間為30min; 反應終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進行混凝反應，反應時間8min，反應后的廢水沉淀2h，實現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率56.12%，色度去除率57.87%。
[0036]實施例2
[0037](1)備料
[0038]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細篩進行篩選，以除去較大的顆粒。[〇〇39](2)混合與制餅[〇〇4〇]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比8:30:25:1均勻混合， 加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。[0041 ](3)造粒
[0042]將泥餅送入造粒機，制成直徑10-15_的球形填料。
[0043](4)灼燒[〇〇44]將球形填料放入氣氛爐，通入氮氣作為保護氣，在700 °C下灼燒40min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。[〇〇45]制得的填料氣孔率為21.26%，壓潰強度為186.4N。
[0046]實施例2得到的球形鐵炭陶粒填料應用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的 pH調(diào)節(jié)為5.0,進入微電解反應器進行反應，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應時間為30min; 反應終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進行混凝反應，反應時間8min，反應后的廢水沉淀2h，實現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率57.34%，色度去除率58.76%。[〇〇47] 實施例3
[0048](1)備料
[0049]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細篩進行篩選，以除去較大的顆粒。
[0050](2)混合與制餅[〇〇51]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比9:25:30:1均勻混合， 加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。
[0052](3)造粒[〇〇53] 將泥餅送入造粒機，制成直徑10-15mm的球形填料。
[0054](4)灼燒[〇〇55]將球形填料放入氣氛爐，通入氮氣作為保護氣，在600 °C下灼燒60min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。[〇〇56]制得的填料氣孔率為25.13%，壓潰強度為174.2N。[〇〇57]實施例3得到的球形鐵炭陶粒填料應用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的 pH調(diào)節(jié)為5.0,進入微電解反應器進行反應，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應時間為30min; 反應終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進行混凝反應，反應時間8min，反應后的廢水沉淀2h，實現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率59.02%，色度去除率60.25%。
[0058]實施例4
[0059](I)備料
[0060]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細篩進行篩選，以除去較大的顆粒。
[0061 ] (2)混合與制餅
[0062]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比12:38:39:2均勻混合，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。
[0063](3)造粒
[0064]將泥餅送入造粒機，制成直徑10-15_的球形填料。
[0065](4)灼燒
[0066]將球形填料放入氣氛爐，通入氮氣作為保護氣，在800°C下灼燒30min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。
[0067]制得的填料氣孔率為22.59%，壓潰強度為193.2N。
[0068]實施例4得到的球形鐵炭陶粒填料應用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的pH調(diào)節(jié)為5.0，進入微電解反應器進行反應，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應時間為30min;反應終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進行混凝反應，反應時間8min，反應后的廢水沉淀2h，實現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率58.24%，色度去除率59.96%。
[0069]實施例5
[0070](I)備料
[0071 ]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細篩進行篩選，以除去較大的顆粒。
[0072](2)混合與制餅
[0073]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比10:19:25:1均勻混合，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。
[0074](3)造粒
[0075]將泥餅送入造粒機，制成直徑10_15mm的球形填料。
[0076](4)灼燒
[0077]將球形填料放入氣氛爐，通入氮氣作為保護氣，在700°C下灼燒30min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。
[0078]制得的填料氣孔率為26.77%，壓潰強度為183.5N。
[0079]實施例5得到的球形鐵炭陶粒填料應用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的pH調(diào)節(jié)為5.0，進入微電解反應器進行反應，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應時間為30min;反應終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進行混凝反應，反應時間8min，反應后的廢水沉淀2h，實現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率59.68%，色度去除率60.85%。
[0080]實施例6
[0081](I)備料
[0082]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細篩進行篩選，以除去較大的顆粒。[〇〇83](2)混合與制餅[〇〇84]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比12:38:39:2均勻混合， 加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。
[0085](3)造粒
[0086] 將泥餅送入造粒機，制成直徑10-15_的球形填料。
[0087](4)灼燒[〇〇88]將球形填料放入氣氛爐，通入氮氣作為保護氣，在600 °C下灼燒50min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。[〇〇89]制得的填料氣孔率為27.37%，壓潰強度為168.9N。[〇〇9〇]實施例6得到的球形鐵炭陶粒填料應用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的 pH調(diào)節(jié)為5.0,進入微電解反應器進行反應，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應時間為30min; 反應終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進行混凝反應，反應時間8min，反應后的廢水沉淀2h，實現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率61.76%，色度去除率62.13%。
【主權項】
1.一種膨潤土基鐵炭陶粒填料，其特征在于，主要組分由鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉組成。2.根據(jù)權利要求1所述的膨潤土基鐵炭陶粒填料，其特征在于，鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40: 19.5?40: I。3.一種膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施: 步驟I，將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細篩進行篩選，以除去較大的顆粒； 步驟2，將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土、楊木木粉混合均勻，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅； 步驟3，將步驟2得到的泥餅送入造粒機，制成直徑10-15mm的球形填料，然后灼燒，得到球形鐵炭陶粒填料。4.根據(jù)權利要求3所述的膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法，其特征在于，步驟2中鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40:19.5?40: I。5.根據(jù)權利要求3或4所述的膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法，其特征在于，步驟3中灼燒是將球形填料放入氣氛爐，通入氮氣作為保護氣，在600?800 °C下灼燒30?60min。
【文檔編號】C02F1/461GK106006854SQ201610496137
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】羅清, 張安龍, 景立明, 劉葉, 吳養(yǎng)育, 王森, 張希娟, 張丹
【申請人】陜西科技大學