[发明专利]一种环保型微电解陶粒及其制备方法

说明书

本发明提供一种环保型微电解陶粒及其制备方法。本发明环保型微电解陶粒，其由下述原料按质量百分比制成：纳米零价铁30~40%，活性炭20~30%，河湖淤泥20~30%，分散剂5~10%，粘合剂5~10%，造孔剂5~10%，催化剂5~10%，石墨烯0.1~0.5%。本发明利用河湖淤泥制备环保型微电解陶粒，有利于河湖淤泥资源化利用，且陶粒具有比表面积大、吸附性能好、机械强度高、使用寿命长、理化性能稳定、不易钝化和板结、可活化重复利用等优点，有效结合电化学、氧化还原、物理吸附及絮凝沉淀于一体，在处理废水的同时可提高废水的可生化性。

技术领域

本发明属于废水处理用环保填料领域，具体涉及一种环保型微电解陶粒，同时涉及该环保型微电解陶粒的制备方法。

背景技术

随着工业化、城镇化和农业现代化进程的迅速发展，我国工业废水和生活污水排放的种类和数量迅猛增加，水污染治理难度与日俱增，水体污染也日趋严重。据《2015年全国环境统计公报》显示，全国废水排放总量为735.3亿吨，其中工业废水排放量199.5亿吨、城镇生活污水排放量535.2亿吨，工业废水排放量占全国废水排放总量的27.1%。

针对有机物浓度大、毒性强、色度高、可生化性差的化工、电镀、印染、制浆、制药等工业废水，国内外主要采用物化处理、化学处理及生物处理技术。近年来，高浓度难降解工业废水多采用物化-生物、化学-生物等联用技术处理，且逐渐向高效、节能、环保的技术发展，如先用絮凝、微电解、高级氧化等技术提高废水的可生化性，再耦合厌氧、好氧等生物方法进行深度处理。

微电解填料利用电位差在废水处理过程中生成的[H]、Fe²⁺可与废水中的污染组分发生氧化还原反应从而降解污染物；此外，反应生成的Fe³⁺可形成具有较强吸附、絮凝活性的氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体，进一步去除污染物。微电解填料基于电化学、氧化还原、物理吸附及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理，可大幅度降低COD和色度，提高废水的可生化性。普通微电解填料采用还原铁粉、活性炭、粘合剂、造孔剂等原料制成，需在特定酸性或碱性环境下处理废水，且容易钝化板结，不可活化再生，使用寿命短；此外，普通微电解填料比表面积小、孔隙率小、吸附性能差、抗冲击负荷性能差等缺陷，长时间使用后对COD和色度的去除效果差，导致微电解填料更换频繁，严重影响废水处理效果和效率。

发明内容

本发明目的是针对上述存在的问题提供一种环保型微电解陶粒及其制备方法，利用河湖淤泥生产环保型微电解陶粒，生产成本低且有利于河湖淤泥资源化利用，陶粒具有比表面积大、吸附性能好、机械强度高、使用寿命长、理化性能稳定、不易钝化和板结、可活化重复利用等优点。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种环保型微电解陶粒，其由下述原料按质量百分比制成：纳米零价铁30~40%，活性炭20~30%，河湖淤泥20~30%，分散剂5~10%，粘合剂5~10%，造孔剂5~10%，催化剂5~10%，石墨烯0.1~0.5%。

上述环保型微电解陶粒的制备方法，其包括如下步骤：

(1) 将纳米零价铁、活性炭、河湖淤泥、分散剂、粘合剂、造孔剂、催化剂和石墨烯按比例搅拌并混合均匀；

(2) 将混合原料置于粉碎机中粉碎30~60 min，粉碎料粒径为100~200目；

(3) 向粉碎料中加入适量水调和，并用造粒机制成粒径为0.5~2 cm的球状颗粒；

(4) 将球状颗粒置于马弗炉中，于100~120 ℃条件下干燥30~60 min；随后充入氮气防止半成品氧化，并以20~30 ℃/min的速度逐渐升温至1000~1200 ℃烧结1~3 h，自然冷却后即得到环保型微电解陶粒。

作为优选，所述的活性炭为颗粒活性炭或粉末活性炭。

作为优选，所述的河湖淤泥含水率低于50%，且其他指标不低于卫生填埋标准。