一种铁碳微电解填料及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种铁碳微电解填料及其使用方法，该铁碳微电解填料是以混合矿物质为基，混合若干铁铝微球和铜碳微球而成，其中铁铝微球的成份为铁粉、铝渣和表面活性剂，铜碳微球的成份为活性碳粉和铜屑，混合矿物质的成份为膨胀珍珠岩、膨化云母石、膨化蛭石和高岭土；其中，膨化云母石为120～200目，膨胀珍珠岩为90～150目，膨化蛭石为80～100目。本发明专利技术的铁碳微电解填料不会造成板结，钝化率小，并且通过减少粒子间的相互干扰运动以及优化比表面积，使铁碳微电解填料具有良好的电解效率和除废能力，进而达到智慧型绿色生态城市的处理标准。

Iron carbon micro electrolysis filler and use method thereof

The present invention relates to an iron-carbon micro-electrolytic filler and its application method. The iron-carbon micro-electrolytic filler is composed of mixed minerals, a number of iron-aluminum microspheres and copper-carbon microspheres. The iron-aluminum microspheres are composed of iron powder, aluminum slag and surfactant, the copper-carbon microspheres are composed of active carbon powder and copper scraps, and the mixed minerals. It consists of expanded perlite, expanded mica, expanded vermiculite and kaolin, of which expanded mica is 120-200 mesh, expanded perlite is 90-150 mesh and expanded vermiculite is 80-100 mesh. The iron-carbon micro-electrolytic filler of the invention does not cause solidification, has low passivation rate, and has good electrolytic efficiency and waste removal ability by reducing the mutual interference movement between particles and optimizing the specific surface area, thereby reaching the treatment standard of intelligent green ecological city.

【技术实现步骤摘要】
一种铁碳微电解填料及其使用方法
本专利技术涉及废水技术处理领域，特别涉及一种铁碳微电解填料及其使用方法。
技术介绍
智慧城市”是在城市运行和发展的各个环节，充分利用各种现代化信息处理技术，使城市管理更科学，使市民生活更美好，使经济发展更具竞争力，使城市发展保持可持续性。现阶段国际上的智慧城市建设，因经济发展水平与地理区域的不同决定了城市建设的侧重点不同，绿色生态文化城市是其中一个重要分支。如何采用可持续发展城市解决方案，在力争取得城市可持续性发展的同时，维持环保与经济之间的平衡，是这类智慧城市关注的方向。城市治理中，如何有效利用宝贵的水资源，保护日益受损的水环境是重要课题，因此简捷、高效的污水处理技术是建设生态型智慧城市亟需的。铁碳微电解技术处理污水，因其工艺简单、操作方便而在近年来受到广泛重视。该电解技术具体为，利用金属腐蚀原理形成原电池，通过一系列作用对有机物进行电化学处理。在含有传导性电解质的环境中，铁屑和炭粒形成无数个微小的原电池，在其作用空间形成一个电场，新生态的[H]、Fe2+等与环境中的有机物发生氧化还原反应，破坏有机物中的某些基团，甚至使其断链，达到对有机物分解的作用。生成的Fe2+进一步氧化为Fe3+，它们的水合物具有较强的吸附絮凝作用，实现对有机物的吸附。但大量研究结果表明，该法在应用中存在诸多缺陷，例如，填料运行一段时间后，由于铁的腐蚀，容易出现结块和沟流，使铁碳微电解填料处理效果降低，或者铁消耗完毕后，碳层难以剥落，会导致碳层和铁的氧化产物重重包裹在填料的表面，简单的冲洗难以保证产品表面的即时更新，导致反应效果下降。专利201010150149.X公开了一种规整化铁碳微电解填料的制备方法，该制备方法直接将铁粉和碳粉混合高温煅烧，并限定组成成份铁粉、粘土和碳粉的直径，避免填料的板结、钝化问题，但是经此法生成的填料由于铁元素跟碳元素紧密粘结在一起，造成粒子相互运动干扰多，会严重影响电解反应的除废效果。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够进行高效电解反应的铁碳微电解填料及其使用方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。根据本专利技术的一个方面，提供一种铁碳微电解填料，该铁碳微电解材料是以混合矿物质为基，混合若干铁铝微球和铜碳微球而成，其中铁铝微球的成份为铁粉、铝渣和表面活性剂，铜碳微球的成份为活性碳粉和铜屑，混合矿物质的成份为膨胀珍珠岩、膨化云母石、膨化蛭石和高岭土。膨化云母石为120～200目，膨胀珍珠岩为90～150目，膨化蛭石为80～100目。优选，铁铝微球中，铁粉为67～70份，铝渣为3～11份，表面活性剂为4～8份；铜碳微球中，活性碳粉为15～27份，铜屑为3～9份；混合矿物质中，膨胀珍珠岩为8～12份，膨化云母石为5～7份，膨化蛭石为3～6份，高岭土为5～11份。优选，铁粉和碳粉为120～180目，铝渣和铜屑的直径为0.1～0.5mm。优选，表面活性剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯、聚山梨酯中的一种或多种。优选，膨化云母石为200目，膨胀珍珠岩为150目，膨化蛭石为100目。优选，铁铝微球的直径为0.5～1.2mm，铜碳微球的直径为1～1.5mm，铁铝微球的个数为4000～8000个，铜碳微球的个数为1500～2200个。根据本专利技术的另一方面，提供一种铁碳微电解材料的使用方法，具体为：将铁碳微电解材料浸没于需处理废水中，在曝气条件下进行，并保持气水体积比为1.5～2.5:1，处理时间为300min～500min。优选，气水体积比为2:1，处理时间为400min。本专利技术的铁碳微电子填料，将电解池的正负极做成大量微球分散设置，其中铁粉、铝渣和表面活性剂混合生成作为电解池正极的铁铝微球，活性碳粉和铜屑混合生成作为电解池负极的铜碳微球，然后使用膨胀珍珠岩、膨化云母石、膨化蛭石和高岭土的混合物为基，将两类微球高温烧结在一起。铁铝微球和铜碳微球的分散设置，能够降低电子间的相互运动干扰，从而提高电解反应的除废效率。本铁碳微电解填料中，膨化云母石、膨胀珍珠岩和膨化蛭石均是由对应的云母石、珍珠岩和蛭石经高温煅烧膨胀而成，其膨胀特性均能够使微电解材料的基体具备蓬松孔隙结构，从而在填料内部连通各散布的正负极材料间的电子路径，促进微电解反应的发生。本专利技术中，膨化云母石、膨胀珍珠岩、膨化蛭石和高岭土的配比为5～7:8～12:3～6：5～11，且膨化云母石、膨胀珍珠岩和膨化蛭石的粉碎程度呈阶梯式设置，目数范围分别为120～200目、90～150目和80～100目，经实验证明，如此设置能够使基体具有合适的比表面积，孔径率达85％以上，且孔径位于0.8～2mm之间，进而使微电解填料中能够与废水中污染物的接触面积达到95％以上，使形成的铁碳微电解填料具有较强净水能力。另外，铁铝微球和铜碳微球作为电解池的正负极，分散于基体中，能够降低电子间的相互运动干扰，从而提高电解反应的除废效率。此外，铁铝微球中含有表面活性剂，还能够降低微球的表面张力，使污水能够跟铁铝微球表面充分接触，促进电解反应的发生。另外膨胀珍珠岩、膨化云母石、膨化蛭石和高岭土因自身含有金属成分，均能够促进电解反应发生，提升本微电解材料的净水能力。基于以上，本专利技术的优点在于：1.本专利技术通过减少粒子间的相互干扰运动以及优化比表面积，使铁碳微电解填料具有良好的电解效率和除废能力。2.本专利技术的铁碳微电解填料，不会造成板结，钝化率小。3.本专利技术的铁碳微电解填料的各组成材料易于回收利用，能够节省成本。具体实施方式下面将更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然本说明书中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。根据本专利技术的实施方式，提出一种铁碳微电解填料及其使用方法，下面将通过具体实施例的形式对本专利技术进一步说明。实施例1铁碳微电解材料X1是以膨胀珍珠岩、膨化云母石、膨化蛭石和高岭土的混合物为基，融合若干铁铝微球和铜碳微球而成，其中铁铝微球的成份为铁粉、铝渣和表面活性剂，铜碳微球的成份为活性碳粉和铜屑。铁碳微电解材料X1中，膨胀珍珠岩为8份，膨化云母石为7份，膨化蛭石为3份，高岭土为5份，铁粉为67份，铝渣为3份，表面活性剂为4份，活性碳粉为15份，铜屑为9份；其中，膨化云母石为120目，膨胀珍珠岩为90目，膨化蛭石为80目，铝渣和铜屑的直径均为0.1mm，铁粉和活性碳粉为120目；铁铝微球的直径为0.5mm，铜碳微球的直径为0.5mm，铁铝微球的个数为8000个，铜碳微球的个数为2200个。铁碳微电解材料X1的使用方法包括：将铁碳微电解材料X1浸没于需处理废水中，在曝气条件下进行，并保持气水体积比为1.5:1，处理时间为300min。实施例2铁碳微电解材料X2是以膨胀珍珠岩、膨化云母石、膨化蛭石和高岭土的混合物为基，融合若干铁铝微球和铜碳微球而成，其中铁铝微球的成份为铁粉、铝渣和表面活性剂，铜碳微球的成份为活性碳粉和铜屑。铁碳微电解材料X2中铁粉为70份，铝渣为11份，表面活性剂为8份，膨化云母石为5份，膨胀珍珠岩为12份，膨化蛭石为6份，高岭土为11份，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁碳微电解材料，其特征在于，所述铁碳微电解材料是以混合矿物质为基，混合若干铁铝微球和铜碳微球而成，其中所述铁铝微球的成份为铁粉、铝渣和表面活性剂，所述铜碳微球的成份为活性碳粉和铜屑，所述混合矿物质的成份为膨胀珍珠岩、膨化云母石、膨化蛭石和高岭土；其中，所述膨化云母石为120～200目，所述膨胀珍珠岩为90～150目，所述膨化蛭石为80～100目。

【技术特征摘要】
1.一种铁碳微电解材料，其特征在于，所述铁碳微电解材料是以混合矿物质为基，混合若干铁铝微球和铜碳微球而成，其中所述铁铝微球的成份为铁粉、铝渣和表面活性剂，所述铜碳微球的成份为活性碳粉和铜屑，所述混合矿物质的成份为膨胀珍珠岩、膨化云母石、膨化蛭石和高岭土；其中，所述膨化云母石为120～200目，所述膨胀珍珠岩为90～150目，所述膨化蛭石为80～100目。2.如权利要求1所述的铁碳微电解材料，其特征在于，所述铁铝微球中，铁粉为67～70份，铝渣为3～11份，表面活性剂为4～8份；所述铜碳微球中，活性碳粉为15～27份，铜屑为3～9份；所述混合矿物质中，膨胀珍珠岩为8～12份，膨化云母石为5～7份，膨化蛭石为3～6份，高岭土为5～11份。3.如权利要求1所述的铁碳微电解材料，其特征在于，所述铁粉和所述活性碳粉为120～180目，所述铝渣和铜屑的直径为0.1～0....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建荣，吴珺，杨利宁，商丽华，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33