[发明专利]一种铁碳微电解填料的制备方法

说明书

本发明涉及废水处理技术领域，特别是一种铁碳微电解填料的制备方法，包括如下几个步骤：1)采用原位聚合技术制备预乳液，分批次加入缓冲剂、铁粉、碳粉、石墨烯、引发剂、pH调节剂、聚苯乙烯泡沫滤珠，使预乳液与固体颗粒充分乳化、交联后，得到铁碳浆料；把铁碳浆料注入模具、烘干、造粒；2)造粒后加入到丙酮催化釜中，恒温振荡5～20min造孔后即得填料产品；3)使用后的含有聚苯乙烯丙酮溶液可作为胶黏剂反应液继续使用。通过上述方案，解决传统微电解材料易板结，易氧化，反应速度降低的问题以统填料制备过程中需要高温烧结，成本高、耗能高等问题。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别是一种铁碳微电解填料的制备方法。

背景技术

目前铁碳微电解制备技术，主要有三类：

1.铁采用铸铁切削粉末状下脚料，主成分为铁元素，包含碳、硅、锰等成分，直接投入水中，进行有机物的降解，有一定效果，但是实际存在板结，钝化，后处理困难等问题。

2.滚筒式碳床，将铁粉和碳按比例加入滚筒，利用滚筒转动带动铁粉和碳粉的转动，有效解决板结问题。但是存在装置复杂，粉状颗粒物沉淀不好除去，反应速率不好控制，使用寿命不高的缺点。

3.铁粉中加入碳粉，加入粘合剂(黏土)经压制成型后无氧烧结成规整填料，处理废水有较好的效果，解决板结和粉末沉淀的问题。专利CN201510941513、CN201711140917等都有公开，只是在制备中增加金属催化剂和造孔剂，进一步提高性能。由于烧结过程中，存在能源损耗和环境污染，CN201410336347公开一种免烧型的微电解制备方法，用于解决制备过程麻烦的问题，但是由于粘结剂中增加了水泥、硅酸钠等用于增加铁碳球刚性的物质，保证球在使用中不碎，同时利用无机催化剂(硫酸钠，碳酸钠)等可溶性物质为造孔剂。但是水泥等材料的使用，用量少了粘结效果不好，用量多了，影响铁碳球的导电性，增加了微电解反应的欧姆极化。无机催化剂虽可以造孔，但是增加了废水中无机盐含量，加剧了水质的进一步硬化。

为解决传统微电解材料易板结，易氧化，反应速度降低的问题，和传统铁碳填料需经过高温烧结成本高的问题，开发出一种免烧结原位聚合铁碳微电解填料。该填料具有表面粗糙多孔，硬度与烧结填料相当，导电性好，反应速率快，制备时间短等优点，适合各种酸、碱性废水的处理。

术语解释：微电解法一般以颗粒活性碳，煤渣或其他导电惰性物质为阴极，还原铁为阳极构成一个个微小的原电池反应，从而处理废水的电化学技术。该法作为一种废水处理技术，是基于电化学氧化还原的基础上，通过氧化还原，絮凝沉淀，电化学附聚，物理吸附等综合作用处理废水。

发明内容

本发明提供了一种铁碳微电解填料的制备方法，解决传统微电解材料易板结，易氧化，反应速度降低的问题以及现有产品经过高温烧结成本高的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种铁碳微电解填料的制备方法，包括如下几个步骤：

1)采用原位聚合技术制备预乳液，分批次加入缓冲剂、铁粉、碳粉、石墨烯、引发剂、pH调节剂、聚苯乙烯泡沫滤珠，使预乳液与固体颗粒充分乳化、交联后，得到铁碳浆料；把铁碳浆料注入模具、烘干、造粒；

2)造粒后加入到丙酮催化釜中，恒温振荡5～20min造孔后即得填料产品；

3)使用后的含有聚苯乙烯丙酮溶液可作为胶黏剂反应液继续使用。

作为进一步技术方案，所述步骤1中预乳液制备过程如下：

称取重量份乳化剂0.12份和去离子水12份于烧杯中，放在磁力搅拌器上搅拌混溶，调节转速为150r/min；称取所需丙烯酸单体10份，待乳化剂与去离子水完全互溶后，调节磁力搅拌器的转速为500r/min，将单体缓慢加入其中搅拌乳化备用。