《[2017年整理]煤矸石在水处理中的应用—免烧结微电结填料实验研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[2017年整理]煤矸石在水处理中的应用—免烧结微电结填料实验研究（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、煤矸石在水处理中的应用免烧结微电结填料实验研究张恒基 1，冯强龙（1.天津大学，化工学院，博士 710119）（摘要) 本研究公开了一种利用煤矸石来代替传统铁碳微电解填料中的活性炭，同时应用免烧结微电解填料方法制得新型煤矸石型免烧结铁碳微电解填料，本研究【煤矸石在废水处理中应用免烧结微电结填料实验研究】中新型免烧结煤矸石型铁碳微电解填料最优配方比例为：煤矸石颗粒 46mm，100120 份质量/83100 份体积（粉末含量 20%50%） ；铁粉 300 目,100 份质量/40 份体积；铜粉 300 目,2 份质量/1 份体积；水泥 PC425，2836份质量/23.431 份体积（水泥体积
2、和整体体积比例为 1/5 到 1/7 之间） 。本新型煤矸石型铁碳微电解填料整体效果达标，但还不能达到理想的处理效果。优化更加经济、高效、易控、适应性的新型煤矸石型免烧结微电解填料水处理技术，以进一步改善处理效果是以后研究的重点，也可为今后煤矸石在废水处理体系中的综合开发利用以及免烧结微电解填料做做工艺的优化研究提供些许参考。（关键词）微电解；免烧结；煤矸石，水处理。Experimental study on the application of micro electric filler node and non sintered coal gangue in wastewater trea
3、tmentZhang Hengji 1, Feng Qianglong(1 Tianjin University, School of chemical engineering, 710119)(Abstract) this study discloses a use of coal gangue to replace the traditional iron carbon micro electrolysis activated carbon filler, and application of non sintering system a new method of micro elect
4、rolysis packing type unburned coal gangue with iron carbon micro electrolysis packing, the study of coal gangue application in wastewater treatment - free sintering micro experimental study in the new packing electrical junction and non sintered coal gangue iron carbon micro electrolysis packing rat
5、io: the optimal formula of coal gangue 46mm, 100120 quality /83100 volume (20%50% powder content); iron powder 300 mesh, 100 copies of quality /40 volume; copper powder 300 mesh, 2 copies of quality /1 volume; cement PC425, 2836 quality /23.431 volume (volume of cement and the overall volume ratio o
6、f 1/5 to 1/7). The overall effect of the standard model of coal gangue iron carbon micro electrolysis packing, but also can not achieve the ideal processing effect. Optimization of more economical, efficient, easy to control, adaptive model of coal gangue type unburned node micro electrolysis packin
7、g water treatment technology, to further improve the treatment effect is the focus of future research, but also for the future of coal gangue in wastewater treatment system of comprehensive development use and non sintered micro electrolysis packing recreating process of optimized research to provid
8、e some reference.(keywords) micro electrolysis; non sintered coal gangue, waste water treatment.0引言煤矸石是煤矿开采、洗选加工过程中产生的废石。据不完全统计，我国规模较大的矸石山 1600 余座,堆积量 50 亿 t，占我国工业固体废物排放总量的 40%以上，占用土地面积 1.6 万公顷，且堆积量以每年1.5-2 亿 t 的速度增加；煤矸石中含有一定的可燃物,易发生自燃,排放的二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等大量有害气体严重污染大气环境;有害气体伴随雨水渗入地下,对土壤、地下水等资源造成污染,
9、致使农作物减产。可见,煤矸石堆积地面不仅污染环境,破坏生态平衡,而且影响矿区居民的身体健康。现有煤矸石利用方向主要有：1.煤矸石发电，脱硫脱尘有严格要求；2.煤矸石制砖，含盐量过高，易被水冲散；3.回填矿井，须完善煤矸石充填建筑复垦技术、矸石堆（山）防治污染处理及植被绿化技术；4.煤矸石生产复合肥料，易对土壤产生影响。综上所述，总体利用率较低。废水被列为自然公害的首位，微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解、铁还原法、零价铁法等，是基于金属腐蚀的电化学氧化还原原理，将具有不同电极电位的金属与金属（非金属）直接接触，在传导良好的废水中形成微电池的电极反应而使废水净化的。由于
10、其主要使用机加工中产生的废屑为原料，可实现废弃物的资源化利用，且工艺流程简单，投资少、能耗小、运转费用低和普适性强，近十多年来在国内外均受到重视且具有较大的发展，广泛的用于印染、电镀、化工等领域的废水处理，并取得了较好的效果 （1-6） 。传统的铁碳微电解通常使用：一、对进入装置前的反应装置前的污水有严格 ph要求，大多在 2-3 之间；二、一般的微电解填料制作中都在 105。 C 烘干，在进入500。 C 焙烧，最后在 1000。 C 进行烧结，不仅加长了整个制作链条，更增加了建造成本。本发明的目的就是在充分保证微电解功效的前提下，充分利用利用煤矸石达到已废治废的目的，避免传统微电解制作法的
11、不足，提供了一种污水处理用免烧结微电解填料。1实验材料和方法1.1 实验水样及材料实验水样：常州永和 DMF 污水稀释 20倍取样。测定：COD 为 950mg/L，TDS 为1000 mg/L，SS 为 50-60mg/L，ph 为 8.5-9。反应材料：铁粉 300 目，煤矸石颗粒46mm；铜粉 300 目；软锰矿粉，200 目；水泥 PC42.5。 1.2 分析方法及实验仪器江苏盛奥华 6B-12 智能消解仪，江苏盛奥华， 6B-200COD 速测仪;ph 试纸；40cm 锯条，电子天平。1.3 实验方法1.3.1 废水处理型免烧结微电解填料备料：煤矸石颗粒 46mm，100120 份质
12、量/83100 份体积（粉末含量 20%50%） ；铁粉 300 目,100 份质量/40 份体积；铜粉300 目,2 份质量/1 份体积；水泥PC425，2836 份质量/23.431 份体积（水泥体积和整体体积比例为 1/5 到 1/7 之间） 。i 混料造粒：混合均匀在造粒机内部喷水制成生料；ii 自然通风：自然状态下风干 20-24小时；iii 养护：摊开填料 10%喷水后半分比养护 24 小时，在摊开 10%喷水+半封闭养护24 小时5 天后得到直径在 5-15mm 的半成品,28 天后得到成品。1.3.2 中和浓酸型免烧结微电解填料备料：煤矸石颗粒 46mm，120 份质量/100
13、 份体积（粉末含量 20%50%） ；锰矿粉200 目,24 份质量/20 份体积；铜粉 300 目,2 份质量/1 份体积；水泥 PC425，24 份质量/20 份质量。 i 混料造粒：混合均匀在造粒机内部喷水制成生料；ii 自然通风：自然状态下风干 20-24 小时；iii 养护：摊开填料 10%喷水后半分比养护24 小时，在摊开 10%喷水+半封闭养护 24小时5 天后得到直径在 5-15mm 的半成品 28 天后得到成品（效果及应用本文暂不诠释） 。1.3.3 试验工艺：调酸-PH 调节到 2.0酸曝-污水均质化并提高污水的 H+及污水的氧化电位； WDJ01-PH 到 4.5 左右，
14、产生Fe2+并微电解有机物；调碱-Fe2+-Fe3+成絮过程中进行对有机物吸附、网捕及沉淀达到从水中去除 COD 的目的。2.结果与讨论2.1 选用不同含碳材料做阴极与铁粉配伍选定水泥体积为总用料体积 1/7 用料。阴极选取不同碳类材料（石墨粉 200 目；活性炭粉 200 目，含 35%粉末的活性炭颗粒46mm，含 35%粉末的煤矸石颗粒 46mm） ；阳极选用不同铁粉目数，进行配伍，对成品成型情况以及强度（锯断次数）进行考察，其结果如表 1。表 1 更换含碳材料做阴极材料和铁粉目数对成品成型情侣和强度的影响有表 1 可知，在水泥使用比例不变的情况下，成品强度受材料，材料尺寸和整体粉末与颗粒
15、比例有密切关系，强度考察下，配伍中含碳类阴极材料选用含有粉末的煤矸石总体表现更优。2.2 铁粉粒径变化对成球硬度和微电解体系剥落量影响2.2.1 铁粉粒径变化对成球强度影响在煤矸石 120 份质量；铁粉 100 份质量；铜粉 2 份质量；水泥体积为总体的1/7（质量为 28 份）时，考察铁粉粒径引起成品强度变化，铁粉粒径和锯断次数结果见图 1。20 40 100 130 200 300050100150200锯 断 次 数锯 断 次 数图 1 铁粉粒径变化对成球强度影响由图 1 可以看成品强度比较大，总体强度趋势随着铁粉目数的增大而减小。2.2.2 铁粉粒径变化对微电解体系剥落量影响在煤矸石
16、120 份质量；铁粉 100 份质量；铜粉 2 份质量；水泥体积为总体的1/7（质量为 28 份）时，考察铁粉粒径变化和成品整球消耗完后铁粉剥落量关系的结果见图 220 40 100 130 200 3000.00%5.00%10.00% 微电解剥落量微 电 解 剥 落 量图 2 铁粉粒径变化对微电解体系剥落量影响由图 2 可知，随着铁粉颗目数的增加，剥落量减小，且铁粉目数达到 300 目时，剥落的铁粉为铁粉总量的 7%。综上所述，铁粉目数选定为 300 目。2.3 水泥含量对成品的强度和微电解时间，剥落量，钝化的影响2.3.1 水泥含量对成品的强度的影响在煤矸石 120 份质量；300 目铁粉 100份质量；铜粉 2 份质量时，考察水泥和总体体积比引起成品强度变化，不同水泥外总体体积好水泥体积比例对锯断次数影响的结果见图 3。20 目 40 目100目130目200目300目成型 成型 粉化 粉化 粉化 粉化石墨粉182 176 0 0
