申请日2016.08.25
公开(公告)日2016.12.14
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12; C02F101/20; C02F101/18; C02F103/16
摘要
本发明公开了一种快速去除污泥中重金属的装置及其去除方法，该装置包括在施加电压后用以形成电场的阴极和阳极以及处于阴极和阳极间形成的电解室，阴极和阳极均以回转电极的方式工作，并且阳极的回转电极的回转方向为顺时针方向，阴极的回转电极的回转方向为逆时针方向;电解室采用污泥带式压滤机的压滤方式或采用污水处理生物转盘工艺的回转圆盘方式中之一的方式加压使得阴极和阳极间的距离在1 mm至3mm之间，电解室中的电解液为污泥的溶出液，使得电沉积出的物质在溶出液中浓缩。
摘要附图
权利要求书
1.一种快速去除污泥中重金属的装置，包括在施加电压后用以形成电场的阴极和阳极以及处于阴极和阳极间形成的电解室，其特征是：所述的阴极和阳极施加电压后均以回转电极的方式工作，并且阳极的回转电极的回转方向为顺时针方向，所述的阴极的回转电极的回转方向为逆时针方向;所述的电解室采用污泥带式压滤机的压滤方式或采用污水处理生物转盘工艺的回转圆盘方式中之一的方式加压使得阴极和阳极间的距离在1 mm至3mm之间，所述的电解室中的电解液为污泥的溶出液，使得电沉积出的物质在溶出液中浓缩。
2.根据权利要求1所述的一种快速去除污泥中重金属的装置，其特征是：所述的阴极和阳极间设置有隔离物，所述的隔离物为阴/阳离子交换膜或微多孔膜，所述的阴极和阳极通过加压的方式使得阴极和阳极间的距离在1 mm至2mm之间。
3.根据权利要求1所述的一种快速去除污泥中重金属的装置，其特征是：当电解室采用污泥带式压滤机的压滤方式时，所述的阴极和阳极为并列的复合式结构。
4.根据权利要求1所述的一种快速去除污泥中重金属的装置，其特征是：所述的阴极和阳极均为碳素板、外敷导电膜的金属板、耐腐蚀性金属板中的一种或多种的复合结构。
5.根据权利要求1所述的一种快速去除污泥中重金属的装置，其特征是：所述的阴极的作用为使溶出液中的金属电沉积;所述的阳极的作用为对溶出液的电解酸化处理。
6.根据权利要求5所述的一种快速去除污泥中重金属的装置，其特征是：所述的阳极电解酸化处理的物质为氰化物。
7.根据权利要求1所述的一种快速去除污泥中重金属的装置，其特征是：所述的阳极为铁、镁、钼中的任意一种或者为其合金制作而成，该阳极通过电解酸化处理能够实现磷酸的浓缩。
8.一种快速去除污泥中重金属的装置的去除方法，其特征是：该方法包括以下步骤：
1)：对回转电极对的阴极和阳极施加电压;并且阴极形成的回转电极和阳极形成的回转电极的回转方向相反;
2)：使污泥沿阴极形成的回转电极和阳极形成的回转电极回转的咬合方向进入到电解室，同时污泥中的溶出液充满电解室作为电解液;
3)：电解室内污泥中的重金属在回转电极产生的电场的作用下向阴极移动富集;
4)：同时，污泥在阴极和阳极间设置的阴/阳离子交换膜或微多孔膜作用下，污泥中的大分子物质得以和水分实现固液分离;最终实现重金属的回收暨同步脱水。
说明书
一种快速去除污泥中重金属的装置及其去除方法
技术领域
本发明涉及环境保护领域污泥中重金属的处理技术，特别涉及一种重金属和氰化物去除、磷回收的电解/电渗析处理装置，具体地说是一种快速去除污泥中重金属的装置及其去除方法。
背景技术
在我国约有电镀厂15000个,年均电镀废水排放量高达40亿吨,占总工业废水排放量的1/6,但其中约有50%的电镀废水未达到国家排放标准。因此，如何去除或降低电镀污泥中重金属含量已成为城市污泥处置和资源化必须解决的问题。同时，我国市政污泥的年产量约为6000万吨，这些污泥的处理处置问题也一直困扰着科研工作者，污泥中较高的重金属含量即是其中关键的限制因素。
在现有技术中，电镀废水重金属治理方法主要包括：化学法、生物法、物化法和电化学法、植物提取法等。其中化学法包括:沉淀法、氧化法、还原法、中和法和气浮法;生物法包括:生物絮凝法、生物吸附法和生物化学法，比如可以通过细菌对污泥中铁和硫的氧化作用，使污泥中氧的还原电位升高pH值降低，从而使重金属发生溶解，然后采用直接或间接淋滤法将溶解的重金属淋滤出来，降低重金属含量，生物法一般受到细菌的生存限制、硫酸盐污染、处理后污泥的酸度等条件的限制;物化法包括离子交换法、膜分离法、吸附法和蒸发浓缩法;电化学法包括原电池法、电渗析法、电凝聚气浮法、电化学氧化法和电化学还原法;植物提取法是利用专性植物的根系超量吸收一种或几种污染物，特别是有毒重金属，并将其转移到植物茎叶，然后收割茎叶，异地处理。植物法受到植物种类，农艺性状，病虫害防治等方面的限制。
电动修复技术是一种有效去除污染物的方法，它的基本原理是在固相/液相系统中插入电极，通过施加微弱直流电形成电场，利用直流电场产生的各种电动力学效应，使污染物发生迁移并富集于阴极区，从而将污染物去除。它具有试剂用量少、操作简单、去除效率高、处理时间短、能同时去除几种重金属等优点，对于容重大、孔隙度低和渗透率低的污染物介质也具有较好的修复效果。然而，虽然电动修复技术可以应用于重金属污染水体的治理，具体到对电镀污泥以及市政污泥中重金属的去除，该技术研究还需进一步的完善。
在电动修复技术的应用过程中，容易受到电场作用效率低等因素的限制，因而较难实现污泥中快速有效的去除。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供应用于电镀污泥中重金属和氰化物去除、磷回收处理的一种快速去除污泥中重金属的装置及其去除方法。该装置通过旋转电极和微多孔膜的设置，实现了污泥中重金属的连续快速去除，并且该去除方法高效、简单。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种快速去除污泥中重金属的装置，包括在施加电压后用以形成电场的阴极和阳极以及处于阴极和阳极间形成的电解室，阴极和阳极均为回转电极，并且阳极的回转电极的回转方向为顺时针方向，阴极的回转电极的回转方向为逆时针方向;电解室采用污泥带式压滤机的压滤方式或采用污水处理生物转盘工艺的回转圆盘方式中之一的方式加压使得阴极和阳极间的距离在1 mm至3mm之间，电解室中的电解液为污泥的溶出液，使得电沉积出的物质在溶出液中浓缩。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：
上述的阴极和阳极间设置有隔离物，隔离物为阴/阳离子交换膜或微孔滤膜，阴极和阳极通过加压的方式使得阴极和阳极间的距离在1 mm至2mm之间。
当电解室采用污泥带式压滤机的压滤方式时，阴极和阳极为多个并列的复合式结构。
上述的阴极和阳极均为碳素板、外敷导电膜的金属板、耐腐蚀性金属板中的一种或多种的复合结构。
上述的阴极的作用为使溶出液中的金属电沉积;所述的阳极的作用为对溶出液的电解酸化处理。
上述的阳极电解酸化处理的物质为氰化物。
上述的阳极为铁、镁、钼中的任意一种或者为其合金制作而成，该阳极通过电解酸化处理能够实现磷酸的浓缩。
本发明还提供了一种快速去除污泥中重金属的装置的去除方法，该方法包括以下步骤：
1)：对阴极和阳极施加电压以形成回转电极;并且阴极形成的回转电极和阳极形成的回转电极的回转方向相反;
2)：使污泥沿阴极形成的回转电极和阳极形成的回转电极回转的咬合方向进入到电解室，同时污泥中的溶出液充满电解室作为电解液;
3)：电解室内污泥中的重金属在回转电极产生的电场的作用下向阴极移动富集;
4)：同时，污泥在阴极和阳极间设置的阴/阳离子交换膜或微多孔膜作用下，污泥中的大分子物质得以和水分实现固液分离;最终实现重金属的回收暨同步脱水。
与现有技术相比，本发明的阴极和阳极均为回转电极，也就是说阴极和阳极均为旋转的旋转电极，并且阴极形成的旋转电极与阳极形成的旋转电极的旋转方向相反，旋转电极能使污泥中的重金属在电场的作用下向阴极移动富集，从而实现了污泥中重金属去除的目的，同时本发明在阴极和阳极设计有隔离物，隔离物能使污泥中的水分与污泥实现固液两相分离，因此能在回收污泥中重金属的同时完成污泥脱水。