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      一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置制造方法

      文檔序號:4853116閱讀:262來源:國知局
      一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置制造方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置,本發(fā)明由電化學(xué)反應(yīng)器、陰極電極、陽極電極和陽離子交換膜組成,所述電化學(xué)反應(yīng)器整體為圓柱體由由外圓柱筒、內(nèi)圓柱筒、圓形底板和兩塊弧形固定膜支架夾板組成。所述的內(nèi)圓柱筒中心處設(shè)置有陰極電極,外圓柱筒內(nèi)側(cè)設(shè)置有貼合環(huán)形陽極電極,所述的固定膜夾板為兩邊半圓形支架用于固定陽離子交換膜,將其固定在內(nèi)圓柱筒和弧形固定膜支架夾板之間,電化學(xué)反應(yīng)器底部排水管位于內(nèi)圓柱筒底部中心處,進料管與出料管對稱位于外圓柱筒外側(cè),并與加壓泵相連接,陰陽級與電源相連接。本發(fā)明具有制作成本低,操作簡單,處理效率高,可將重金屬與廢棄物分離并資源化回收等優(yōu)點。
      【專利說明】—種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本 發(fā)明涉及廢棄物處理及資源化【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種電化學(xué)去除并回收固廢
      中重金屬裝置。
      【背景技術(shù)】
      [0002]由于目前中國對于重金屬的開采、冶煉和加工,造成不少重金屬如鉛、貢、鎳、鎘等進入到大氣、水、土壤中而引起嚴重的環(huán)境污染。重金屬具有富集性,很難在環(huán)境中降解,而其毒性大對動植物均會造成傷害,我國GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,GB4284-84《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》對排放的廢水中和農(nóng)用污泥中的重金屬含量有明確的規(guī)定。因此需要對廢水、土壤和污泥中的重金屬進行去除。而重金屬在我國的多種工業(yè)中起著至關(guān)重要的作用,對于從固體廢棄物中回收重金屬使其資源化的研究可以達到降低環(huán)境污染與資源浪費的雙重目的,具有一定的經(jīng)濟價值與環(huán)境效益。
      [0003]目前對重金屬的處置方法主要有微生物法、化學(xué)法、植物修復(fù)法和電化學(xué)法等。由于電化學(xué)方法操作簡單,運行穩(wěn)定,不容易造成二次污染等具有一定優(yōu)勢。但是,傳統(tǒng)的處理裝置將廢棄物放置于陰陽級之間,在陰極室與陽極室內(nèi)均加入電解液,而無法充分利用電流效率,并且增加了離子遷移長度而導(dǎo)致處理效率較低的問題,而且主要停留在“無害化”階段。因此改進處理裝置是電化學(xué)法去除并回收廢棄物中重金屬的關(guān)鍵。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有處理裝置的不足,提出了一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬的裝置,且設(shè)備成本低,運行方便,操作簡單。
      [0005]一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置,包括電化學(xué)反應(yīng)器、陰極電極、陽極電極和陽離子交換膜;
      所述的電化學(xué)反應(yīng)器,由外圓柱筒、內(nèi)圓柱筒、圓形底板和兩塊弧形固定膜支架夾板組成;外圓柱筒和內(nèi)圓柱筒的兩個底面開放,且同軸固定在圓形底板上,圓形底板直徑與外圓柱筒直徑相同,外圓柱筒、內(nèi)圓柱筒和圓形底板圍成一個圓形的內(nèi)空間和一個環(huán)形的外空間,內(nèi)圓柱筒側(cè)壁上開有兩個對稱的弧形通孔,圓形底板圓心處設(shè)置有出水管,外圓柱筒下半部分對稱設(shè)置有進料管與出料管;內(nèi)圓柱筒外側(cè)設(shè)有兩個弧形固定膜支架夾板,每個弧形固定膜支架夾板上開有一個與內(nèi)圓柱筒弧形通孔大小一致的弧形通孔,內(nèi)圓柱筒弧形通孔與弧形固定膜支架夾板的弧形通孔對應(yīng)設(shè)置,所述的陽離子交換膜設(shè)置在內(nèi)圓柱筒與弧形固定膜支架夾板之間;在內(nèi)圓柱筒、陽離子交換膜和弧形固定膜支架夾板之間加裝防水墊片;所述的陰極電極為圓柱形電極,設(shè)置在內(nèi)圓柱筒軸心處,所述的陽極電極為環(huán)形筒狀電極,貼合在外圓柱筒的內(nèi)側(cè)壁上,陰極陽極分別與電源相連,進料管和出料管上分別設(shè)有閥門,并分別接有壓力泵,所述的出水管上也設(shè)置有閥門。
      [0006]所述電源為穩(wěn)壓直流電源;所述的圓柱形電極為柱形不銹鋼電極;環(huán)形筒狀電極為環(huán)形釕鉬鈦合金電極;將陰極電極與陽極電極進行調(diào)換,陰極電極改變?yōu)橥矤瞽h(huán)形電極貼合在外圓柱筒的內(nèi)側(cè)壁上,陽極電極改變?yōu)橹坞姌O放置在內(nèi)圓柱筒軸心處,陽離子交換膜替換為陰離子交換膜,此時外圓柱筒為陰極室,內(nèi)圓柱筒為陽極室。
      [0007]本發(fā)明的優(yōu)點:有效利用了陰陽極電化學(xué)反應(yīng)的作用,增加了廢棄物與電極的有效接觸面積,增加了廢棄物與電解液之間的膜交換面積,減少了離子遷移距離,重金屬去除率高,電能利用率高,同時改善了重金屬回收的問題,可以達到降低污染和資源回收的雙重目的,兼具環(huán)境價值及經(jīng)濟效益。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0008]圖1為本發(fā)明的裝置示意圖;
      圖2為本發(fā)明的反應(yīng)器主體三維示意圖;
      圖3為本發(fā)明反應(yīng)器環(huán)形固定膜支架夾板示意圖;
      圖4為本發(fā)明反應(yīng)器裝配圖。
      【具體實施方式】
      [0009]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述,但本發(fā)明的適用范圍不限于此。
      [0010]如圖1所示,一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置,包括電化學(xué)反應(yīng)器、陰極電極1、陽極電極3、穩(wěn)壓直流電源5和陽離子交換膜2 ;
      如圖2、3、4所示,所述的電化學(xué)反應(yīng)器,由外圓柱筒8、內(nèi)圓柱筒7、圓形底板12和兩塊弧形固定膜支架夾板13組成;外圓柱筒和內(nèi)圓柱筒的兩個底面開放,且同軸固定在圓形底板上,圓形底板直徑與外圓柱筒直徑相同,外圓柱筒、內(nèi)圓柱筒和圓形底板圍成一個圓形的內(nèi)空間和一個環(huán)形的外空間,內(nèi)圓柱筒側(cè)壁上開有兩個對稱的弧形通孔,圓形底板圓心處設(shè)置有出水管10,外圓柱筒下半部分對稱設(shè)置有進料管11與出料管9 ;內(nèi)圓柱筒外側(cè)設(shè)有兩個弧形固定膜支架夾板,每個弧形固定膜支架夾板上開有一個與內(nèi)圓柱筒弧形通孔大小一致的弧形通孔,內(nèi)圓柱筒弧形通孔與弧形固定膜支架夾板的弧形通孔對應(yīng)設(shè)置,所述的陽離子交換膜設(shè)置在內(nèi)圓柱筒與弧形固定膜支架夾板之間;在內(nèi)圓柱筒、陽離子交換膜和弧形固定膜支架夾板之間加裝防水墊片;所述的陰極電極I為圓柱形不銹鋼電極,設(shè)置在內(nèi)圓柱筒軸心處,所述的陽極電極3為筒狀釕鉬鈦合金電極,貼合在外圓柱筒的內(nèi)側(cè)壁上,陰極陽極分別與穩(wěn)壓直流電源5相連,進料管和出料管上分別設(shè)有閥門,并分別接有壓力泵6,所述的出水管上也設(shè)置有閥門4。
      [0011]實施例1
      本實施例處理的廢棄物為杭州市七格污水廠二沉池污泥,采用的陽極為釕鉬鈦合金筒狀環(huán)形電極,陰極為不銹鋼圓柱形電極。所述陰極陽極與恒壓恒流直流電源相連接,電壓為15V,電解液為0.05mol/L氯化鈉溶液1.5L,室溫條件下電解96h。
      [0012] 污泥處理工藝流程如下:將陽離子交換膜與墊片夾附在內(nèi)筒外壁與兩塊環(huán)形支架板之間,支架板用螺絲螺母旋合。將所述的陽極電極與外筒內(nèi)壁貼合放置,把需處理的污泥通過進料口加入環(huán)形外筒中,通過出料口、管道和閥門經(jīng)加壓泵導(dǎo)入電化學(xué)反應(yīng)器,將調(diào)配好的電解液加入到內(nèi)筒中,固定好陰極電極,通過直流電源向反應(yīng)器中的電極上加直流電壓,污泥經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)器、管道、閥門和加壓泵循環(huán)混合,處理完后從出料口排出,處理后電解液經(jīng)反應(yīng)器底部出水口排出,固液分離回收重金屬沉淀,干燥至恒重。
      [0013]試驗結(jié)果如表1所示:
      【權(quán)利要求】
      1.一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置,包括電化學(xué)反應(yīng)器、陰極電極、陽極電極和陽離子交換膜; 其特征在于:所述的電化學(xué)反應(yīng)器,由外圓柱筒、內(nèi)圓柱筒、圓形底板和兩塊弧形固定膜支架夾板組成;外圓柱筒和內(nèi)圓柱筒的兩個底面開放,且同軸固定在圓形底板上,圓形底板直徑與外圓柱筒直徑相同,外圓柱筒、內(nèi)圓柱筒和圓形底板圍成一個圓形的內(nèi)空間和一個環(huán)形的外空間,內(nèi)圓柱筒側(cè)壁上開有兩個對稱的弧形通孔,圓形底板圓心處設(shè)置有出水管,外圓柱筒下半部分對稱設(shè)置有進料管與出料管;內(nèi)圓柱筒外側(cè)設(shè)有兩個弧形固定膜支架夾板,每個弧形固定膜支架夾板上開有一個與內(nèi)圓柱筒弧形通孔大小一致的弧形通孔,內(nèi)圓柱筒弧形通孔與弧形固定膜支架夾板的弧形通孔對應(yīng)設(shè)置,所述的陽離子交換膜設(shè)置在內(nèi)圓柱筒與弧形固定膜支架夾板之間;所述的陰極電極為圓柱形電極,設(shè)置在內(nèi)圓柱筒軸心處,所述的陽極電極為環(huán)形筒狀電極,貼合在外圓柱筒的內(nèi)側(cè)壁上,陰極陽極分別與電源相連,進料管和出料管上分別設(shè)有閥門,并分別接有壓力泵,所述的出水管上也設(shè)置有閥門。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置,其特征在于:所述電源為穩(wěn)壓直流電源。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置,其特征在于:所述的圓柱形電極為柱形不銹鋼電極。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置,其特征在于:環(huán)形筒狀電極為環(huán)形釕鉬鈦合金電極。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置,其特征在于:在內(nèi)圓柱筒、陽離子交換膜和弧形固定膜支架夾板之間加裝防水墊片。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)去除并回收固廢中重金屬裝置,其特征在于:將陰極電極與陽極電極進行調(diào)換,陰極電極改變?yōu)橥矤瞽h(huán)形電極貼合在外圓柱筒的內(nèi)側(cè)壁上,陽極電極改變?yōu)橹坞姌O放置在內(nèi)圓柱筒軸心處,陽離子交換膜替換為陰離子交換膜。
      【文檔編號】C02F11/00GK103896468SQ201410123861
      【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
      【發(fā)明者】胡勤海, 蕭晨霞, 田耘, 裴毓雯, 張旭 申請人:浙江大學(xué)
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