[实用新型]电场淋滤重金属装置

说明书

技术领域

本实用新型属于污泥酸淋洗与重金属分离装置，特别涉及一种电场淋滤装置。

背景技术

污泥为污水处理厂的副产物，市政污泥含有丰富的氮、磷、有机质等营养物质，污泥的 土地利用越来越受到重视，然而重金属是限制其后续利用的主要原因之一。污泥中的重金属 主要包括Pb、Cd、Hg、Cr、Ni、Cu、Zn、As等，具有隐蔽性、长期性、不可逆转性等特 点，易于通过食物链富集，如处理不当会对人体和动植物造成巨大伤害。

目前重金属的治理方法主要分为稳定化和去除两大类。稳定化技术是通过改变重金属的 存在形态降低其活性和可利用性，然而此法中重金属仍然存在于污泥之中，随着时间的推移 和环境的变化，重金属活性可能将发生改变，仍然有可能造成二次污染。去除法主要有化学 法、微生物法、植物修复法、电动修复法等。化学方法主要是向污泥中投加化学药剂如无机 酸或有机酸等，降低污泥的pH值或提高氧化还原电位，将污泥中的重金属由不溶态向可溶 态或络合态转化，经淋洗后分离。微生物法是通过生物氧化作用将难溶的重金属从固相转移 到液相，从而去除。植物修复法是利用植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用来净化 转移重金属，具有绿色环保等优点，成为近年来研究的热点，但植物生长周期长，修复缓慢， 通常一种植物只能吸收一到两种重金属，且植物对土壤有一定的要求。电动修复技术于20 世纪80年代开始利用在土壤修复中，去除重金属的效果好，能同时去除多种金属。主要原 理是将电极插入污染物并通以电流，污染物发生化学反应，并通过电迁移、电渗透、电泳等 作用向阴极迁移，从而达到去除污染物的目的。这种方法适用于土壤原位修复，用于污泥的 重金属去除研究较少。

发明内容

本实用新型的目的是充分利用电渗透脱水中阳极的酸性和氧化特性，与阳极注酸相结合 提高重金属的淋洗效果，并利用电渗透的快速、高效脱水能力，最大限度将溶解重金属分离， 进而提高重金属的去除效果。该装置及方法可实现重金属酸淋洗和脱除同时进行，具有脱除 速度快、效率高等特点，可用于重金属污染污泥的无害化处理处置。

电渗透脱水(简称电脱水)是污泥深度脱水方法的一种，利用电渗析原理，在电场作用 下可以将污泥含水率降低至60％以下，具有脱水率高、深度快、操作简单等优点，同时兼 有重金属分离和污泥稳定化等作用。在电脱水过程中，因电场阳极附近在电化学作用下具有 较强酸性和强氧化特性，对污泥中的重金属具有淋洗作用。通过阳极不断注入酸液，不仅可 以强化这种淋洗作用，在电渗透作用下，酸液还可以不断从阳极向阴极移动，扩大淋洗范围 和效果，使得更多的重金属融入溶液中，并在电场作用下最大限度实现了污泥中水分的脱出， 进而提高了融溶重金属的脱除效果。

电脱水技术是现有的物料脱水技术，在常规电脱水过程中，因阳极产酸和强氧化条件， 可以对污泥中的重金属等物质具有溶解作用，溶解后的重金属随水溶液被电场脱出，具有一 定的重金属分离效果，但因电流衰减较快使得产酸较少，溶解与分离的效果十分有限，重金 属脱除率仅能达到10％左右。本实用新型是在此基础上进行创新，不仅强化了对污泥的酸 淋洗过程，更充分利用电脱水的高效脱水特性实现重金属等污染物的快速、高效分离。具体 如下：(1)外加酸性溶液强化污泥的酸淋洗效果，促进更多重金属等物质溶解到污泥内部的 水分中；(2)变成溶解状态的重金属等物质在电场作用下快速、高效的实现与污泥颗粒的分 离，充分利用电脱水高效深度脱水优势实现重金属的高效去除；(3)阳极形式与常规电脱水 显著不同，常规电脱水的阳极仅作为电场电极使用，功能较为简单，本实用新型的阳极不仅 作为电场电极，还具有注入酸性溶液的功能，注入的酸性溶液不仅具有强化淋洗污泥作用， 尚对缓解因阳极电阻急剧增大而引起的电流快速衰减具有重要作用；(4)常规电脱水主要用 于物料的深度脱水，而本实用新型主要目的是对污泥中的重金属等污染物进行分离。

本实用新型的技术方案如下：

一种电场淋滤重金属装置，包括上下两组电极，分别作为淋滤电场的阳极板和阴极板， 两板之间组成淋洗与脱水用电场腔体；阳极为中空平板电极，阴极为金属网状电极，两者 间绝缘布置，且分别与直流电源的正负极相连接。

所述阳极板中在物料接触侧设置有注液孔，可向电场中的污泥注入酸液；阳极板另一 侧设置有淋洗液进口。

所述阳极与阴极的电场间距为5mm～50mm。