电场淋滤重金属装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于污泥酸淋洗与重金属分离装置，特别设及一种电场淋滤装置。
【背景技术】
[0002] 污泥为污水处理厂的副产物，市政污泥含有丰富的氮、憐、有机质等营养物质，污 泥的±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 重金属主要包括化、ω、化、化、Ni、化、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。
[0003] 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，降低污泥的抑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，且植物对上壤有一定的要求。电动修 复技术于20世纪80年代开始利用在±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W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。运种方法适用于±壤原位修复， 用于污泥的重金属去除研究较少。
【发明内容】
[0004] 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。
[0005] 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W将污泥含水率降低至60% W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W强化运种淋洗作用，在电渗透作用下，酸液还可W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。
[0006] 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W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。 阳007] 本实用新型的技术方案如下：
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 所述阳极与阴极的电场间距为5mm~50mm。 W11] 本实用新型进行电场淋滤重金属的方法，将含水率40% W上的污泥加压注入淋洗 与脱水的电场腔体中，污泥在电场中由进口匀速向出口移动，同时打开电场供电电源，并让 酸液经阳极的注液孔加压注入，在电场产酸和氧化作用W及注入酸液的共同作用下，对污 泥中的重金属的有害物质进行淋洗，使得难溶重金属充分溶解到溶液中，并在电场作用下 从阴极侧随脱水液分离出来，净化后的污泥经出口排出。进而实现了重金属淋洗与脱出的 同时作用。
[0012] 所述的电源为直流电源或脉冲式电源，电压范围为20V~100V。
[0013] 所述的供电方式为连续方式或间歇方式。
[0014] 所述的阳极板由导电材料制成，导电能力强，耐酸腐蚀并耐氧化；阴极板为网状或 多孔板电极，具有导电和耐酸碱特性。
[0015] 供电装置为直流电源或脉冲式电源，供电方式为连续方式或间歇方式。连续供电 方式由直流电源持续供电实现，间歇方式可由直流电间隔通断的方式来实现，即在某一时 间段通电，某一时间段断电的方式。脉冲供电方式可最简单的商业电源作电源，脉冲波 形无特别要求，占空比可依具体情况调节。
[0016] 本实用新型采用的淋洗液为有机酸、无机酸或强氧化剂溶液等。对于有机酸，通过 前人实验比较，去除效果最好的为巧樣酸，巧樣酸可络合多种重金属离子，不具有选择性； 是一种小分子有机酸，在环境中易降解；价格低廉处理成本小。无机酸主要选用盐酸、硝酸 等，无机酸酸性较强，对重金属的溶出效果较好，但会对污泥和±壤的物理性质、化学性质 产生一定影响，需控制好用量。强氧化剂可有效去除污泥中有机态的重金属，所W将氧化剂 与无机酸混用可提高重金属去除率，所用的强氧化剂通常为双氧水，同样需要控制好用量。 所用的有机酸一般易生物降解，二次污染很小；无机酸和强氧化剂溶液等对环境具有二次 污染风险，主要危害是具有一定的腐蚀性，使用前需要进行小试实验后确定最佳投放量，w 减少二次污染。
[0017] 本实用新型具有W下特点及优点：（1)本实用新型采用电场加酸淋滤重金属，可 同时去除多种重金属，适用范围广；(2)在酸的作用下，污泥中的重金属向可溶解态转化， 在电场的作用下，