利用直流电场处理淤泥上清液中重金属的装置的制作方法

本实用新型属于重金属处理技术，特别是涉及一种利用直流电场处理淤泥上清液中重金属的装置。

背景技术：

重金属具有毒性强、易积累、不可降解等特性，在环境中备受关注。湖泊水体中重金属元素除小部分游离于水体外，绝大部分通过各种生物和理化作用富集于底泥中，而底泥中的重金属在一定条件下也可能重新释放到水中，导致二次污染。因此水中重金属含量也是水环境质量的重要指标，因此需要对上清液中的重金属进行处理，以防危害人类、水生植物及动物的生命健康。

目前，常见的含重金属废水处理方法主要有物理法、生物法和化学法。物理处理法主要包含溶剂萃取分离、离子交换法、膜分离技术及吸附法；生物处理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，包括生物吸附、生物絮凝、植物修复等方法；化学法主要包括化学沉淀法和电解法，主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理，而淤泥上清液中重金属含量较低，用传统的电化学法处理电流效率较低、电能消耗较高。

技术实现要素：

实用新型目的：针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种能够有效浓缩去除低浓度重金属离子、操作方便、不需要消耗化学药品的利用直流电场处理淤泥上清液中重金属的装置。

技术方案：本实用新型所述的一种利用直流电场处理淤泥上清液中重金属的装置，包括反应槽，所述反应槽内相对平行放置有阴极和阳极，所述阴极和阳极连接至直流电源，所述反应槽内的阴极和阳极之间依次安置聚乙烯阴离子交换膜和聚乙烯阳离子交换膜，所述聚乙烯阳离子交换膜和聚乙烯阴离子交换膜分别通过隔板固定；在直流电场的作用下，溶液中的离子作定向迁移，分别形成清室和浓室，所述浓室出水排入漏斗继续处理后排出，所述清室出水直接排出。

优选的，所述阴极材料采用石墨，所述阳极采用不锈钢材料。

优选的，所述阴极和阳极极间的距离为2-40cm；在阴极和阳极之间依次安置两组聚乙烯阴离子交换膜和聚乙烯阳离子交换膜。

所述直流电源电压为0-60V。

所述隔板材料为硬聚氯乙烯。

所述漏斗上部投放CaO或Ca(OH)2，下部设置过滤介质，过滤介质为砂、砾石或两者的组合。

工作原理：采用本申请装置处理时，由于淤泥上清液中重金属含量较低，因此需要浓缩后处理，将浓缩后的淤泥上清液加入反应槽中，在直流电场的作用下，溶液中的离子作定向迁移，由于阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来，阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来，截留下离子的为浓室，否则为清室，由此达到分离浓缩的目的，其中清室中的出水可达到排放要求直接排出，浓室出水为浓缩后的废水，后续可通过漏斗加入石灰粉生成沉淀后回收。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：(1)在直流电场的作用下，以电位差为动力，离子透过选择透过性膜迁移，浓室不断接收清室中的重金属离子，使浓室中重金属离子浓度不断升高，而清室中的阴离子与阳离子则分别穿过阴膜以及阳膜迁离清室，使清室中重金属离子浓度不断下降，达到浓缩淤泥上清液的目的。(2)均匀电场可均匀高效浓缩低浓度重金属离子，安全环保，设备简单，操作方便。

附图说明

图1是本申请装置结构示意图；

图2为图1中反应槽的俯视图。

具体实施方式

下面结合实施例以及附图对本申请作出详细说明。

如图1和图2所示的一种利用直流电场处理淤泥上清液中重金属的装置，包括反应槽1，反应槽1内相对平行放置有石墨阴极2和不锈钢阳极3，阴极2和阳极3外连直流电源；结合图2，反应槽1内的阴极2和阳极3之间依次安置两组聚乙烯阴离子交换膜9和聚乙烯阳离子交换膜4，上述聚乙烯阳离子交换膜4和聚乙烯阴离子交换膜9均分别通过隔板5固定，其中隔板5具体为硬聚氯乙烯；通电后在直流电场的作用下，待处理溶液中的离子作定向迁移，分别形成如图所示的出水可达到排放要求的清室6和聚集了拦截下的离子的浓室7，浓室7出水排入漏斗8继续处理后排出。漏斗8上部投放CaO或Ca(OH)2，下部设置过滤介质，过滤介质为砂、砾石或两者的组合。在浓室7和清室6对应的反应槽1底部设有排水口，反应完成后通过管道连接排水口，排出相应的出水。

采用本申请装置处理时，由于淤泥上清液中重金属含量较低，因此需要浓缩后处理，将浓缩后的淤泥上清液加入反应槽中，在直流电场的作用下，溶液中的离子作定向迁移，由于阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来，阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来，截留下离子的为浓室，否则为清室，由此达到分离浓缩的目的，其中清室中的出水可达到排放要求直接排出，浓室出水为浓缩后的废水，后续可通过漏斗加入石灰粉生成沉淀后回收。