低浓度重金属废水的处理方法、处理装置及应用与流程

本发明涉及废水处理，尤其涉及一种低浓度重金属废水的处理方法、处理装置及应用。

背景技术：

1、现有技术中在微晶石墨的深加工与利用方面，常优先使用浮选法对微晶石墨矿石进行初步的提纯，脱除其中夹杂的杂质矿物及各类化学元素。在该过程中往往会将原有的赋存在矿石中的重金属元素活化，并随浮选浆液迁移至浮选尾矿废水中。该废水中常含有一些重金属离子，如：zn2+、pb2+、mn2+、cu2+、ni2+等。当前常通过浓缩，将固液分离后，固体废弃物常用来建筑材料，制砂等用途，而废水则由于重金属等有害物质浓度较低及酸碱度达标，常采用直接排放的方式处理。

2、然而，虽然上述废水中的重金属含量是达标的，但废水量大，微量的重金属污染物在土壤中仍然会富集。富集后，将对环境造成严重的破坏，主要通过改变土壤碳循环速率、氮元素的吸收、土壤生物群落、离子交换速率以及代谢物质结构和活性，影响植物的生长发育，例如cu2+、cd2+、hg2+在低浓度条件下对呼吸强度具有促进作用，随着浓度的升高呼吸作用开始受到抑制。当重金属进入植物体后，能够阻碍植物体正常的水分运输，改变气孔阻力，降低蒸腾作用。在细胞中，重金属物质会一方面使类囊体基粒消失或出现空洞，叶绿素合成减少，光合作用强度降低；另一方面通过改变线粒体内电子传递链相关酶的活性，对植物呼吸作用产生影响。

3、鉴于浮选尾矿废水中重金属对环境的污染常因在土壤中长期排放造成重金属物质富集引发，并且目前缺乏对选矿废水中的重金属物质进行针对性的处理。因此如何能够提高重金属污染物处理的便捷性和及时性对避免重金属污染具有作用和重要的环保意义急需如果对选矿废水中重金属含量进行进一步

4、含重金属废水常因导入污水处理站的成本压力，以及废水本身污染物含量较低等因素，使得企业直接排放进入渗水池，进而污染土壤和地下水；亦或排入城市污水管道或江河湖海，对环境造成间歇性破坏。

5、因此如何低成本且便捷性地完成浮选过程中进行重金属的补收，以减少重金属的排放，降低重金属处理的成本，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低浓度重金属废水的处理方法、处理装置及应用。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、第一方面，本发明提供一种低浓度重金属废水的处理方法，其包括：

4、使低浓度重金属废水与铁单质和碳材料组成自电解反应体系进行自发电解反应；

5、并且在所述自电解反应体系中设置电极，并施加脉冲电流，在所述自发电解反应进行的同时同步进行外加电解反应，以使所述低浓度重金属废水中的重金属离子被去除。

6、第二方面，本发明还提供一种上述处理方法在处理微晶石墨矿石的浮选废水中的应用。

7、第三方面，本发明还提供一种低浓度重金属废水的处理装置，其包括内电解模块和外电解模块；所述内电解模块包括电解反应池以及填充于所述电解反应池中的铁单质和碳材料，所述铁单质和碳材料能够与低浓度重金属废水共同组成自电解反应体系；所述外电解模块包括电源以及电极，所述电极设置于所述电解反应池中，所述电源能够通过所述电极向所述自电解反应体系施加脉冲电流。

8、基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

9、本发明所提供的技术方案针对低浓度的重金属废水进行了专门设计，通过由废水、铁单质和碳材料构成的原电池体系发生的自发电解反应和外界施加的脉冲电流引起的外加电解反应的相互协同作用，显著提高了电化学反应对于低浓度的重金属离子的捕获程度，进而能够显著降低低浓度重金属废水中的重金属含量，避免了低浓度重金属废水的长期排放对于自然环境的危害性。

10、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。

技术特征：

1.一种低浓度重金属废水的处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述低浓度废水是指其中的重金属离子含量在排放标准以下的废水；

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述铁单质与碳材料组成多孔的填料，所述低浓度重金属废水填充进入所述填料的孔隙中形成所述自电解反应体系；

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述电极包括相对设置的阳极板和阴极板；

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述阳极板和阴极板的间距为8-12mm；

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述脉冲电流的阴极电流密度为20-40ma/cm2，脉冲周期为2-4s，占空比为50-25％。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包括：

8.权利要求1-7中任意一项所述的处理方法在处理微晶石墨矿石的浮选废水中的应用。

9.一种低浓度重金属废水的处理装置，其特征在于，包括内电解模块和外电解模块；

10.根据权利要求9所述的处理装置，其特征在于，所述电极表面包裹有多孔隔离层，以使所述电极与铁单质和碳材料电性隔离；

技术总结
本发明公开了一种低浓度重金属废水的处理方法、处理装置及应用。所述处理方法包括：使低浓度重金属废水与铁单质和碳材料组成自电解反应体系进行自发电解反应；并且在自电解反应体系中设置电极施加脉冲电流，同步进行外加电解反应，以使所述低浓度重金属废水中的重金属离子被去除。本发明所提供的技术方案针对低浓度的重金属废水进行了专门设计，通过由废水、铁单质和碳材料构成的原电池体系发生的自发电解反应和外界施加的脉冲电流引起的外加电解反应的相互协同作用，显著提高了电化学反应对于低浓度的重金属离子的捕获程度，进而能够显著降低低浓度重金属废水中的重金属含量，避免了低浓度重金属废水的长期排放对于自然环境的危害性。

技术研发人员：毋应科,王洁,向富维,李子坤,黄友元
受保护的技术使用者：深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16