申請日2010.08.05

　　公開(公告)日2010.12.22

　　IPC分類號C02F9/06

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置，該裝置包括吸附室、陽極區(qū)和陰極區(qū)，所述陽極區(qū)和陰極區(qū)分別設(shè)于所述吸附室的兩端并通過隔水膜與所述吸附室分隔開;所述吸附室由碎石子層、凹凸棒石粘土層和集水槽構(gòu)成，所述陽極區(qū)包括陽極室和陽極，所述陰極區(qū)包括陰極室和陰極，所述陽極和陰極分別與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流設(shè)備的正負極相連。本發(fā)明的裝置能夠有效吸附垃圾滲濾液中的重金屬離子，使得吸附效果得到強化，吸附劑上的重金屬離子可在動電作用下解吸，繼而遷移至陰陽極室，從而使得吸附劑得以再生。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置，其特征在于該裝置包括吸附室、陽極區(qū)和陰極區(qū)，所述陽極區(qū)和陰極區(qū)分別設(shè)于所述吸附室的兩端并通過隔水膜與所述吸附室分隔開;所述吸附室由上下兩層碎石子層，設(shè)于兩層碎石子層之間的凹凸棒石粘土層，以及設(shè)于下層碎石子層之下的集水槽構(gòu)成;所述陽極區(qū)包括陽極室和陽極，所述陽極室設(shè)于所述隔水膜之后，所述陽極設(shè)于所述陽極室內(nèi);所述陰極區(qū)包括陰極室和陰極，所述陰極室設(shè)于所述隔水膜之后，所述陰極設(shè)于所述陰極室內(nèi);所述陽極和陰極分別與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流設(shè)備的正負極相連。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置，其特征在于所述陽極區(qū)還設(shè)有循環(huán)液池，所述循環(huán)液池的入口通過管路與所述陽極室的出口相通，所述循環(huán)液池的出口通過管路與所述陽極室的入口相通，在所述循環(huán)液池與陽極室之間的管路上還設(shè)有恒流泵。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置，其特征在于所述陽極室的下部設(shè)有磁力攪拌器。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置，其特征在于所述陰極區(qū)還設(shè)有循環(huán)液池，所述循環(huán)液池的入口通過管路與所述陰極室的出口相通，所述循環(huán)液池的出口通過管路與所述陰極室的入口相通，在所述循環(huán)液池與陰極室之間的管路上還設(shè)有恒流泵。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置，其特征在于所述陰極室的下部設(shè)有磁力攪拌器。

　　說明書

　　一種處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于垃圾滲濾液處理領(lǐng)域，具體的說涉及一種采用吸附-動電復(fù)合技術(shù)處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置。

　　背景技術(shù)

　　目前，在我國有70%左右的城市垃圾使用填埋法處理。由于經(jīng)填埋處理的垃圾基本上都未經(jīng)分類處理，致使大量廢舊電子產(chǎn)品和生活垃圾一起堆放，不經(jīng)處理就直接填埋，造成垃圾滲濾液中含有銅、鋅、鐵、鉛等10多種金屬離子。滲濾液中鐵的濃度可高達2050mg/L，鉛的濃度可達12.3mg/L，鋅的濃度可達130mg/L，鈣的濃度甚至高達4300mg/L。

　　重金屬對水體和土壤的污染具有長期累積效應(yīng)和交互作用。據(jù)報道，我國受鎘、砷、鉻和鉛等重金屬污染的耕地面積近2×1011m2，約占總耕地面積的1/5。除此之外，它們還可以通過食物鏈在人體中聚集，給人體健康帶來了巨大危害。因此解決垃圾滲濾液中重金屬污染問題已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境學(xué)界急需解決的重大課題。

　　長期以來，重金屬污染的治理常采用化學(xué)沉淀，混凝，吸附等方法，不僅成本高、效率低且易引起二次污染。

　　動電技術(shù)是一種將電極對插入處理裝置的電極池中，通過施加直流電場，導(dǎo)電介質(zhì)中的帶電離子在電場作用下向相應(yīng)電極區(qū)遷移，污染物通過電遷移和電滲方式離開被處理介質(zhì)而被去除的方法。但目前動電技術(shù)僅應(yīng)用于重金屬污染土壤的修復(fù)，其主要機理是重金屬污染物在電場作用下，通過離子遷移和電滲定向遷移出土壤，從而達到修復(fù)的目的。然而，將動電技術(shù)應(yīng)用于垃圾滲濾液中重金屬治理方面卻鮮有報道。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是針對重金屬污染所造成的緊張局勢，提供一種采用吸附-動電復(fù)合技術(shù)處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置，以期達到緩解這種緊張局勢的目的。

　　本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到：

　　一種處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置，該裝置包括吸附室、陽極區(qū)和陰極區(qū)，所述陽極區(qū)和陰極區(qū)分別設(shè)于所述吸附室的兩端并通過隔水膜與所述吸附室分隔開;所述吸附室由上下兩層碎石子層，設(shè)于兩層碎石子層之間的凹凸棒石粘土層，以及設(shè)于下層碎石子層之下的集水槽構(gòu)成;所述陽極區(qū)包括陽極室和陽極，所述陽極室設(shè)于所述隔水膜之后，所述陽極設(shè)于所述陽極室內(nèi);所述陰極區(qū)包括陰極室和陰極，所述陰極室設(shè)于所述隔水膜之后，所述陰極設(shè)于所述陰極室內(nèi);所述陽極和陰極分別與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流設(shè)備的正負極相連。

　　本發(fā)明中的吸附劑主要采用凹凸棒石粘土，可大大提高吸附效果。凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石為主要組成部分的一種粘土礦，它在本發(fā)明的裝置中不僅能脫色，還可除臭除味，去除重金屬離子和致癌物質(zhì)，還具有一定的選擇性。

　　本發(fā)明吸附室中的吸附劑分三層進行布置，其中最上層與最下層皆為碎石子層，而中間層則為凹凸棒石粘土層。最上層的碎石子層起到過濾垃圾滲濾液中較大粒徑物質(zhì)的作用，同時可少量吸附滲濾液中的重金屬;最下層的碎石子層主要用于防止凹凸棒石粘土隨水流帶走，同時起到深度過濾吸附的作用。凹凸棒石粘土的內(nèi)部多孔道，比表面大，可達500m2/g以上,大部份的陽離子、水分子和一定大小的有機分子均可直接被吸附進孔道中，具有不同尋常的吸附性能。此外，它的電化學(xué)性能穩(wěn)定，在高溫和鹽水中穩(wěn)定性良好。因此，采用凹凸棒石粘土作為吸附劑，可大大提高吸附處理的效果。

　　陽極和陰極均優(yōu)選采用石墨電極。陰極室和陽極室與吸附室的接觸面直接采用隔水膜，且陰極室和陽極室均設(shè)于隔水膜之后。

　　陽極區(qū)還可設(shè)有循環(huán)液池，所述循環(huán)液池的入口通過管路與所述陽極室的出口相通，所述循環(huán)液池的出口通過管路與所述陽極室的入口相通，在所述循環(huán)液池與陽極室之間的管路上還設(shè)有恒流泵。在循環(huán)液池和陽極室內(nèi)裝有循環(huán)液，在恒流泵的作用下在循環(huán)液池與陽極室之間循環(huán)，在降低陽極室內(nèi)重金屬離子濃度的同時將重金屬離子從陽極室中取出。

　　陰極區(qū)還設(shè)有循環(huán)液池，所述循環(huán)液池的入口通過管路與所述陰極室的出口相通，所述循環(huán)液池的出口通過管路與所述陰極室的入口相通，在所述循環(huán)液池與陰極室之間的管路上還設(shè)有恒流泵。在循環(huán)液池和陰極室內(nèi)裝有循環(huán)液，在恒流泵的作用下在循環(huán)液池與陰極室之間循環(huán)，在降低陰極室內(nèi)重金屬離子濃度的同時將重金屬離子從陰極室中取出。

　　陽極室和/或陰極室的下部還可設(shè)有磁力攪拌器，用以緩解重金屬離子所引起的濃度極差，同時保證吸附劑內(nèi)部的重金屬離子能夠在動電作用下，快速轉(zhuǎn)移到陽極室或陰極室。

　　循環(huán)液的存在使得陰陽極室內(nèi)的重金屬離子的濃度可以維持在一個較低的水平，以保證吸附劑中的重金屬離子能順利地轉(zhuǎn)移到陽極室或陰極室，當(dāng)循環(huán)液中重金屬離子濃度較高時可更換循環(huán)液，而含有大量重金屬離子的循環(huán)液進行后續(xù)去除重金屬的處理。陰陽極室與吸附室之間安有隔水膜，它能阻止?jié)B濾液和吸附劑進入陰陽極室，從而保證了重金屬離子的有效去除。

　　本發(fā)明以吸附-動電復(fù)合技術(shù)為理論基礎(chǔ)，將吸附裝置和電解裝置進行有機結(jié)合，能夠有效去除垃圾滲濾液中的重金屬。當(dāng)垃圾滲濾液進入反應(yīng)裝置時，其中的重金屬離子首先被吸附劑所吸附除去，與此同時，停留在垃圾滲濾液中的重金屬離子會在動電作用下進行遷移，一部分進入陽極室或陰極室，一部分則由于與吸附劑的有效碰撞次數(shù)的增加，而被吸附除去。當(dāng)停止輸入垃圾滲濾液時，吸附在吸附劑上的重金屬離子會在動電作用下，以殘留在吸附劑內(nèi)部的水分為介質(zhì)，而向兩極遷移，從而使得吸附劑得以再生。

　　本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

　　(1) 吸附劑采用凹凸棒石粘土，能夠有效吸附垃圾滲濾液中的重金屬離子;

　　(2) 陰陽極室與吸附室的接觸面均安有隔水膜，能防止?jié)B濾液和吸附劑進入陰陽極室;

　　(3) 重金屬離子在動電作用下，與吸附劑的有效碰撞次數(shù)增加，從而使得吸附效果得到強化;

　　(4) 吸附劑上的重金屬離子可在動電作用下解吸，繼而遷移至陰陽極室，從而使得吸附劑得以再生。