專利名稱：一種處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置的制作方法
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(dòng)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(dá)2050mg / L，鉛的濃度可達(dá)12. 3mg / L，鋅的濃度可達(dá)130mg / L，鈣的濃度甚至高達(dá) 4300mg / L0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(bào)道，我國受鎘、 砷、鉻和鉛等重金屬污染的耕地面積近ZXio11m2,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(dòng)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(dòng)電技術(shù)僅應(yīng)用于重金屬污染土壤的修復(fù)，其主要機(jī)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(dá)到修復(fù)的目的。 然而，將動(dòng)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(bào)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(dòng)電復(fù) 合技術(shù)處理垃圾滲濾液中重金屬的裝置，以期達(dá)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(dá)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(fù)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(jìn)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(shí)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(shí)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(dá) 500m2/g以上，大部份的陽離子、水分子和一定大小的有機(jī)分子均可直接被吸附進(jìn)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(shí)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(shí)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(shí)保證吸附劑內(nèi)部的重金屬離子能夠在動(dòng)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(gè)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(shí)可更換循環(huán)液，而含有大量重金屬離子的循環(huán)液進(jìn)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(jìn)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(dòng)電復(fù)合技術(shù)為理論基礎(chǔ)，將吸附裝置和電解裝置進(jìn)行有機(jī)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(jìn)入反應(yīng)裝置時(shí)，其中的重金屬離 子首先被吸附劑所吸附除去，與此同時(shí)，停留在垃圾滲濾液中的重金屬離子會在動(dòng)電作用 下進(jìn)行遷移，一部分進(jìn)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(shí)，吸附在吸附劑上的重金屬離子會在動(dòng)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(jìn)入陰陽極
室；
(3)重金屬離子在動(dòng)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(qiáng)化；
(4)吸附劑上的重金屬離子可在動(dòng)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。


圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-直流穩(wěn)壓穩(wěn)流設(shè)備，2-陽極室，3-陰極室，4-石墨陽極，5-石墨陰極， 6-循環(huán)液室，7-恒流泵，8-磁力攪拌器，9-碎石子層，10-凹凸棒石粘土層，11-集水槽， 12-隔水膜。
具體實(shí)施例方式處理垃圾滲濾液中重金屬裝置的一種結(jié)構(gòu)如圖1所示，陽極區(qū)和陰極區(qū)分別 設(shè)于吸附室的左右兩端，并通過隔水膜12與吸附室分隔開。吸附室內(nèi)的吸附層由上中下三 層構(gòu)成，其中上下兩層為碎石子層9，中間層為凹凸棒石粘土層10，吸附室的最下層為集水 槽11。陽極區(qū)包括陽極室2、陽極4、循環(huán)液池6、恒流泵7和磁力攪拌器8，陽極室2設(shè)于 隔水膜12之后，陽極4設(shè)于陽極室2內(nèi)，循環(huán)液池6位于陽極室2外，循環(huán)液池6的入口通 過管路與陽極室2的出口相通，循環(huán)液池6的出口通過管路與陽極室2的入口相通，恒流泵 7設(shè)在循環(huán)液池6與陽極室2之間的管路上；磁力攪拌器8設(shè)在陽極室2的下部。在陽極 室2和循環(huán)液池6內(nèi)裝有循環(huán)液。陰極區(qū)包括陰極室3、陰極5、另一個(gè)循環(huán)液池6、另一個(gè)恒流泵7和另一個(gè)磁力攪 拌器8，陰極室3設(shè)于隔水膜12之后，陰極5設(shè)于陰極室3內(nèi)，循環(huán)液池6位于陰極室3外， 循環(huán)液池6的入口通過管路與陰極室3的出口相通，循環(huán)液池6的出口通過管路與陰極室 3的入口相通，恒流泵7設(shè)在循環(huán)液池6與陰極室3之間的管路上；磁力攪拌器8設(shè)在陰極 室3的下部。在陰極室3和循環(huán)液池6內(nèi)裝有循環(huán)液。陽極4和陰極5分別與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流設(shè)備1的正負(fù)極相連。上述裝置的工作過程
垃圾滲濾液從吸附裝置的上部進(jìn)入，首先經(jīng)過最上層的碎石子，將其內(nèi)部粒徑較大的 物質(zhì)除去；然后進(jìn)入凹凸棒石粘土吸附層，吸附去除滲濾液中的部分重金屬離子。與此同 時(shí)，接通直流穩(wěn)壓穩(wěn)流設(shè)備1，開啟恒流泵7及磁力攪拌器8，動(dòng)電過程開始進(jìn)行。滲濾液中 的重金屬離子一部分經(jīng)過遷移進(jìn)入陽極室2或陰極室3，一部分則由于和吸附劑有效碰撞 次數(shù)的增加而被吸附去除。反應(yīng)后的滲濾液經(jīng)最下層碎石子的深度過濾吸附后，由集水槽 11排出。在無垃圾滲濾液進(jìn)入反應(yīng)裝置時(shí)，吸附劑上的重金屬離子會在動(dòng)電作用下解吸， 繼而遷移進(jìn)入陰陽極室，從而使得吸附劑得以再生。
權(quán)利要求
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(fù)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。
全文摘要
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(fù)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(qiáng)化，吸附劑上的重金屬離子可在動(dòng)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。
文檔編號C02F9/06GK101921030SQ20101024613
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者付玉玲, 孫亞兵, 徐建華, 李振玉, 王惠英, 王瑾瑜, 繆虹, 鄒婷, 陳穎 申請人:南京大學(xué)