[发明专利]养殖循环海水中重金属的电化学去除方法

说明书

技术领域：

本发明属于水处理技术领域，具体地涉及一种养殖循环海水中重金属铜、锌、铅、汞、镉的电化学去除方法。

背景技术：

二十一世纪初，渔业生产处于由捕捞到养殖、由产量到质量转型期，中国的高效、集约化水产养殖进入发展快轨道。工厂化循环水养殖与传统养殖方式相比，具有节水、节地、高密度集约化、无季节影响性和排放可控的特点，符合可持续发展的要求，是未来水产养殖方式转变的必然趋势。由于养殖水体资源循环利用，该技术中核心要素之一是主动控制水质。迄今为止，基于物理、化学及生物原理的诸多技术(包括沉淀池、砂滤罐、弧形筛、泡沫分离、臭氧消毒装置、紫外线消毒器、生物滤池、液氧增氧、人工湿地等)被应用于养殖循环水处理，以期精确控制再生水中的营养盐、化学需氧量(COD)、药残、废弃物等。然而，有研究明确表明水体中重金属的存在不但会影响水生动物的生长，而且不易被生物降解。此外，重金属在生物体内蓄积会显著降低水产品品质，带来食用安全风险。未来社会对高品质食品的要求势必对水产品中的重金属含量提出越来越高的要求，因此，养殖环境中重金属的控制也是构建无公害化生产质量标准体系的必然要求。目前对废水中重金属的去除方法主要有以下几种：

化学沉淀法(李定龙，姜晟.重金属废水处理的方案比较研究.工业安全与环保，2005，31(12)，18-19)。原理是在含有重金属的废水中加入化学物质进行反应，使呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的沉淀化合物而去除。虽然工艺简单成熟，但需要化学试剂量大，易造成二次污染；重金属的后续移除困难。

气浮法(F.Fu，Q.Wang.Removal of heavymetal ions from wastewaters：Areview.Journal of Environmental Management，2011，92(3)，407-418.)。利用气泡的吸附作用将重金属的化学反应沉淀物或络合物分离去掉，具有设备简单、占地面积小、适于间歇操作的特点，但同样需要成份复杂的化学试剂，操作繁琐，不易自动化。

离子交换法(F.Fu，Q.Wang.Removal of heavymetal ions from wastewaters：Areview.Journal of Environmental Management，2011，92(3)，407-418；D.W.O’Connell，C.Birkinshaw，T.F.O’Dwyer.Heavymetal adsorbents prepared from the modification of cellulose：A review.Bioresource Technology，2008，99(15)，6709-6724.)。利用离子交换剂与废水中重金属离子发生离子交换作用，从而分离出重金属离子。优点是处理容量大，出水水质好，可回收重金属资源，无二次污染。缺点树脂易受污染或氧化失效，再生频繁，反应周期长，操作费用高。

膜分离法(F.Fu，Q.Wang.Removal of heavymetal ions from wastewaters：Areview.Journal of Environmental Management，2011，92(3)，407-418；M.A.Barakat，E.Schmidt.Polymer-enhanced ultrafiltration process for heavymetals removal from industrial wastewater.Desalination，2010，256(1-3)，90-93.)。利用水分子可以透过的特殊半透膜截留污染物，具有高效、无相变、节能、设备简单、操作方便、不加化学试剂等优点，但膜组件昂贵，再生困难。