[发明专利]利用生物沥滤耦合电极电渗析技术回收电镀污泥中重金属的装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用生物沥滤耦合电极电渗析技术回收电镀污泥中重金属的装置及方法，包括阴极室和阳极室，还包括：设置在所述阴极室和阳极室之间的生物沥滤室，所述的生物沥滤室内设置有搅拌桨和pH测定感应探头；设置在所述阴极室内第一参比电极和阴极电极；设置在所述阳极室内第二参比电极和阳极电极；所述的第一参比电极和第二参比电极通过导线与外接电源连接；所述的阴极电极和阳极电极通过导线与电化学工作站连接。本发明装置可通过利用生物沥滤增加生物沥滤室电镀污泥重金属以离子态溶出，并实现阴阳离子分离，在阴极室实现Cu、Zn、Cr、Ni等金属的回收。

技术领域

本发明涉及重金属回收技术领域，具体涉及一种利用生物沥滤耦合电极电渗析技术回收电镀污泥中重金属的装置及方法。

背景技术

生物沥滤是利用微生物产酸而将固体中的金属溶出的技术。该技术最早应用于利用细菌处理低品位、分散、难处理的矿称为生物浸矿或生物湿法冶金。生物沥滤的研究主要集中在利用氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌的混合菌两个方向。生物淋滤法耗酸少、运行成本低、实用性强，是经济有效、具有潜力的重金属去除方法。

电渗析技术(ED)由德国科学家Morse和Pierce在1903发现，是膜分离技术的一种。它是在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的淡化、浓缩、精制或纯化的目的。

该技术由于操作简便和无污染等特点，广泛运用于脱盐和工业废水的处理。对于工业废水的处理主要集中在含盐、金属和放射性物质等废水的处理方面，对于危险废物处理方面的研究却很少。

电镀污泥从1998首次列入危险废物之后，便一直被收录在《国家危险废物名录》中。其通常含有大量重金属(Cr、Zn、Cu、Fe、Ni等)，成分复杂，危害隐患大，具有易迁移、含水率高、灰分高、热稳定性高等特点,中国每年约会产生1000万吨的电镀污泥(Electroplating sludge，EPS)，但仅仅在中国，每年也会浪费超过10万吨以电镀污泥形式存在的有价值的重金属。电镀污泥的处置成本高，倘若处置不善，可能会出现雨水淋溶、挥发迁移的现象，对人体以及环境带来严重潜在危害。另一方面，由于电镀污泥含有大量具有回收价值的重金属，是潜在的资源，因此更大程度上地降低重金属毒性并实现有价金属的回收、再利用成为研究重点，回收重金属不仅能创造经济效益也会产生一定的生态效益，实现双赢。

生物沥滤技术及相关电渗析技术单独应用于电镀污泥重金属回收时存在效率不高，成本高，运行时间长等缺点，而生物沥滤技术与电渗析技术耦合应用于电镀污泥重金属回收国内外鲜有报道，且反应参数优化不到位。

发明内容

本发明提供了一种利用生物沥滤耦合电极电渗析技术回收电镀污泥中重金属的装置及方法，该装置可通过利用生物沥滤增加生物沥滤室电镀污泥重金属以离子态溶出，并实现阴阳离子分离，在阴极室实现Cu、Zn、Cr、Ni等金属的回收。

一种利用生物沥滤耦合电极电渗析技术回收电镀污泥中重金属的装置，包括阴极室和阳极室，还包括：

设置在所述阴极室和阳极室之间的生物沥滤室，所述的生物沥滤室内设置有搅拌桨和pH测定感应探头；

设置在所述阴极室内第一参比电极和阴极电极；

设置在所述阳极室内第二参比电极和阳极电极；

所述的第一参比电极和第二参比电极通过导线与外接电源连接；

所述的阴极电极和阳极电极通过导线与电化学工作站连接。

本发明中，在中间生物沥滤室添加了电机与搅拌桨，实现自动搅拌，一方面可以保证氧气浓度充足的菌种生长条件，另一方面有助于减少电镀污泥的沉降，尽可能保持待处理悬浊液均匀，便于提高处理效果。在中间生物沥滤室添加了pH测定感应探头，可实现实时监测pH变化情况，并呈现于显示控制面板上。