[发明专利]一种旋流电渗滤回收装置及其在处理污泥中重金属的应用

说明书

本发明提供了一种旋流电渗滤回收装置及其在处理污泥中重金属的应用，该装置包括筒体、阳极棒、旋流单元、过滤组合层和阴极液循环系统，所述阴极液循环系统包括阴极液室和循环管路，所述筒体的轴向两端分别设为污泥入口和污泥出口，所述筒体包括内筒和外筒，在内筒与外筒之间设置过滤组合层和阴极液室，所述阳极棒设置在筒体内，所述过滤组合层包括远离内筒设置的阳离子透过膜；该应用包括步骤1、将所述阴极液填充在阴极液室，并将所述旋流电渗滤回收装置通电，步骤2、采用污泥泵将污泥经污泥入口送入所述旋流电渗滤回收装置中以去除重金属。本发明应用于污泥中重金属的去除，操作简单，具有去除效率高、能耗低以及环保的技术优势。

技术领域

本发明涉及重金属回收技术领域，具体涉及一种旋流电渗滤回收装置及其在处理污泥中重金属的应用。

背景技术

随着城镇污水处理行业的快速发展，使得污水处理中副产物的污泥产量也相应增多。而在污水处理过程中会有超过一半的重金属转移到污泥中，导致污泥中重金属的含量普遍增加。污泥中虽然含有较多的氮、磷等营养物质，可以作为肥料供农业使用，但是在污泥中还存在含量较高的重金属时，若作为肥料供农业使用不仅会引起土壤重金属污染，还会增加农产品的重金属含量；当产生降水时，污泥中一部分重金属进入地表径流和地下渗流并随水流迁移，进而对地表水和地下水造成二次污染。因此，如何去除污泥中的重金属是当前污泥资源化利用必须解决的问题。

目前，对于污泥中重金属的处理有主要有两种方式，一种是将污泥中的重金属固定，另一种方式是将重金属从污泥中去除。重金属固定技术能在一定时期一定程度上减轻重金属的危害，但只能起到缓解作用，并不能从根本上降低重金属的含量。当外界环境发生改变时，被固定的重金属存在被释放的风险。而去除污泥中重金属方法主要有：(1)化学淋滤法，此方法去除污泥重金属的效果良好，然而酸化污泥需要消耗大量的化学试剂，且难以妥善处理高浓度的重金属淋出液，因而此方法费用较高，实际操作复杂且不环保；此外，酸化处理在一定程度上会溶解污泥中的氮、磷等有机质，降低污泥的肥料价值。(2)生物淋滤法，具有耗酸少、运行成本低，实用性较强等优点；然而生物淋滤在自然条件下去除重金属的工艺条件要求较严格，容易受外界条件的干扰，使得重金属去除效果不稳定。(3) 电化学法是一种有效去除污泥中重金属离子的电化学方法，该方法虽然具有去除效率高，处理周期短，没有二次污染，易于回收重金属等优点，但是能耗高，且随着处理时间的延长，阳极容易出现结垢，这样不仅更加耗能，还会因污泥中重金属与阳极接触不完全而降低重金属的去除效果；此外，现有电化学法氧化还原能力有限，直接限制了对可氧化态、可还原态重金属的去除效果。

综上所述，急需一种旋流电渗滤回收装置及其在处理污泥中重金属的应用以解决现有电化学方法存在的对污泥中重金属的去除效率低、能耗高以及不环保的问题。

发明内容

本发明第一目的在于提供一种旋流电渗滤回收装置，具体技术方案如下：

一种旋流电渗滤回收装置，包括筒体、阳极棒、旋流单元、过滤组合层和阴极液循环系统，所述阴极液循环系统包括阴极液室和循环管路，所述筒体的轴向两端分别设为污泥入口和污泥出口，所述筒体包括共中心轴线设置的内筒和外筒，在所述内筒与外筒之间沿径向由内至外依次设置过滤组合层和阴极液室，在所述外筒上设有与阴极液室连通的阴极液入口和阴极液出口，所述循环管路的两端分别与阴极液入口和阴极液出口连接，所述外筒与电源的负极连接，在所述内筒上排列设置多个与过滤组合层连通的通孔；

所述阳极棒设置在筒体内且二者的中心轴线重合，所述阳极棒与电源的正极连接；

所述旋流单元设置在内筒内且数量为多个，多个旋流单元沿阳极棒长度方向依次间隔设置，每个旋流单元均包括多个环向设置的旋流叶片；

所述过滤组合层包括远离内筒设置的阳离子透过膜。