沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備和方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于污染修復技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備和方法。電動去除設(shè)備包括電源，所述的電源的正極和負極分別連接陽極電解池和陰極電解池，在陽極電解池和陰極電解池之間設(shè)有沼渣室，所述的陽極電解池通過陽極滲透墻與沼渣室連接，陰極電解池通過陰極滲透墻與沼渣室連接。本發(fā)明專利技術(shù)具有經(jīng)濟、有效、可原位修復、無物質(zhì)添加優(yōu)點。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于污染修復
，涉及一種沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備和方法
技術(shù)介紹
電動修復具有去除效率高、處理時間短、并能同時去除幾種重金屬等特點，特別是對去除導水率較差、含水量高的畜禽糞便發(fā)酵物中重金屬具有非常明顯的優(yōu)勢。電動修復修復技術(shù)是重金屬污染修復的，但是大多都是集中在工業(yè)領(lǐng)域高污染濃度下的去除研究，對中低污染濃度下重金屬的去除研究現(xiàn)階段比較少。畜禽糞便發(fā)酵物迄今，畜禽糞便和沼渣已形成了鉰料化、肥料化、能源化成熟的綜合處理利用模式。但目前我國糞肥重金屬嚴重超標，據(jù)測算，1個年出欄1萬頭的豬場經(jīng)糞便排泄砷150kg銅450－750kg,如果作為肥料施人土壤，將會對農(nóng)田土壤造成嚴重的重金屬污染。對重金屬超標問題處理技術(shù)多采取畜禽糞便、沼渣中的有害物質(zhì)進行簡單稀釋理念，并未真正去除它們中較高濃度的重金屬有害物質(zhì)。因此普遍存在由于農(nóng)田長期施用畜禽糞便、沼渣制作的有機肥，引發(fā)第二次污染，也成為目前中國大面積農(nóng)田土壤重金屬超標的主要原因之一。有研究表明，我國農(nóng)田土壤中重金屬的重要來源之一為畜禽糞便有機肥的施用(Luoetal.,2009)且尤以Cu、Zn的含量上升顯著。迄今，畜禽糞便的重金屬去除處理技術(shù)尚屬空白，有待研究應(yīng)用。本專利技術(shù)能夠提高污染物去除率、降低能耗,并且設(shè)備簡單、成本低廉如中國專利文獻公開了一種豬糞便中重金屬去除技術(shù)[申請?zhí)枺?00810071567.2]，將分別污水通過排污管網(wǎng)集中到集污池，用攪拌機將糞團打散均化，均化后污水通過無堵塞污泥泵送到網(wǎng)篩，進行過濾，將粗渣從污水中分離出來，經(jīng)過分篩后的糞渣再通過螺旋擠壓機擠干去除污水，使豬糞便干渣中的重金屬被除去。該方法實現(xiàn)了豬糞便的安全再利用。但是該方案會產(chǎn)生大量的重金屬污水，后續(xù)處理較為麻煩，且要用到螺旋擠壓機等，設(shè)備投入成本較高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對上述問題，提供一種沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備。本專利技術(shù)的另一目的是提供一種沼渣糞便中超標重金屬的電動去除方法。為達到上述目的，本專利技術(shù)采用了下列技術(shù)方案：一種沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備，包括電源，所述的電源的正極和負極分別連接陽極電解池和陰極電解池，在陽極電解池和陰極電解池之間設(shè)有沼渣室，所述的陽極電解池通過陽極滲透墻與沼渣室連接，陰極電解池通過陰極滲透墻與沼渣室連接。在上述的沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備中，所述的陽極滲透墻包括連通陽極電解池和沼渣室的陽極濾膜組件，所述的陰極滲透墻包括連通陰極電解池和沼渣室的陰極濾膜組件。在上述的沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備中，所述的陽極濾膜組件和陰極濾膜組件分別包括孔徑小于0.45μm的微孔濾膜。在上述的沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備中，所述的陽極電解池和陰極電解池中設(shè)有陽極石墨電極和陰極石墨電極，所述的電源為可調(diào)節(jié)電勢電源。一種沼渣糞便中超標重金屬的電動去除方法，包括以下步驟：A、備料：取用豬糞經(jīng)過好氧發(fā)酵得到的沼渣備用；B、裝填：將沼渣裝入到沼渣室內(nèi)，在陽極電解池、陰極電解池和沼渣室中加入水或電解液；C、電解：啟動電源進行電解，維持一定時間。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的去除重金屬的方法，其特征在于，在步驟B中，所述的電解液為0.01mol/L的NaNO3溶液，所述的沼渣室的液面高度為10cm。在上述的電動去除方法中，所述的沼渣室用帶孔隔板隔成五個反應(yīng)槽，每個反應(yīng)槽的寬度相等，在步驟C電解完成后，測定每個反應(yīng)槽內(nèi)的Zn和Cu的含量，將Zn和Cu的含量合格的反應(yīng)槽內(nèi)的沼渣取出，得到電動去除重金屬的沼渣。在上述的電動去除方法中，在步驟C中，陰極電解池的電勢絕對值高于陽極電解池的電勢。在上述的電動去除方法中，在步驟C中，通電電壓根據(jù)陽極電解池和陰極電解池之間的距離確定，通電總時長為48h。在上述的電動去除方法中，所述的陽極電解池和陰極電解池分別連接有電解液供料裝置和電解液排料裝置，在步驟C進行過程中，電解液供料裝置和電解液排料裝置分別向陽極電解池和陰極電解池補充電解液和排出電解液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點在于：具有經(jīng)濟、有效、可原位修復、無物質(zhì)添加優(yōu)點。附圖說明圖1是本專利技術(shù)提供的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：電源1、陽極電解池2、陰極電解池3、沼渣室4、陽極滲透墻5、陰極滲透墻6、陽極濾膜組件7、陰極濾膜組件8、陽極石墨電極9、陰極石墨電極10、反應(yīng)槽11。具體實施方式下述實施例中所用的試劑，如無特殊說明，可以從常規(guī)生化試劑商店購買得到。以下實施例中的定量數(shù)據(jù)，均設(shè)置三次重復實驗，結(jié)果取平均值。實施例1如圖1所示，本實施例提供了一種沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備，包括電源1，所述的電源的正極和負極分別連接陽極電解池2和陰極電解池3，在陽極電解池2和陰極電解池3之間設(shè)有沼渣室4，所述的陽極電解池2通過陽極滲透墻5與沼渣室4連接，陰極電解池3通過陰極滲透墻6與沼渣室4連接。優(yōu)選方案，陽極滲透墻5包括連通陽極電解池2和沼渣室4的陽極濾膜組件7，所述的陰極滲透墻6包括連通陰極電解池3和沼渣室4的陰極濾膜組件8。陽極濾膜組件7和陰極濾膜組件8分別包括孔徑小于0.45μm的微孔濾膜，微孔濾膜安裝在塑料支架上，塑料支架與沼渣室4的兩端分別固定連接，從而使陽極電解池2和陰極電解池3分別通過微孔濾膜連通沼渣室4。陽極電解池2和陰極電解池3中設(shè)有陽極石墨電極9和陰極石墨電極10，所述的電源1為可調(diào)節(jié)電勢電源，由于沼渣帶有正點，因此在實際操作時需要將陰極電解池3的電勢絕對值高于陽極電解池2的電勢絕對值，用可調(diào)節(jié)電勢電源來調(diào)節(jié)。實施例2本實施例基于實施例1提供的設(shè)備，提供了一種沼渣糞便中超標重金屬的電動去除的方法包括以下步驟：A、備料：取用豬糞經(jīng)過好氧發(fā)酵得到的沼渣備用；B、裝填：將沼渣裝入到沼渣室4內(nèi)，在陽極電解池2、陰極電解池3和沼渣室4中加入水或電解液；電解液為0.01mol/L的NaNO3溶液，所述的沼渣室4的液面高度為10cm，通電電壓根據(jù)陽極電解池2和陰極電解池3之間的距離確定，優(yōu)選，根據(jù)陽極石墨電極9和陰極石墨電極10的距離進行確定，并以2V/cm的距離設(shè)定總電壓，即如陽極石墨電極9和陰極石墨電極10的距離為100cm，則總電壓為200V，當然，電壓也可以根據(jù)實際的生產(chǎn)情況進行調(diào)節(jié)，如調(diào)整為1V/cm、0.5V/cm等，通電總時長為20-100h，優(yōu)選為48h，。C、電解：啟動電源1進行電解，維持一定時間。陰極電解池3的電勢絕對值高于陽極電解池2的電勢。優(yōu)選方案，沼渣室4用帶孔隔板隔成五個反應(yīng)槽11，每個反應(yīng)槽的寬度相等，在步驟C電解完成后，測定每個反應(yīng)槽11內(nèi)的Zn和Cu的含量，將Zn和Cu的含量合格的反應(yīng)槽11內(nèi)的沼渣取出，得到電動去除重金屬的沼渣。再往反應(yīng)槽11中加入新的沼渣，進行上述步驟去除重金屬。在實際操作中，可以分兩種方法添加新的沼渣，一種是直接將新的沼渣裝入到空置的反應(yīng)槽11中；另一種是將其余反應(yīng)槽11中的沼渣取出依次放入到前面的空置的反應(yīng)槽11中，并添加新的沼渣。更優(yōu)選地，陽極電解池2和陰極電解池3分別連接有電解液供料裝置和電解液排料裝置，在步驟C進行過程中，電解液供料裝置和電解液排料裝置分別向陽極電解池2和陰極電解池3補充電解液和排出電解液。在電解過程中，由于帶點金屬離子的遷移，陽極電解池2和陰本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備，包括電源(1)，其特征在于，所述的電源的正極和負極分別連接陽極電解池(2)和陰極電解池(3)，在陽極電解池(2)和陰極電解池(3)之間設(shè)有沼渣室(4)，所述的陽極電解池(2)通過陽極滲透墻(5)與沼渣室(4)連接，陰極電解池(3)通過陰極滲透墻(6)與沼渣室(4)連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備，包括電源(1)，其特征在于，所述的電源的正極和負極分別連接陽極電解池(2)和陰極電解池(3)，在陽極電解池(2)和陰極電解池(3)之間設(shè)有沼渣室(4)，所述的陽極電解池(2)通過陽極滲透墻(5)與沼渣室(4)連接，陰極電解池(3)通過陰極滲透墻(6)與沼渣室(4)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備，其特征在于，所述的陽極滲透墻(5)包括連通陽極電解池(2)和沼渣室(4)的陽極濾膜組件(7)，所述的陰極滲透墻(6)包括連通陰極電解池(3)和沼渣室(4)的陰極濾膜組件(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備，其特征在于，所述的陽極濾膜組件(7)和陰極濾膜組件(8)分別包括孔徑小于0.45μm的微孔濾膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼渣糞便中超標重金屬的電動去除設(shè)備，其特征在于，所述的陽極電解池(2)和陰極電解池(3)中設(shè)有陽極石墨電極(9)和陰極石墨電極(10)，所述的電源(1)為可調(diào)節(jié)電勢電源。5.一種根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的設(shè)備去除重金屬的方法，其特征在于，包括以下步驟：A、備料：取用豬糞經(jīng)過好氧發(fā)酵得到的沼渣備用；B、裝填：將沼渣裝入到沼渣室(4)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張敏，陳永根，單勝道，邢雅娟，盧昊昱，任吉凱，
申請(專利權(quán))人：浙江科技學院，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33