首页 > 专利 > 樊晓瑜 > 一种重金属脱除电极及含重金属流体处理方法专利详情

一种重金属脱除电极及含重金属流体处理方法   0    0

有效专利 查看PDF
专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-09-09
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2020-12-29
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-04-26
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-09-09
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202010941164.X 申请日 2020-09-09
公开/公告号 CN112062232B 公开/公告日 2022-04-26
授权日 2022-04-26 预估到期日 2040-09-09
申请年 2020年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 C02F1/469C02F9/06C02F101/20 主分类号 C02F1/469
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 3
权利要求数量 4 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 2 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 樊晓瑜 当前专利权人 徐丹
发明人 苏华、汤亚勇、樊晓瑜 第一发明人 苏华
地址 江苏省苏州市张家港金港镇澄杨路7号樊晓瑜 邮编 215600
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省苏州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
苏州市港澄专利代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
范佳晨
摘要
一种重金属脱除电极,所述电极包括筒状电极、树脂颗粒层、膜分离层;所述膜分离层设置在筒状电极外侧,所述膜分离层与筒状电极之间形成空腔,所述空腔内设置树脂颗粒层,设置筒状电极、树脂颗粒层、膜分离层构成一体的电极,将其作为阴极投加到含重金属流体中即可实现对重金属的去除,当树脂即将达到饱和容量时可以实现自动再生,不用取出电极即可快速再生。
  • 摘要附图
    一种重金属脱除电极及含重金属流体处理方法
  • 说明书附图:图1
    一种重金属脱除电极及含重金属流体处理方法
  • 说明书附图:图2
    一种重金属脱除电极及含重金属流体处理方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-06-07 专利权的转移 登记生效日: 2022.05.26 专利权人由樊晓瑜变更为徐丹 地址由215600 江苏省苏州市张家港金港镇澄杨路7号樊晓瑜变更为215600 江苏省苏州市张家港金港镇金厦路188号
2 2022-04-26 授权
3 2020-12-29 实质审查的生效 IPC(主分类): C02F 1/469 专利申请号: 202010941164.X 申请日: 2020.09.09
4 2020-12-11 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种含重金属废水的重金属回收系统,其特征在于,所述系统包括重金属脱除电极,所述重金属脱除电极包括筒状电极(1)、树脂颗粒层(2)、膜分离层(3);所述膜分离层(3)设置在筒状电极(1)外侧,所述膜分离层(3)与筒状电极之间形成空腔,所述空腔内设置树脂颗粒层(2);所述筒状电极(1)外侧设置螺纹结构和/或凸起结构,所述螺纹结构为凹陷螺纹结构,所述凸起结构为规则或不规则分布在筒状电极(1)外壁,所述螺纹结构或凸起结构采用导电材质,所述膜分离层(3)为超滤膜,所述筒状电极(1)为穿孔金属管,所述穿孔金属管的孔径小于所述树脂颗粒层(2)中的树脂的粒径,所述重金属脱除电极两端均设置负压连通器(5)及堵头(4),所述负压连通器(5)连接负压装置,所述负压连通器(5)与负压装置之间设置三通阀,所述三通阀还连接再生装置,所述空腔内设置若干隔板,所述隔板将空腔分割为若干腔室,所述隔板与所述筒状电极(1)的中心轴平行,所述堵头对应腔室安装,不同堵头间可连通管路实现各个腔室的内部循环。

2.如权利要求1所述的含重金属废水的重金属回收系统,其特征在于,所述堵头上设置若干再生液口,所述腔室对应连通再生液口,再生液通过不同再生液口之间设置的循环泵在腔室中循环。

3.如权利要求1所述的含重金属废水的重金属回收系统,其特征在于,所述再生液通过堵头上设置的若干再生液口进入腔室中,再生液通过不同再生液口之间设置的循环泵在腔室中循环,所述筒状电极内部填充部分或填充满再生液,再生过程中,所述筒状电极连通电源正极并间歇式通电。

4.一种如权利要求1‑3之一所述的含重金属废水的重金属回收系统的含重金属流体处理方法,包括如下步骤:
1)将所述重金属脱除电极至于所述流体中;
2)将直流电源负极连通所述筒状电极(1),电源正极连通金属电极并将金属电极插入所述流体中;
3)开启所述负压装置,流体中的重金属离子与水分经过膜分离层(3)到达树脂颗粒层(2);
4)计算流体中重金属的去除总量,并将总量与树脂吸附容量对比,当去除总量占树脂吸附容量50‑80%时,停止所述负压装置;
5)停止所述负压装置后,开启循环泵使得再生液在腔室中再生,再生结束后将再生液通过排出;
6)将排出的再生液进行进一步处理实现重金属的回收。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于复合电极领域,具体涉及一种重金属脱除电极。

背景技术

[0002] 随着石油化工、医药、农药和染料等工业的迅速发展,含各种生物难降解有机污染物和重金属废水的排放量不断增多,而现有的技术中大都是仅针对有机物或重金属进行处理,且在进行生化处理时,重金属的存在会影响微生物活性,直接降低生化处理效果,甚至导致生化处理失败。由于现有工业污水中大都是有机物与重金属并存的,如印染废水就是典型的难降解有机物和重金属离子共存的复合污染型工业废水,炼油废水中也含有多种类型的污染物:多环芳烃、锌、铬等重金属;其它类似的工业废水如铸造废水、造纸废水、金属加工废水、电镀废水等也普遍存在有机物和重金属复合污染的问题。这类复合污染废水中重金属和有机物的种类、含量及存在形态因不同生产企业而异,其中大多重金属离子浓度较低,有机物含量较高,成份复杂,处理要求又非常严格。
[0003] 现有的针对重金属处理的主要为电极法、沉降法、吸附法等,电极法是将重金属离子吸附在阴极上以去除废水中的重金属离子;沉降法是向废水中投加重金属沉降剂,如硫化钠等使得重金属形成不溶物;吸附法则是向废水中投加阳离子交换树脂进行离子交换,将废水中的重金属去除。但上述方法均存在较大缺陷,例如电极法的电极寿命低,需要不断更换阴极;沉降法向废水中加入了新的药剂,成本高的同时带来了二次污染的风险;尽管离子交换法不会引入新的污染物,但是由于废水中含有高浓度有机物,会对离子交换树脂带来堵塞,例如有机物会附着在树脂表面,影响其离子交换性能。因此,如何经济、有效地去除废水中的重金属已经成为近些年环保领域中的一个重要课题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种重金属脱除电极及含重金属流体处理方法。
[0005] 本发明的另一个目的是提供一种能够高效回收重金属废水中重金属的电极。
[0006] 为了解决上述技术问题,本发明公开了一种重金属脱除电极,所述电极包括筒状电极1、树脂颗粒层2、膜分离层3;所述膜分离层3设置在筒状电极1外侧,所述膜分离层3与筒状电极之间形成空腔,所述空腔内设置树脂颗粒层2。
[0007] 优选的是,所述筒状电极1外侧设置螺纹结构,所述螺纹结构为凹陷螺纹结构;
[0008] 优选的是,所述筒状电极1外侧设置凸起结构,所述凸起结构为规则或不规则分布在筒状电极1外壁;
[0009] 优选的是,所述螺纹结构或凸起结构采用导电材质;
[0010] 优选的是,所述膜分离层3为微滤膜、超滤膜或陶瓷膜中的一种;
[0011] 优选的是,所述筒状电极1为穿孔金属管,所述穿孔金属管的孔径小于所述树脂颗粒层2中的树脂的粒径;
[0012] 优选的是,所述重金属脱除电极两端均设置负压连通器5及堵头4;
[0013] 优选的是,所述负压连通器5连接负压装置,所述负压连通器5与负压装置之间设置三通阀;
[0014] 优选的是,所述三通阀还连接再生装置;
[0015] 优选的是,所述空腔内设置若干隔板,所述隔板将空腔分割为若干腔室,所述隔板与所述筒状电极1的中心轴平行;
[0016] 优选的是,所述堵头对应腔室安装,不同堵头间可连通管路实现各个腔室的内部循环;
[0017] 优选的是,所述堵头上设置若干再生液口,所述腔室对应连通再生液口,再生液通过不同再生液口之间设置的循环泵在腔室中循环。
[0018] 一种重金属脱除电极的含重金属流体处理方法,包括如下步骤:
[0019] 1)将所述重金属脱除电极至于所述流体中;
[0020] 2)将直流电源负极连通所述筒状电极1,电源正极连通金属电极并将金属电极插入所述流体中;
[0021] 3)开启所述负压装置,流体中的重金属离子与水分经过膜分离层3到达树脂颗粒层2;
[0022] 4)计算流体中重金属的去除总量,并将总量与树脂吸附容量对比,当去除总量占树脂吸附容量50‑80%时,停止所述负压装置;
[0023] 5)停止所述负压装置后,开启循环泵使得再生液在腔室中再生,再生结束后将再生液通过排出;
[0024] 6)将排出的再生液进行进一步处理实现重金属的回收。
[0025] 进一步地,所述再生液通过堵头上设置的若干再生液口进入腔室中,再生液通过不同再生液口之间设置的循环泵在腔室中循环;
[0026] 进一步地,所述筒状电极内部填充部分或填充满再生液;
[0027] 进一步地,再生过程中,所述筒状电极连通电源正极并间歇式通电;
[0028] 进一步地,在所述流体中的设置曝气装置,所述曝气装置设置在金属电极附近曝气。
[0029] 本发明的一种重金属脱除电极的含重金属流体处理方法,至少具有以下优点:
[0030] 1.设置筒状电极、树脂颗粒层、膜分离层构成一体的电极,将其作为阴极投加到含重金属流体中即可实现对重金属的去除,当树脂即将达到饱和容量时可以实现自动再生,不用取出电极即可快速再生;
[0031] 2.该重金属脱除电极由隔板分割为若干通道,并由管路将其设置为内循环装置,可以实现树脂颗粒再生;
[0032] 3.不使用外加化学药剂,不会造成废水的二次污染;
[0033] 4.再生装置中在树脂再生过程中就可以回收重金属;
[0034] 5.筒状电极上设置螺纹结构或凸起结构在改变进入树脂层中水的流动方式的同时,还加强了阴极的表面,对重金属的吸附提升了对重金属的吸引能力。

实施方案

[0038] 下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0039] 应当理解,本文所使用的诸如“具有”,“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0040] 实施例1
[0041] 某电镀工艺电镀废水(含有Cr3+、Cu2+,浓度分别为20mg/L、70mg/L),[0042] S1:将电镀废水过滤,去除废水中颗粒性杂质,并调节pH至4‑5;
[0043] S2:将所述重金属脱除电极至于所述电镀废水中,将直流电源负极连通所述筒状电极,所述筒状电极设置螺纹结构,电源正极连通金属电极并将金属电极插入所述流体中,控制电压梯度为6‑10V/cm;
[0044] S3:开启所述负压装置,流体中的重金属离子与水分经过膜分离层到达树脂颗粒层,控制膜分离层压力范围是0.3~0.7Mpa;
[0045] 4)计算流体中重金属的去除总量,并将总量与树脂吸附容量对比,当去除总量占树脂吸附容量50‑80%时,停止所述负压装置;
[0046] 5)停止所述负压装置后,开启循环泵使得再生液在腔室中再生,再生结束后将再生液通过排出;
[0047] 6)将排出的再生液进行进一步处理实现重金属的回收;
[0048] 7)重新开启负压装置及通电进行重金属的去除,最终检测废水中重金属含量:Cr3+ 2+、Cu 浓度分别为0.1mg/L、0.3mg/L(2小时)。
[0049] 对比例1
[0050] 采用与实施例1相同的工艺参数,区别仅在于内筒为圆桶结构,未加设螺纹结构,3+ 2+
将废水中Cr 、Cu 浓度处理至0.1mg/L、0.3mg/L需要4‑5小时。
[0051] 实施例2
[0052] 某含重金属污泥,污泥中含铜Cu、铅Pb,含量分别为356mg/kg和249mg/kg。
[0053] S1:将含重金属污泥破解处理,并去除污泥中颗粒性杂质,并调节pH至4‑7;
[0054] S2:将所述重金属脱除电极至于破解后的污泥中,将直流电源负极连通所述筒状电极,所述筒状电极设置螺纹结构,电源正极连通金属电极并将金属电极插入所述流体中,控制电压梯度为9‑15V/cm;
[0055] S3:开启所述负压装置,流体中的重金属离子与水分经过膜分离层到达树脂颗粒层,控制膜分离层压力范围是0.3~0.7Mpa;
[0056] 4)计算流体中重金属的去除总量,并将总量与树脂吸附容量对比,当去除总量占树脂吸附容量50‑80%时,停止所述负压装置;
[0057] 5)停止所述负压装置后,开启循环泵使得再生液在腔室中再生,再生结束后将再生液通过排出;
[0058] 6)将排出的再生液进行进一步处理实现重金属的回收;
[0059] 7)重新开启负压装置及通电进行重金属的去除,最终检测污泥中重金属含量:Cu、Pb下降到了83mg/kg和75mg/kg(时间3.5小时)。
[0060] 对比例2
[0061] 采用与实施例2相同的工艺参数,区别仅在于内筒为圆桶结构,未加设螺纹结构,将废水中Cu、Pb下降到83mg/kg和75mg/kg需要6.7小时。
[0062] 尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

附图说明

[0035] 图1为重金属脱除电极示意图;
[0036] 图2为筒状电极表面螺纹结构示意图。
[0037] 图中标号为:1、筒状电极,2、树脂颗粒层,3、膜分离层进水管4、堵头,5、负压连通器
版权所有:盲专网 ©2023 zlpt.xyz  蜀ICP备2023003576号