[發明專利]一種用于礦山廢水除鎘的生物處理裝置

在審

• 申請號: 202211519868.3
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115893674A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 梅瑜;周斌;陳浚;潘華;姚佳超
• 申請（專利權）人: 浙江樹人學院
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F1/467;C02F1/463;C02F101/20
• 代理公司: 杭州星河慧專利代理事務所(普通合伙) 33410
• 代理人: 周麗娟

本發明公開了一種用于礦山廢水除鎘的生物處理裝置，包括圓桶型容器和頂蓋。在圓桶型容器內部由外至內同軸套設有中圓筒和內圓筒，兩個圓筒在頂部連通，中圓筒和圓桶型容器在底部連通，內圓筒的底端開口與設在圓桶型容器底面的圓孔重合；在內圓筒內部，其底部設置有葉輪，其頂部設置有絕緣板，且在絕緣板的下表面懸掛有兩根同軸套設的圓筒形篩孔電極；在內圓筒與中圓筒之間設有防水燈管，在中圓筒與圓桶型容器之間設有多層填料，在圓桶型容器外壁的中上部繞設有浮體；在圓桶型容器的頂部設置有進水口。本發明裝置依次通過充足鉀離子供應、光照、電場刺激來促進不產毒銅綠微囊藻生長并高效吸收鎘離子，效果好、成本低、運行簡單、方便投放。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種用于廢水除鎘的處理裝置。

背景技術

礦山廢水對環境破壞主要是指酸污染和重金屬污染，由于礦山廢水的排放量較大，因此對環境造成的危害較大。國內大部分有色金屬礦山廢水中鎘(Cd)的含量較大。鎘是生物毒性最強的重金屬元素，具有化學活性強、移動性大和毒性持久的特點，在水環境中，鎘容易被低營養水平的生物(例如浮游植物)吸收，并在食物鏈中轉移至較高營養級動物體內，最后進入人體而引起慢性中毒。因此，廢水排放前，必須對廢水中的鎘進行有效處理。

目前，含鎘礦山廢水的傳統處理方法主要有物理、化學和生物方法，包括沉淀法、吸附法、膜分離法、離子交換法等。離子交換法所用的離子交換樹脂耐熱性和循環再生性較差，膜分離法存在后期維護成本過高的缺點，最常用處理方法為中和沉淀法：通過向酸性廢水中投加堿性中和劑(堿石灰、消石灰、碳酸鈣、高爐渣、白云石等)，一方面使廢水的pH值提高，另一方面使廢水中的重金屬離子與中和劑發生化學反應形成氫氧化物沉淀，進而去除水體中的重金屬離子。但是，如果添加的處理劑與廢水接觸不充分，反應不徹底，就達不到很好的沉淀效果，降低后續處理的效率，增加處理成本。綜上，現有技術仍然存在許多問題尚未解決，例如昂貴的操作和維護成本、二次污染、以及對于低濃度鎘的去除困難等，因此，急需開發新的方法和裝置來處理含鎘礦山廢水。

研究人員觀察到擁有出色生物特性(例如高光合作用效率和簡單的細胞結構)的藻具有在極端環境條件下(例如重金屬污染、高鹽度、低營養脅迫和極端溫度)良好生長的能力，藻細胞表面豐富的結合位點和較大的表面積使得其對重金屬具有極高的親和力，在高濃度和低濃度下都有良好的去除效果。銅綠微囊藻是藍藻爆發時的優勢藻種，銅綠微囊藻可分為產毒銅綠微囊藻和不產毒銅綠微囊藻。產毒銅綠微囊藻因其所帶來的生態環境風險而廣為人知，而不產毒銅綠微囊藻實際上也具有相應的微藻特性：體積小、生長快和適應能力強等，使其同樣具備去除水體污染物的潛力。一項在太湖展開的實驗模擬表明，由于銅綠微囊藻對鎘的吸收，上覆水和沉積物中鎘的生態風險會大大降低。最新研究則提出，充足的鉀離子供應能極大提高銅綠微囊藻對鎘的去除能力。因而，天然藻類，例如不產毒銅綠微囊藻，有希望作為生物吸附劑處理含鎘廢水。然而，目前尚沒有此類廢水處理裝置見諸報道。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種用于礦山廢水除鎘的生物處理裝置，設有部分碳化秸稈填料區、光照區和電解區，依次通過充足鉀離子供應、光照和電場刺激來促進不產毒銅綠微囊藻生長并高效吸收鎘離子，效果好、成本低、運行簡單、方便投放。

一種用于礦山廢水除鎘的生物處理裝置，包括：圓桶型容器和頂蓋，所述圓桶型容器的頂端開口并由所述頂蓋覆蓋所述開口，所述圓桶型容器的底端封閉且在其底面的中心位置開設有第一圓孔；

在所述圓桶型容器的內部，由外至內同軸套設有豎直的第一圓筒和第二圓筒，所述第一圓筒、第二圓筒的軸線與所述圓桶型容器的中心軸線重合；所述第一圓筒的頂端開口與所述圓桶型容器的頂端開口齊平，所述第一圓筒的底端開口位于所述圓桶型容器的底面的上方，使得所述第一圓筒與圓桶型容器在底部連通；所述第二圓筒的底端開口與所述第一圓孔重合，所述第二圓筒的頂端開口低于所述第一圓筒的頂端，使得所述第二圓筒與第一圓筒在頂部連通；