CN102153216A - 一种去除垃圾水解液中重金属的方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
一种去除垃圾水解液中重金属的方法，具体如下：①垃圾预处理，②垃圾水解液，③活性碳吸附，④检验垃圾水解液中重金属总含量≤0.04mg/L；⑤絮凝沉淀分离，⑥检验垃圾水解液重金属总含量≤0.002mg/L。去除垃圾水解液中重金属的设备，活性炭多层流化床吸附塔由管道连接至螺旋桨式混合器，螺旋桨式混合器由管道连接在分流隔板式水力混合池。本发明的积极效果：处理技术先进，工艺配套完整。本发明的设备结构合理、制作成本低、使用方便。本发明的设备可根据处理量的不同，方便的制为不同规格，可制为固定式,也可制为可移动式。本发明对水解液中的重金属及悬浮物去除率高。本发明生产效率高，工作质量好，适宜于产业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种垃圾处理的方法，具体的是一种去除垃圾水解液中重金属的方法及其设备。
背景技术
目前世界垃圾正在以快于经济平均增长速度的2.5-3倍的速度增长，我国城市垃圾的产量已占全世界垃圾产量的四分之一以上，我国已成为世界上垃圾包袱最重的国家。随着社会经济的发展，日常生活用品中的重金属大量增加，同时大量电子产品废弃物未经处理与生活垃圾一起堆放，造成生活垃圾中重金属逐渐增多。这些重金属常常会随着生活垃圾的处理，以各种化学状态和形态进入环境或生态系统，然后其依然会存留、积累和迁移，从而对环境和人类健康造成危害。重金属在环境中能够稳定存在，不能被分解，很难被还原，这些重金属有些能与土壤中的有机物结合成为有机重金属化合物，被植物吸收。有些渗入地下水，进而进入食物链，在人体内富集。当这些重金属在体内高倍富集，将对人体造成严重危害，如直接或非直接引发一些疾病，甚至致癌。重金属污染具有的普遍性、迁移性和不可逆性，被称为化学定时炸弹。污水处理后的污泥中重金属通常是通过水泥石灰固化法、水泥窑协同焚烧法、化学试剂提取法、微生物淋滤等。生活垃圾资源化的处理采用近临界水解方法是近年来兴起的一项技术含量高，工艺先进的技术,在其处理的过程中会产生水解液，水解液中含有从垃圾中溶入的Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Ni、Zn和As等重金属污染物。目前的公知技术还不能对液体中的重金属污染物进行产业化的有效处理。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术的不足而提出的一种去除垃圾水解液中重金属的方法及其设备。
本发明所采用的技术方案为：一种去除垃圾水解液中重金属的方法，垃圾经近临界水解方法处理后产生的垃圾水解液， 其特征在于，具体工艺如下：
①垃圾预处理
原料垃圾经过人工分拣、多级磁选去除金属物、电池及电子产品；多级筛分去除泥土和灰尘；
②垃圾水解液
将预处理过的垃圾热解，热解过程中产生的垃圾水解液备用；
③活性碳吸附
垃圾水解液经至少3级活性炭吸附，泵入混合池絮凝沉淀；活性炭的粒径20目，活性碳与水解液的质量百分比为1-1.5%，吸附时间至少10min；
④检验垃圾水解液中重金属总含量≤0.04mg/L；
⑤絮凝沉淀分离
经吸附处理的垃圾水解液进入混合池，加入絮凝剂，搅拌，加入氧化钙将PH值调整到7-9，沉降，沉降分离至少2级，沉降时间30-40min；
⑥检验
检验垃圾水解液重金属总含量≤0.002mg/L，成为达到污水排放标准的水解液。
步骤②中所述活性炭吸附是将垃圾水解液送至活性炭多层流化床吸附塔内完成。
步骤⑤中所述的絮凝剂为: 氧化钙、聚合硫酸铝及活性硅酸中至少1种；加入量：氧化钙3-5g/L, 聚合硫酸铝及活性硅酸5-50mg/L；步骤⑤中所述的沉降分离为4级，在第一级混合池加入氧化钙将PH值调整到7-9。
去除垃圾水解液中重金属的设备，其特征在于，设备包括活性炭多层流化床吸附塔、螺旋桨式混合器和分流隔板式水力混合池，活性炭多层流化床吸附塔由管道连接至螺旋桨式混合器，螺旋桨式混合器由管道连接在分流隔板式水力混合池。
所述的活性炭多层流化床吸附塔为封闭的筒形，底部设有进液阀，顶部设有吸附塔溢流口和吸附塔出液口，内腔设有至少3级多孔板，多孔板均布有直径为0.5-0.8毫米通孔，多孔孔板上覆有活性碳，在每块多孔板一侧设有活性碳进出口，各活性碳进出口处设有活性碳进出阀，各活性碳进出阀连接在1根管道上，管道下方设有水射器。
所述的螺旋桨式混合器的结构为，混合筒为上下封闭，一侧设有混合器进液口，另侧设有混合器出液口，在混合筒中心设有由与动力连接的转轴，转轴上固定连接有叶片，在进液口处设有挡板。
所述的分流隔板式水力混合池周边封闭，在混合池的一侧设有溢流堰，溢流堰低于混合池周边及隔板至少100毫米,溢流堰右侧设有混合池进液口，溢流堰左侧下方设有混合池溢流管，混合池中设有至少2级隔板，隔板将混合池分隔为3级，隔板上的设有过液口，各级隔板上过液口的位置相错，过液口逐级降低，在混合池右端设有混合池出液口；所述的过液口形状为矩形或圆形。
垃圾经近临界水解方法处理后很多重金属溶入垃圾水解液中，直接按常规处理污水的方法处理垃圾水解液，将造成重金属污染。本发明的特点是首先严格控制原生垃圾中的金属物、电池及电子产品，第一道工序是经过人工分拣、多级磁选，去除宏观的金属物、电池及电子产品。泥土中含有多种金属及重金属，本发明经多级筛分去除泥土和灰尘，这样可尽量减少微小的金属粉末及颗粒进入垃圾原料，从而降低近临界水解处理的垃圾水解液中的金属含量。本发明将垃圾水解液通过多层流化床吸附塔进行多级活性碳充分吸附，吸附后的水解液重金属的去除率90%。再加入特定的絮凝剂，经螺旋桨式混合器搅拌，进入分流隔板式水力混合池，在第一混合池加入氧化钙将PH值调整到7-9后在絮凝剂作用下发生沉降分离；水解液经多次沉淀后残余的重金属污染物基本上被去除干净；净水输送到污水处理系统中处理后达标使用或排放。本发明在吸附和沉淀分离工序后设有检验工序，当处理后的水解液达不到标准时可返回再次处理。本发明的活性炭多层流化床吸附塔的设有进液阀，水解液自底部进入吸附塔，也可将进液装置设在顶部，出液口设在底部，水解液自顶部进入吸附塔;本发明通过多级多孔板上的活性碳使水解液中的重金属大部分被吸附后从出液口排出，经吸附处理的水解液再加入絮凝剂，经螺旋桨式混合器混合后进入分流隔板式水力混合池沉淀，水解液经多次沉淀后残余的重金属的污染物基本上被去除干净，净水输送到污水处理系统中处理后达标使用或排放。氧化钙和聚合硫酸铝及活性硅酸投放采用公知技术投放。
本发明的积极效果：
1、处理技术先进，工艺配套完整。本发明从第一道工序就严格控制进入垃圾原料的宏观可见的金属；经多级活性碳吸附去除微小的金属颗粒，再经多级沉淀分离去除更微小的金属，三种方式有机结合，有效去除水解液中的重金属及悬浮物。
2、本发明在活性碳吸附和沉淀分离工序后设置有检验工序，可确保这两道工序的工作质量。
3、本发明的设备结构合理、制作成本低、使用方便。
4、本发明的设备可根据处理量的不同，方便的制为不同规格，可制为固定式,也可制为可移动式。
5、本发明对水解液中的重金属及悬浮物去除率高。
6、本发明生产效率高，工作质量好，适宜于产业化生产。
附图说明
图1为活性炭多层流化床吸附塔结构示意图
图2为螺旋桨式混合器结构示意图
图3为分流隔板式水力混合池俯视图
图4为分流隔板式水力混合池主视图
图中，(1)为进液阀、(2)为多孔板、(3)为活性炭、(4)为吸附塔溢流口、(5)为吸附塔出液口、(6)为活性炭进出阀、(7)为水射器、（8）为混合器进液口、（9）为挡板、（10）为转轴、（11）为混合器出液口、（12）为叶片、（13）为轴承座、（14）为溢流堰、（15）为混合池进液口、（16）为混合池溢流管、（17）为过液口、（18）为混合池出液口、（19）为隔板。
具体实施方式
去除垃圾水解液中重金属的方法有5个具体实施方式，具体参数如表1，具体方法如下：
1、设备
活性炭多层流化床吸附塔由管道连接至螺旋桨式混合器，螺旋桨式混合器由管道连接在分流隔板式水力混合池。
所述的活性炭多层流化床吸附塔为封闭的筒形，底部设有进液阀（1），顶部设有吸附塔溢流口（4）和吸附塔出液口（5），内腔设有5级多孔板（2），多孔板的级数是根据处理量及处理速度而具体设计，通常为3-8级，多孔板均布直径为0.3-0.8毫米的通孔，多孔板上覆有活性碳（3），在每块多孔板一侧设有活性碳进出口，各活性碳进出口处设有活性碳进出阀（6），各活性碳进出阀连接在1根管道上，管道下方设有水射器（7），水射器是市场上购买的标准产品，用于更换活性碳。
所述的螺旋桨式混合器的结构为，混合筒为上下封闭，上方设有混合器进液口（8），下方设有混合器出液口（11），在混合筒中心设有由与动力连接的转轴（10），转轴下方连接在轴承座（13）上，转轴上固定连接有叶片（12），在混合器进液口处设有挡板（9）。
所述的分流隔板式水力混合池周边封闭，在混合池的一侧设有溢流堰（14），溢流堰右侧设有混合池进液口（15），溢流堰左侧下方设有混合池溢流管（16），混合池中设有3级隔板（19），隔板将混合池分隔为4级，隔板上设有过液口（17），各隔板上过液口的位置相错，具体为，第一级隔板上设1个过液口，形状为矩形，设在隔板的中间，第二级隔板上设2个过液口，形状为矩形，设在隔板的两侧，第三级隔板上设1个过液口，形状为矩形，设在隔板的中间，各过液口逐级降低，在混合池右端设有混合池出液口（18）。水解液通过各隔板上不同位置的过液口,水解液自然混合均匀。
2、垃圾预处理
原生垃圾经过人工分拣、两级磁选，去除金属物、电池及电子产品；3极筛分去除泥土和灰尘。
3、垃圾水解液
垃圾经热解制为有机肥料，热解过程中产生的垃圾水解液备用。
4、活性碳吸附
垃圾水解液送入活性炭多层流化床吸附塔，经至少2级活性炭吸附，泵入絮凝沉淀池；活性炭的粒径至少20目，活性碳与水解液的质量百分比为1-1.5%，，吸附时间至少10min。
5、检验垃圾水解液中重金属总含量≤0.04mg/L。
6、絮凝调PH值，沉淀分离
经吸附处理的垃圾水解液加入絮凝剂，所述的絮凝剂为: 氧化钙、聚合硫酸铝及活性硅酸中至少1种，氧化钙3-5g/L, 聚合硫酸铝及活性硅酸5-50mg/L；螺旋桨式混合器搅拌，进入混合池，沉降时间30-40min。
加入絮凝剂的垃圾水解液进入分流隔板式水力混合池，在第一级混合池加入氧化钙将PH值调整到7-9，沉降分离4次，控制各级混合池液面高于过液口至少150毫米。
7、检验
检验垃圾水解液重金属总含量≤0.002mg/L，成为达到排放标准的水解液。
表1 各实施方式的参数
表2 具体实施方式1中重金属污染物去除效果
本发明的工作原理为：原生垃圾经过人工分拣、两级磁选去除金属物、电池及电子产品，这样将去除数量较大的、明显的金属物、电池及电子产品；经3级筛分去除泥土和灰尘中含有的多种金属及重金属颗粒，以尽量减少微小的金属粉末及颗粒进入垃圾原料，从而降低近临界水解处理的垃圾水解液中的金属含量。垃圾在水解氧化过程中产生的垃圾水解液，水解液中重金属含量仍然较高。本发明将水解液自进液阀进入多层流化床吸附塔，逐级通过多孔板及多孔板上的活性碳，水解液中的金属及各种杂质被多级活性碳吸附，经吸附达标的水解液自吸附塔出液口排出，进入分流隔板式水力混合池沉淀分离。开启活性炭进出阀可加入活性炭，当活性碳吸附饱和后可开启活性炭进出阀采用水射器虹吸出去进行再生利用。经吸附处理的水解液加入絮凝剂进入螺旋桨式混合器，经叶片充分搅拌混合后进入混合池分离沉淀，在第一混合池将水解液PH值调整到8.5后水解液在絮凝剂作用下发生沉降分离，水解液经4次沉淀后残余的重金属的污染物基本上被去除干净。水解净水输送到污水处理系统中处理后达标使用或排放。当进入调节池的水解液过多,可从溢流堰溢出,经溢流管排出。
Claims (7)
1.一种去除垃圾水解液中重金属的方法，垃圾经近临界水解方法处理后产生的垃圾水解液， 其特征在于，具体工艺如下：
①垃圾预处理
原料垃圾经过人工分拣、多级磁选去除金属物、电池及电子产品；多级筛分去除泥土和灰尘；
②垃圾水解液
将预处理过的垃圾热解，热解过程中产生的垃圾水解液备用；
③活性碳吸附
垃圾水解液经至少3级活性炭吸附，泵入混合池絮凝沉淀；活性炭的粒径20目，活性碳与水解液的质量百分比为1-1.5%，吸附时间至少10min；
④检验垃圾水解液中重金属总含量≤0.04mg/L；
⑤絮凝沉淀分离
经吸附处理的垃圾水解液进入混合池，加入絮凝剂，搅拌，加入氧化钙将PH值调整到7-9，沉降，沉降分离至少2级，沉降时间30-40min；
⑥检验
检验垃圾水解液重金属总含量≤0.002mg/L，成为达到污水排放标准的水解液。
2.根据权利要求1所述的一种去除垃圾水解液中重金属的方法，其特征在于，步骤②中所述活性炭吸附是将垃圾水解液送至活性炭多层流化床吸附塔内完成。
3.根据权利要求1所述的一种去除垃圾水解液中重金属的方法，其特征在于，步骤⑤中所述的絮凝剂为: 氧化钙、聚合硫酸铝及活性硅酸中至少1种；加入量：氧化钙3-5g/L, 聚合硫酸铝及活性硅酸5-50mg/L；步骤⑤中所述的沉降分离为4级，在第一级混合池加入氧化钙将PH值调整到7-9。
4.一种去除垃圾水解液中重金属的设备，其特征在于，设备包括活性炭多层流化床吸附塔、螺旋桨式混合器和分流隔板式水力混合池，活性炭多层流化床吸附塔由管道连接至螺旋桨式混合器，螺旋桨式混合器由管道连接在分流隔板式水力混合池。
5.根据权利要求5所述的一种去除垃圾水解液中重金属的设备，其特征在于，所述的活性炭多层流化床吸附塔为封闭的筒形，底部设有进液阀（1），顶部设有吸附塔溢流口（4）和吸附塔出液口（5），内腔设有至少3级多孔板（2），多孔板均布直径为0.5-0.8毫米通孔，多孔孔板上覆有活性碳（3），在每块多孔板一侧设有活性碳进出口，各活性碳进出口处设有活性碳进出阀（6），各活性碳进出阀连接在1根管道上，管道下方设有水射器（7）。
6.根据权利要求5所述的一种去除垃圾水解液中重金属的设备，其特征在于，所述的螺旋桨式混合器的结构为，混合筒为上下封闭，一侧设有混合器进液口（8），另侧设有混合器出液口（11），在混合筒中心设有由与动力连接的转轴（10），转轴上固定连接有叶片（12），在进液口处设有挡板（9）。
7.根据权利要求5所述的一种去除垃圾水解液中重金属的设备，其特征在于，所述的分流隔板式水力混合池周边封闭，在混合池的一侧设有溢流堰（14），溢流堰低于混合池周边及隔板(19)至少100毫米，溢流堰右侧设有混合池进液口（15），溢流堰左侧下方设有混合池溢流管（16），混合池中设有至少2级隔板（19），隔板将混合池分隔为3级，隔板上设有过液口（17），各级隔板上过液口的位置相错，过液口逐级降低，在混合池右端设有混合池出液口（18）；所述的过液口形状为矩形或圆形。
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