CN102728608A

CN102728608A - 利用柠檬酸来处理生活垃圾污泥中的重金属的淋洗装置

Info

Publication number: CN102728608A
Application number: CN2012101931779A
Authority: CN
Inventors: 陈协露; 陈思化
Original assignee: GUANGXI LAIBIN TIANREN BIOLOGICAL ORGANIC FERTILIZER CO Ltd
Current assignee: GUANGXI LAIBIN TIANREN BIOLOGICAL ORGANIC FERTILIZER CO Ltd
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明提供了一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，包括：底座(4)，淋洗液收集槽(7)；机架(8)，所述机架的外周设置有直型支撑转动棍(3)，所述直型支撑转动棍的轴向两个端部上分别支撑有传动链条，在所述链条上固定有履带式过滤网输送带(2)，在所述履带式过滤网输送带的上方固定有不锈钢污泥储备槽(1)，在所述不锈钢污泥储备槽的上方安装有雾化喷淋系统(6)，在所述履带式过滤网输送带的下方、所述淋洗液收集槽的上方安装一套滤网清洗装置(13)。本发明能连续不间断运行，处理量大，维护方便，维护成本低；本技术采用双层滚轮带动，对履带式过滤网输送带无损伤，实现多重保护，增加过滤网输送带使用寿命。

Description

利用柠檬酸来处理生活垃圾污泥中的重金属的淋洗装置

技术领域

本发明涉及一种处理城市生活垃圾中的重金属的淋洗装置，尤其涉及一种利用柠檬酸来处理生活垃圾污泥中的重金属的淋洗装置。

背景技术

目前，随着经济的高速发展和生活水平的不断提高，城市生活垃圾正以8％的速度递增。城市生活垃圾包括居民生活垃圾、公共场所和街道清扫垃圾、商业生活垃圾等，其主要成分为厨余物、废纸张、废塑料、废织物、废玻璃、草木、灰土等。这些生活垃圾不仅造成极大的资源浪费，更严重的是造成环境污染，如土壤污染、空气污染、生活水源污染等。

处理生活垃圾的方法主要有填埋法、焚烧法和堆肥处理。

填埋法就是将生活垃圾填埋在垃圾填埋场，优点是成本低，方法简单；缺点是占用场地大，产生垃圾渗滤液，造成地下水的污染，产生甲烷易造成爆炸。

焚烧法可以使焚烧后的垃圾重量减少75％～95％，每吨垃圾焚烧后仅占约0.1m3，焚烧后的残渣灰渣性质稳定，能彻底消灭病原菌，焚烧产生的热量可以用于供热和发电，回收能源。但是该方法产生的废气、毒尘等大气污染物对环境仍具有较大的破坏力。

堆肥法是利用微生物的活动将垃圾中的易腐有机物分解，转变成富含有机质和氮、磷、钾等营养元素和微量元素的有机质肥料。堆肥中重金属主要有铜、锌、铅、铬、镉、镍、汞等。堆肥如果不经过除重金属处理，则在施用量过大的情况下可使农作物中部分重金属浓度超过国家标准。因此如何处理堆肥垃圾中的重金属成为了炙手可热的研究课题。

垃圾堆肥的化学淋洗修复技术是目前研究得比较多的堆肥垃圾中的重金属处理技术，其借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的化学、生物化学溶剂，在重力作用下或通过水力压头推动清洗液，将其注入到被污染土层中，然后再把包含有污染物的液体从土层中抽提出来，再进行分离和污水处理。天然有机酸、生物表面活性剂等淋洗液对重金属的清除能力比较稳定，即使在高pH下也有很高的清除效果，除了可以与重金属形成可溶态的螯合物外，还可使氧化物中固定的重金属释放出来，这些物质生物降解性好，对环境无污染。

美国能源部布鲁克黑文国家实验室的科学家发明了一种利用柠檬酸清除土壤和垃圾中污染物的新方法，它能够清除土壤和垃圾中几乎所有的普通有毒金属镉、铅、锌、铜以及放射性物质，比如铀、钍、铂、钴、铯和锶。这种酸能够附着到普通金属和放射性物质上形成化合物。

使用柠檬酸的好处是它对土壤的破坏性很小，而且不会长久地停留在土壤里。土壤被“洗”过土壤后就基本接近正常水平。然后土壤里生存的天然细菌再被加进“洗”过土壤的柠檬酸溶液里。土壤细菌能够降解几种柠檬酸金属化合物，使这此金属从溶液中分离出来以达到回收利用的目的。

这种方法使用过的柠檬酸还能再次利用。利用这种方法能够清除受污染土壤里99％的铀、95％的铅和其他有毒金属。

华中农业大学高彦征等对有机酸对土壤中镉的解吸及影响因素的实验也发现，添加柠檬酸可活化土壤中镉及微量元素，增加了土壤溶液中镉的可溶性，且因它与镉形成的有机复合物的稳定性低于Cd-EDTA，在土壤溶液中容易解络。

然而现有技术中并没有存在相应的淋洗设备，由于淋洗设备直接关系到堆肥淋洗的效果，因此需要开发一种高效、廉价的淋洗设备。

发明内容

为了实现对垃圾堆肥的有效淋洗以除去其中的重金属，本发明提出了一种利用柠檬酸来处理生活垃圾污泥中的重金属的淋洗装置，其成本低廉，运转高效，能最大限度地减少对环境的污染。具体地，本发明采用以下技术方案：

方案一：一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，所述淋洗装置包括：

底座(4)，所述底座为钢架构，在所述底座(4)的上方固定有用于收集垃圾污泥的淋洗液的淋洗液收集槽(7)；

还包括机架(8)，所述机架(8)可转动地固定在所述底座4的上方，通过设置在所述底座(4)左端的液压千斤顶(5)的抬升作用下，所述机架(8)可以朝着污泥物料运送的水平方向向下倾斜；所述机架(8)的外周设置有直型支撑转动棍(3)，所述直型支撑转动棍(8)的轴向两个端部上分别支撑有传动链条，所述传动链条通过多个传动齿轮(14)在电动机的驱动下进行传输运动；

在所述链条上固定有履带式过滤网输送带(2)，污泥物料放置在所述履带式过滤网输送带(2)上在链条的带动下从左至右地输送；

在所述履带式过滤网输送带(2)的上方固定有不锈钢污泥储备槽(1)，所述储备槽(1)与所述机架(8)相连接，能够随着所述机架(8)的倾斜转动而同向地倾斜转动；所述储备槽(1)起到将污泥物料保持在所述履带式过滤网输送带(2)上的作用，其为一种不具有底部和顶部的、围绕所述履带式过滤网输送(2)带建立的方框格，其下部搭接所述履带式过滤网输送带，上部对淋洗喷雾开放；

所述不锈钢污泥储备槽(1)在出料口的一端呈现为喇叭口，所述出料口安装有三级不同高度的控制阀板(11)，所述控制阀板(11)用于实现垃圾物料的分层输出，当需要先输出上层的物料时，将上层、或者上两层控制阀板打开而保持下层的控制阀板关闭，这样随着链条的带动，所述履带式过滤网输送带(2)上的污泥物料的上层从所述出料口排出，而下层的污泥物料在下层的控制阀板的作用下仍然保持在所述履带式过滤网输送带上，从而可以对其进行再次淋洗。

在所述不锈钢污泥储备槽(1)的上方安装有雾化喷淋系统(6)，其安装有多个阀门(10)和多个喷雾器(12)，所述喷雾器(12)对所述污泥物料进行多点式雾式喷淋；

在所述履带式过滤网输送带(2)的下方、所述淋洗液收集槽(7)的上方安装一套滤网清洗装置(13)，用于清洗履带式过滤网输送带上的残留渣。

2、根据方案1所述的一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，其特征在于，所述直型支撑转动棍(3)沿着所述机架的外周均匀分布，起到支撑、传送所述链条和固定在所述链条上的所述履带式过滤网输送带的作用。

3、根据方案1-2所述的一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，其特征在于：所述履带式过滤网输送带(2)是采用一种类似表带的形式，其由不锈钢加工而成，两节履带之间有镂空的过滤间隔，使得污泥物料基本上不能从该间隔掉落，而水溶液可以顺利通过。

4、根据方案1-3所述的一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，其特征在于：所述不锈钢污泥储备槽1的长度为8-10M，宽度为1-1.2M，该宽度小于或者等于所述履带式过滤网输送带的宽度，高度为1-1.5米。

5、根据方案1-4所述的一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，其特征在于：所述履带式过滤网输送带(2)可以朝着出料的水平方向向下倾斜10-15度角。

6、一种操作如方案1-5所述的一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置的方法，包括：

采用城市生活垃圾成分细化分筛设备将陈年生活垃圾进行预处理；通过分选机除去生活垃圾中的塑料薄膜、砖瓦、石块、玻璃、金属等，进行干燥之后，将处理后剩下的富含有机质的污泥物料备用；

配置20mmol/L，PH＝3的柠檬酸淋洗溶液备用；

开动机器运转，将污泥物料放置到所述履带式过滤网输送带上，随着物料的输送，逐个打开所述喷雾器对物料进行淋洗，出料口控制阀板保持打开，淋洗完毕后的污泥被暂时收集起来，待柠檬酸与污泥中的重金属充分反应后，再进行第二次、或多次淋洗。

7、如方案6所述的方法，其特征在于：所述污泥物料与淋洗剂的体积比例在1∶1-3之间；进行1-3遍淋洗，每次淋洗时间间隔为1小时，等柠檬酸与污泥中的重金属充分反应之后再进行下一轮淋洗，并收集淋洗液。

8、如方案7所述的方法，其特征在于：在淋洗时，将出所述料口控制阀板的第1层、或第1和第2层打开，先输出上层的污泥物料，然后对下层的污泥物料继续进行淋洗，淋洗完毕后打开所述出料口控制阀板的下层，将下层污泥物料排出。

本发明的有益效果是：本发明动作准确灵敏，能连续不间断运行，处理量大，维护方便，维护成本低；本技术采用双层滚轮带动，技术先进，对履带式过滤网输送带无损伤，实现多重保护，增加过滤网输送带使用寿命。本技术制作成本、运行费用低，经济效益十分明显，真正起到节能减排、保护环境的作用。

附图说明

图1是本发明实施例的污泥淋洗装置的结构示意图；

其中附图标记为：

1.不锈钢污泥储备槽 2.履带式过滤网

3.支撑传动辊 4.底座

5.液压千斤顶 6.雾化喷淋系统

7.淋洗液收集槽 8.机架

9.淋洗液输入管道 10.淋洗控制阀门

11.污泥出料口控制阀板 12.喷射阀

13.滤网清洗装置 14.传动齿轮

具体实施方式

下面将结合附图1对本发明作进一步的描述。

如图1所示，其公开了一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置。所述淋洗装置包括：底座4，所述底座4为钢架构；在底座4的上方固定有用于收集垃圾污泥的淋洗液、以及履带式过滤网输送带2的清洗液的淋洗液收集槽7，所述收集槽7可以通过焊接、螺栓连接等方式安装在底座4上；还包括机架8，机架8通过钢架固定在底座4的上方，例如通过固定在底座4前后两侧的(在本申请中，垂直纸面向内的方向为后方，垂直纸面向外的方向为前方)向上延伸的支架托住所述机架8(未示出)，或者通过其它合适的方式固定在底座4的正上方；所述机架8相对于底座4是能够转动的，通过设置在底座4左端的液压千斤顶5的抬升作用下，所述机架8可以朝着物料运输的水平方向向下倾斜一定的角度。所述机架8的外周设置有直型支撑转动棍3，直型支撑转动棍3的轴向两个端部上分别支撑有1条传动链条，所述传动链条通过多个传动齿轮14在电动机(未示出)的驱动下进行传输运动，所述直型支撑转动棍3沿着机架8的外周平均分布，起到支撑、传送所述链条和位于所述链条上的履带式过滤网输送带2的作用，减轻输送带的压力，确保工作中平稳运行。在所述链条上、围绕着机架8设置了履带式过滤网输送带2，污泥物料通过该履带式过滤网2在链条的带动下从左至右地输送。履带式过滤网2是采用一种类似表带的形式，其由不锈钢加工而成，两节履带之间有镂空的过滤间隔，但间隔不宜过大，使得污泥物料基本上不能从该间隔掉落(实际处理中的污泥物料的粒径是比较大，一般不会从间隔掉落，但并非完全不允许其掉落，少数的掉落并不影响机器的运行)，而水溶液可以顺利通过。

在履带式过滤网输送带2的上方固定有不锈钢污泥储备槽1，所述储备槽1与机架8相连接，可以随着机架8的倾斜而同向地倾斜。储备槽1起到将污泥物料保持在履带式过滤网输送带2上的作用，其大致为一种不具有底部和顶部的、围绕履带式过滤网输送带2建立的方框格，其下部搭接履带式过滤网输送带2，上部对淋洗喷雾开放，不锈钢污泥储备槽1在出料口的一端呈现为喇叭口，有利于污泥的排出，出料口安装有三级不同高度的控制阀板，根据需要平稳的排出物料，让整个污泥不锈钢污泥储备槽周而复始地重复着各种功能。控制阀板11的作用在于实现垃圾物料的分层输出，例如根据淋洗的情况，可以先输出上层的物料，此时可以将上层、或者上两层控制阀板打开而保持下层的控制阀板11关闭，这样随着链条的带动，过滤网2上的垃圾物料的上层从出料口排出，而下层的物料在下层的控制阀板的作用下仍然保持在过滤网上。

储备槽1的长度根据生产规模而定，一般在8-10M，最长不要超过15M，宽度1-1.2M，宽度小于或者等于履带式过滤网输送带2的宽度，而高度也不宜太高，一般为1-1.5米。在不锈钢污泥储备槽1的上方安装有雾化喷淋系统6，其安装有多个阀门10和多个喷雾器12，根据各个部位的喷淋要求进行雾式喷淋，采用雾喷方式既保持物料的渗透性又不会使污泥结块影响污泥重金属的处理效果。

在履带式过滤网输送带的下方、在淋洗液收集槽7的上方安装一套滤网清洗装置13，负责清洗履带式过滤网输送带2上的残留渣，保证履带式过滤网输送带高效率工作；淋洗液收集槽7用于收集淋洗液和清洗液，以便回收利用。

履带式过滤网输送带2可以朝着出料的水平方向向下倾斜10-15度角，便于输送带的运转，减轻电动机的负载。具体做法是；进料口端安装一台液压千斤顶5(象翻斗车一样随意调整角度)，使液压千斤顶5升高一定的高度带动机架8和不锈钢污泥储备槽1相对于底座4朝着污泥物料出料的水平方向向下倾斜，根据出料速度的需要调整履带式过滤网输送带的角度，保证电动机在小功率、低转速的情况下把污泥移送出不锈钢污泥储备槽。

本发明利用柠檬酸来处理生活垃圾污泥中的重金属的淋洗装置的具体操作方法如下：

1.采用城市生活垃圾成分细化分筛设备(可以是本领域通用的垃圾分筛装置，例如专利号：ZL200520031972.3所公开的分筛装置)将陈年生活垃圾进行预处理；通过分选机除去生活垃圾中的塑料薄膜、砖瓦、石块、玻璃、金属等，进行干燥之后，将处理后剩下的富含有机质的污泥物料备用。

2.配置淋洗液，经过试验证明采用20mmol/L，PH＝3的柠檬酸溶液效果较好。将配置好的淋洗液备用。柠檬酸是一种有机酸，处理过程残留在污泥中的微量柠檬酸可被微生物利用而不会造成新的污染，这样处理后的生活垃圾污泥可作为肥料使用。

柠檬酸的络合能力中等，去除液中的重金属可用离子交换、化学沉淀等方法移走，由此络合剂可循环利用(约有80％可再利用)，重金属也可回收利用，降低处理成本。

3.开动机器运转，将污泥物料放置到履带式过滤网输送带2上，随着物料的输送，逐个打开喷雾器阀门对物料进行淋洗，出料口控制阀板11保持打开，淋洗完毕后的污泥被暂时收集起来，堆积1个小时、待柠檬酸与污泥中的重金属充分反应后，视情况进行第二次、或多次淋洗。污泥与淋洗剂的比例在1∶1-3之间，根据污泥的干燥度、重金属含量等情况确定；一般需淋洗1-3遍，每次淋洗时间间隔为1小时，等柠檬酸与污泥中的重金属充分反应之后再进行下一轮淋洗，并收集淋洗液。

优选地，也可以在淋洗时，将出料口控制阀板11的第1层、或第1和第2层打开，这样，当机器开动连续运转时，先输出上层的污泥物料，然后对下层的污泥物料继续进行淋洗，淋洗完毕后打开出料口控制阀板11的下层，将下层污泥物料排出。因为经过淋洗后，下层的污泥中积聚了较多的重金属，因此有必要对下层的污泥进行再次淋洗。在这种情况下，待污泥储备槽1中的污泥全部排出时，再重新添加未处理的垃圾物料物料进行淋洗。

尽管已经参考附图对本发明优选的实施例进行了详细的描述，但是本领域技术人员应当理解地是，在没有违背本发明的精神和实质的情况下，各种形变或者修正都是允许的。本发明的保护范围并非限定于上述所描述的特定实施例中，没有超出本发明的权利要求保护范围的各种技术方案都视为落入了本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，所述淋洗装置包括：

所述不锈钢污泥储备槽(1)在出料口的一端呈现为喇叭口，所述出料口安装有三级不同高度的控制阀板(11)，所述控制阀板(11)用于实现垃圾物料的分层输出，当需要先输出上层的物料时，将上层、或者上两层控制阀板打开而保持下层的控制阀板关闭，这样随着链条的带动，所述履带式过滤网输送带(2)上的污泥物料的上层从所述出料口排出，而下层的污泥物料在下层的控制阀板的作用下仍然保持在所述履带式过滤网输送带上，从而可以对其进行再次淋洗；

2.根据权利要求1所述的一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，其特征在于，所述直型支撑转动棍(3)沿着所述机架的外周均匀分布，起到支撑、传送所述链条和固定在所述链条上的所述履带式过滤网输送带的作用。

3.根据权利要求1-2所述的一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，其特征在于：所述履带式过滤网输送带(2)是采用一种类似表带的形式，其由不锈钢加工而成，两节履带之间有镂空的过滤间隔，使得污泥物料基本上不能从该间隔掉落，而水溶液可以顺利通过。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，其特征在于：所述不锈钢污泥储备槽1的长度为8-10M，宽度为1-1.2M，该宽度小于或者等于所述履带式过滤网输送带的宽度，高度为1-1.5米。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置，其特征在于：所述履带式过滤网输送带(2)可以朝着出料的水平方向向下倾斜10-15度角。

6.一种操作如权利要求1-5任一所述的一种利用柠檬酸来处理生活垃圾中的重金属的淋洗装置的方法，包括：

配置20mmol/L，PH＝3的柠檬酸淋洗溶液备用；

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述污泥物料与淋洗剂的体积比例在1∶1-3之间；进行1-3遍淋洗，每次淋洗时间间隔为1小时，等柠檬酸与污泥中的重金属充分反应之后再进行下一轮淋洗，并收集淋洗液。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：在淋洗时，将出所述料口控制阀板(11)的第1层、或第1和第2层打开，先输出上层的污泥物料，然后对下层的污泥物料继续进行淋洗，淋洗完毕后打开所述出料口控制阀板的下层，将下层污泥物料排出。