CN105541068B - 一种提高重金属去除效率的污泥处理设备 - Google Patents
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Abstract
一种提高重金属去除效率的污泥处理设备，包括污泥先后依次通入的一污泥重金属生化处理罐体、一污泥脱水调理罐体以及一污泥脱水干燥罐体；所述污泥重金属生化处理罐体包括一第一罐体、一设置于该第一罐体内部的第一引流罩以及一鼓风机构，所述第一罐体上设置有一用于投放含重金属的污泥原料的第一进料口、一用于投放含氧化硫杆菌的营养液的第一投料口以及一与鼓风机构相连通的第一通气口。本发明能够使得污泥的重金属和氧化硫杆菌获得充分的气固接触效果，使得重金属受氧化硫杆菌的氧化和酸化作用从污泥中溶出，消除污泥内重金属的含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种污泥处理设备，尤其是指一种提高重金属去除效率的污泥处理设备。
背景技术
近年来，随着我国污水处理能力及处理率的快速增长，带来了剩余污泥大量产生的现象。目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等，大部分未进行规范化的处理处置。剩余污泥中含有的重金属由于不可降解，若未经有效处理处置而随意外运、简单填埋或堆放，极易对地下水、土壤等造成持久性污染，直接威胁环境安全和公众健康。
污泥中的重金属主要包括Pb、Cd、Hg、Cr、Ni、Cu、Zn 等，其危害不仅与含量有关，还与存在形态密切相关。相应地的处理方式也有两种，一种是将污泥中的重金属固定或者稳定，另一种方式是将重金属从污泥中去除。对前者来说，重金属仍存在于污泥或其衍生物中，但由易溶、有毒、不稳定的状态变为低溶或不溶、无毒、稳定的状态，即通过减少重金属不稳定态的含量、降低重金属的活性和生物有效性使污泥达到无害化；后者则通过物理、化学、生物的方法减少污泥中重金属的总量来处理污泥。
中国发明专利申请（申请号：201510042587.7）披露了一种污泥中重金属处理的方法，其主要通过改性剂作用将污泥中的蛋白质进行水解、氨基酸脱氨基及氨的固定，利用固定后生成的氯化铵与添加的氢氧化钙和葡萄糖粉逐步发生反应，以降低污泥重金属离子化合价或直接还原成单质。以上工艺虽然能够对污泥中重金属起到一定的去除效果，然而时间使用过程中还存在有一些不足：1、去除效率低，处理时间长，不利于大规模推广应用；2、需要添加新的改性剂，会给污泥增加新的污染物；3、改性剂成本较高、而且需要调节酸碱度，容易出现失活、处理量不大且处理效率不佳。
发明内容
本发明提供一种提高重金属去除效率的污泥处理设备，其主要目的在于克服现有污泥处理设备对重金属处理量不大且处理效率不佳的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种提高重金属去除效率的污泥处理设备，包括污泥先后依次通入的一污泥重金属生化处理罐体、一污泥脱水调理罐体以及一污泥脱水干燥罐体；
所述污泥重金属生化处理罐体包括一第一罐体、一设置于该第一罐体内部的第一引流罩以及一鼓风机构，所述第一罐体上设置有一用于投放含重金属的污泥原料的第一进料口、一用于投放含氧化硫杆菌的营养液的第一投料口以及一与鼓风机构相连通的第一通气口，所述第一通气口位于所述第一罐体的底部，所述第一引流罩包括一第一上开口、一位于所述第一通气口正上方的第一下开口以及一由第一下开口延伸至第一上开口而形成的第一引流通道。
进一步的，所述污泥脱水调理罐体包括一第二罐体以及一设置于该第二罐体内部的第二引流罩，所述第二罐体上设置有一用于通过污泥原料的第二进料口、一用于投放调理料的第二投料口以及一也与鼓风机构相连通的第二通气口，所述第二通气口位于所述第二罐体的底部，所述第二引流罩包括一第二上开口、一位于所述第二通气口正上方的第二下开口以及一由第二下开口延伸至第二上开口而形成的第二引流通道，所述第二进料口连通于所述第一通气口；
进一步的，所述污泥脱水干燥罐体包括下端开口的上罐体和上端开口的下罐体，上罐体的下端与下罐体的上端可拆卸地连接在一起，上罐体上连接有与上罐体的内腔连通的加压装置，在上罐体上还设有用以将污泥溶液送入上罐体的进泥口，在下罐体内设有用以对污泥溶液进行水渣分离的过滤层，下罐体上有第一调压口，第一调压口设置在过滤层的下方，还包括真空罐，真空罐上设有第二调压口，第一调压口与第二调压口通过连接管连通，真空罐上连接有抽真空装置，在下罐体上设有第一排水口，第一排水口通过第一排水管连接至污水积水池，第一排水口设置在第一调压口的下方，在真空罐上设有第二排水口，第二排水口设置在第二调压口的下方，第二排水口通过第二排水管连通至污水积水池，所述下罐体在过滤层的上方还设置有一微波加热装置和第三调压口，所述微波加热装置包括复数个微波发射装置以及包覆于该微波发射装置外侧的金属屏蔽环，该金属屏蔽环外侧安装于所述下罐体内壁面，所述下罐体在第三调压口位置处设置有包覆整个第三调压口的金属屏蔽网，所述真空罐上设有第四调压口，所述第三调压口与第四调压口通过连接管连通。
进一步，所述污泥脱水调理罐体还包括一设置于第二罐体上部的第二压力传感组件以及一与该第二压力传感组件电连接的一第二泄压阀，所述第二泄压阀用于控制第二罐体内部液面上方空气的排出与关闭
进一步，所述上罐体的下端连接有上法兰，所述下罐体的上端连接有下法兰，上法兰与下法兰通过连接件可拆卸地连接在一起，在上法兰与下法兰之间设有硅胶垫圈。
进一步，所述下罐体的内壁设有环状支撑台，所述过滤层包括筛孔板和设置在筛孔板上的滤网，筛孔板架设在环状支撑台上。
进一步，所述上罐体内还设置有一用以监测上罐体内腔压力的压力监测装置，所述压力监测装置包括用以显示正压的第一压力表和用以显示负压的第二压力表。
进一步，所述第一进料口和第一投料口各设置于所述第一罐体上端的两侧，所述第一罐体为一导热材料罐体，所述第一罐体还设置有一加热部，该加热部为一环绕设置于所述第一罐体外侧壁的蛇形管道，该蛇形管道与一盛放有加热流体的恒温装置相连通，所述重金属生化处理罐体还包括一设置于第一罐体上部的第一压力传感组件以及一与该第一压力传感组件电连接的一第一泄压阀，所述第一泄压阀用于控制第一罐体内部液面上方空气的排出与关闭。
进一步，所述金属屏蔽网的网孔比预设所述微波发射装置产生的微波波长小。
进一步，所述鼓风机构设置有一三通阀，该三通阀另外两路分别连接于所述第一通气口和第二通气口上。
进一步，所述第二引流罩上设置有复数个间隔布置的引流孔，所述引流孔上方设置有朝外凸出的引流帽。
进一步，往所述第二投料口中投放调理料包括先后依次加入的三种调理料，第一次加入的调理料为火力发电厂灰飞，第二次加入的调理料为氯化铁溶液或阳离子性聚电解质，最后一次加入的调理料为聚甲基丙烯酸酯系两性共聚合物。
和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:
1、本发明结构简单、实用性强，通过设置一重金属生化处理罐体，可以通过气流由第一罐体的底部通入，气流由第一引流罩的第一下开口向第一引流罩内流动，在第一引流罩内形成不规则的涡流和负压，污泥、氧化硫杆菌及培养液从引流罩的底部被吸入、提升到第一引流罩内充分混合，并在气流的作用下由第一引流罩的第一上开口流出并沉降回流到第一罐体内，回流到第一罐体内的污泥、氧化硫杆菌及培养液再次受气流作用从第一引流罩的底部被吸入、提升到第一引流罩内，从而在第一罐体和第一引流罩之间反复循环，使得污泥的重金属和氧化硫杆菌获得充分的气固接触效果，使得重金属受氧化硫杆菌的氧化和酸化作用从污泥中溶出，消除污泥内重金属的含量。
2、在本发明中，通过设置一污泥脱水调理罐体，当调理料加入后，通过鼓风机构产生的加压空气由第二罐体的底部产生气泡，并且由第二引流罩的第二下开口注入第二引流通道内，并在气流的作用下由第二引流罩的第二上开口流出并沉降回流到第二罐体内，回流到第二槽体内的污泥原料和三种调理料再次受气流作用从第二引流罩的第二下开口被吸入、提升到第二引流罩内，从而在第二罐体和第二引流罩之间反复循环，使得污泥原料和三种调理料获得充分的气固接触效果，从而能降低污泥的降伏应力与外观黏度，有助于提高污泥脱水效果。
3、在本发明中，加入的调理料不仅包括火力发电厂灰飞这一物理调理料，还包括氯化铁溶液和聚甲基丙烯酸酯系两性共聚合物这两种化学调理料。添加火力发电厂灰飞助滤，配合高分子聚合物进行多重调理时，能减少高分子聚合物的加药量，并提升污泥的脱水效率，增加污泥饼的固含量。另外通过设置两种化学调理料，并且利用该两种化学调理料间的交互作用，造成错合形态，达到更好的絮凝效果，增加污泥颗粒间的黏着力，形成更大且更强的胶羽，减少聚电解质残留于溶液中，同时提高污泥的脱水性。
4、在本发明中，通过设置一污泥脱水干燥罐体，在使用时将污水溶液从进泥口中输送到上罐体中，之后将进泥口关闭，启动加压装置和抽真空装置，通过加压装置时上罐体内的压力增强，通过真空罐使得下罐体内的压力降低至真空状态，如此上罐体与下罐体之间形成较大的压力差，位于上罐体内的污水溶液中的水分能够迅速通过过滤层，而泥渣则留在过滤层的上方，当泥渣中还残留水分时，由于水分的水封作用，上罐体与下罐体之间能够形成压力差，保证快速进行水渣分离，当泥渣中的水分脱除完毕之后，上罐体与下罐体之间通过泥渣中的气孔实现连通，上罐体的压力迅速降低，通过压力监测装置可以判断污泥已处理完毕，通过将下罐体拆卸，并将泥渣清理出，泥渣可以用在建筑填料或者复合肥料等领域进行回收利用。在本发明中，从过滤层中渗透下来的水分主要通过第一排水口排至污水积水池，而下罐体中的水蒸气可以通过连接管进入真空罐并从第二排水口中排至污水进水池，从而保证了水分能够充分排出。
5、在本发明中，通过在下罐体内设置微波加热装置，并且微波加热装置可以释放处微波，使得污泥中的水分子与该微波进行相互作用而被加热，从而使得污泥所含的水分会扩散且挥发，达到干燥污泥的目的。
6、在本发明中，通过真空罐上的第四调压口和微波加热装置附近的第三调压口之间的抽气配合，致使微波加热装置内部形成一负压，进而产生一气流，此气流下罐体的上部进气，并经过真空罐，带走微波加热过程产生的水蒸汽，水蒸气可以通过连接管输送至真空罐内，并在真空罐凝聚成液态水，并通过第二排水管输送至污水积水池中，如此能够保证下罐体中的水分较为充分的排放至污水积水池中。
7、在本发明中，通过设置金属屏蔽环和金属屏蔽网，可以使得微波在微波加热装置内可重复反射，避免干燥过程中产生的微波外泄。同时也可以使污泥能被均匀加热烘干，进一步提高污泥的干燥效果。
8、在本发明中，通过设置第一压力传感组件和第一泄压阀，并且配合鼓风机构的通气作用，可以组成一压力循环处理系统，当第一罐体内因通气导致气压增大后，可以增加间隙水和氧化硫杆菌对污泥内部孔隙的渗透，加强氧化硫杆菌与污泥的接触频率，提高其摄取污泥内重金属的能力，当第一罐体内压力增大到700kPa后，第一压力传感组件检测到该压力最高点阈值后，触动鼓风机构停止向第一罐体内通气，并同时启动第一泄压阀，上述第一泄压阀控制第一罐体排气，将第一罐体内部的压力由700kPa降低至大气压，所述第一罐体的顶部因排气而产生大量的微气泡，间隙水中的气体会释出并将重金属及反应后的生成物带出污泥孔隙。由于污泥的孔隙过小，减压时气体释出的速率往往大于气体从孔隙中排出的速率，因此造成污泥孔隙内部压力增加。当污泥孔隙内部压力大于污泥颗粒壁所能承受的压力时，便会造成污泥颗粒向内破裂或炸裂，使污泥内重金属的暴露量增加，极大地提高重金属和氧化硫杆菌的气固接触效果，增强其生化反应，极大地提高了污泥中重金属的去除效果，当第一罐体内的压力恢复到一般大气压力时，第一压力传感组件检测到该压力最低点阈值后，触动鼓风机构重新向第一罐体内通气，并同时关闭第一泄压阀，再次将第一罐体内部压力提升到700kPa后再次降压至大气压，不断完成增压和减压的循环，直到污泥完成重金属的去除。
9、在本发明中，通过设置第二压力传感组件和第二泄压阀，并且配合鼓风机构的通气作用，可以组成另一一压力循环处理系统，当第二罐体内因通气导致气压增大后，可以增加间隙水和三种调理料对污泥内部孔隙的渗透，加强三种调理料与污泥的接触频率，提高其调理反应的效果，当第二罐体内压力增大到700kPa后，第二压力传感组件检测到该压力最高点阈值后，触动鼓风机构停止向第二罐体内通气，并同时启动第二泄压阀，上述第二泄压阀控制第二罐体排气，将第二罐体内部的压力由700kPa降低至大气压，所述第二罐体的顶部因排气而产生大量的微气泡，间隙水中的气体会释出并将调理反应后的生成物带出污泥孔隙。由于污泥的孔隙过小，减压时气体释出的速率往往大于气体从孔隙中排出的速率，因此造成污泥孔隙内部压力增加。当污泥孔隙内部压力大于污泥颗粒壁所能承受的压力时，便会造成污泥颗粒向内破裂或炸裂，使污泥内聚电解质和有机物的暴露量增加，极大地提高其与三种调理料的气固接触效果，增强其物理和化学反应，从而能降低污泥的降伏应力与外观黏度，有助于提高污泥脱水效果，当第二罐体内的压力恢复到一般大气压力时，第二压力传感组件检测到该压力最低点阈值后，触动鼓风机构重新向第二罐体内通气，并同时关闭第二泄压阀，再次将第二罐体内部压力提升到700kPa后再次降压至大气压，不断完成增压和减压的循环，直到污泥完成整体的脱水调理。
附图说明
图1为实施例中所述污泥处理设备的结构示意图。
图2为图1中A处的放大示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
参照图1和图2。一种污泥处理设备，包括污泥9先后依次通入的一污泥重金属生化处理罐体1、一污泥脱水调理罐体2以及一污泥脱水干燥罐体3。
参照图1和图2。所述污泥重金属生化处理罐体1包括一第一罐体10、一设置于该第一罐体10内部的第一引流罩11以及一鼓风机构4，所述第一罐体10上设置有一用于投放含重金属的污泥原料的第一进料口101、一用于投放含氧化硫杆菌的营养液的第一投料口102以及一与鼓风机构4相连通的第一通气口103，所述第一通气口103位于所述第一罐体10的底部，所述第一引流罩11包括一第一上开口、一位于所述第一通气口103正上方的第一下开口以及一由第一下开口延伸至第一上开口而形成的第一引流通道。所述第一进料口101和第一投料口102各设置于所述第一罐体10上端的两侧，所述第一罐体10为一导热材料罐体，所述第一罐体10还设置有一加热部，该加热部为一环绕设置于所述第一罐体10外侧壁的蛇形管道108，该蛇形管道108与一盛放有加热流体的恒温装置相连通，所述重金属生化处理罐体1还包括一设置于第一罐体10上部的第一压力传感组件17以及一与该第一压力传感组件17电连接的一第一泄压阀18，所述第一泄压阀18用于控制第一罐体10内部液面上方空气的排出与关闭。
参照图1和图2。所述污泥脱水调理罐体2包括一第二罐体20以及一设置于该第二罐体20内部的第二引流罩21，所述第二罐体20上设置有一用于通过污泥原料的第二进料口22、一用于投放调理料的第二投料口23以及一也与鼓风机构4相连通的第二通气口24，所述第二通气口24位于所述第二罐体20的底部，所述第二引流罩21包括一第二上开口、一位于所述第二通气口24正上方的第二下开口以及一由第二下开口延伸至第二上开口而形成的第二引流通道，所述第二进料口22连通于所述第一通气口103。所述污泥脱水调理罐体2还包括一设置于第二罐体20上部的第二压力传感组件27以及一与该第二压力传感组件27电连接的一第二泄压阀28，所述第二泄压阀28用于控制第二罐体20内部液面上方空气的排出与关闭。所述第二引流罩21上设置有复数个间隔布置的引流孔210，所述引流孔210上方设置有朝外凸出的引流帽211。往所述第二投料口23中投放调理料包括先后依次加入的三种调理料，第一次加入的调理料为火力发电厂灰飞，第二次加入的调理料为氯化铁溶液或阳离子性聚电解质，最后一次加入的调理料为聚甲基丙烯酸酯系两性共聚合物。
参照图1和图2。所述污泥脱水干燥罐体3包括下端开口的上罐体30和上端开口的下罐体31，上罐体30的下端与下罐体31的上端可拆卸地连接在一起，上罐体30上连接有与上罐体30的内腔连通的加压装置32，在上罐体30上还设有用以将污泥溶液送入上罐体30的进泥口33，在下罐体31内设有用以对污泥溶液进行水渣分离的过滤层34，下罐体31上有第一调压口310，第一调压口310设置在过滤层34的下方，还包括真空罐35，真空罐35上设有第二调压口350，第一调压口310与第二调压口350通过连接管连通，真空罐35上连接有抽真空装置36，在下罐体31上设有第一排水口312，第一排水口312通过第一排水管连接至污水积水池37，第一排水口312设置在第一调压口310的下方，在真空罐35上设有第二排水口352，第二排水口352设置在第二调压口350的下方，第二排水口352通过第二排水管连通至污水积水池37，所述下罐体31在过滤层34的上方还设置有一微波加热装置38和第三调压口311，所述微波加热装置38包括复数个微波发射装置380以及包覆于该微波发射装置380外侧的金属屏蔽环381，该金属屏蔽环381外侧安装于所述下罐体31内壁面，所述下罐体31在第三调压口311位置处设置有包覆整个第三调压口311的金属屏蔽网382，所述真空罐35上设有第四调压口351，所述第三调压口311与第四调压口351通过连接管连通。所述上罐体30的下端连接有上法兰，所述下罐体31的上端连接有下法兰，上法兰与下法兰通过连接件可拆卸地连接在一起，在上法兰与下法兰之间设有硅胶垫圈。所述下罐体31的内壁设有环状支撑台，所述过滤层34包括筛孔板340和设置在筛孔板340上的滤网341，筛孔板340架设在环状支撑台上。所述上罐体30内还设置有一用以监测上罐体30内腔压力的压力监测装置305，所述压力监测装置305包括用以显示正压的第一压力表和用以显示负压的第二压力表。所述金属屏蔽网382的网孔比预设所述微波发射装置380产生的微波波长小。
参照图1和图2。所述鼓风机构4设置有一三通阀，该三通阀另外两路分别连接于所述第一通气口103和第二通气口24上。
参照图1和图2。本发明的工作过程即为一种污泥处理方法。
一种污泥的处理方法，包括以下步骤：a、重金属生化处理；b、污泥脱水调理；c、污泥脱水干燥。
其中，所述重金属生化处理包括，将待处理的污泥投入一盛放有含氧化硫杆菌的培养液的第一罐体10内，其中该第一罐体10底部设有第一通气口103，内部插设有第一引流罩11，通过第一通气口103向第一罐体10内曝气，气流由第一引流罩11的第一下开口向第一引流罩11内流动，在第一引流罩11内形成不规则的涡流和负压，污泥、氧化硫杆菌及培养液从引流罩的底部被吸入、提升到第一引流罩11内充分混合，并在气流的作用下由第一引流罩11的第一上开口流出并沉降回流到第一罐体10内，回流到第一罐体10内的污泥、氧化硫杆菌及培养液再次受气流作用从第一引流罩11的底部被吸入、提升到第一引流罩11内，从而在第一罐体10和第一引流罩11之间反复循环，使得污泥的重金属和氧化硫杆菌获得充分的气固接触效果，使得重金属受氧化硫杆菌的氧化和酸化作用从污泥中溶出，消除污泥内重金属的含量。本步骤中，通过设置第一压力传感组件17和第一泄压阀18，并且配合鼓风机构4的通气作用，可以组成一压力循环处理系统，当第一罐体10内因通气导致气压增大后，可以增加间隙水和氧化硫杆菌对污泥内部孔隙的渗透，加强氧化硫杆菌与污泥的接触频率，提高其摄取污泥内重金属的能力，当第一罐体10内压力增大到700kPa后，第一压力传感组件17检测到该压力最高点阈值后，触动鼓风机构4停止向第一罐体10内通气，并同时启动第一泄压阀18，上述第一泄压阀18控制第一罐体10排气，将第一罐体10内部的压力由700kPa降低至大气压，所述第一罐体10的顶部因排气而产生大量的微气泡，间隙水中的气体会释出并将重金属及反应后的生成物带出污泥孔隙。由于污泥的孔隙过小，减压时气体释出的速率往往大于气体从孔隙中排出的速率，因此造成污泥孔隙内部压力增加。当污泥孔隙内部压力大于污泥颗粒壁所能承受的压力时，便会造成污泥颗粒向内破裂或炸裂，使污泥内重金属的暴露量增加，极大地提高重金属和氧化硫杆菌的气固接触效果，增强其生化反应，极大地提高了污泥中重金属的去除效果，当第一罐体10内的压力恢复到一般大气压力时，第一压力传感组件17检测到该压力最低点阈值后，触动鼓风机构4重新向第一罐体10内通气，并同时关闭第一泄压阀18，再次将第一罐体10内部压力提升到700kPa后再次降压至大气压，不断完成增压和减压的循环，直到污泥完成重金属的去除。
其中，所述污泥脱水调理包括, 先后依次加入三种调理料的过程，第一次加入的调理料为火力发电厂灰飞，第二次加入的调理料为氯化铁溶液或阳离子性聚电解质，最后一次加入的调理料为聚甲基丙烯酸酯系两性共聚合物。在该步骤中，当污泥原料和三种调理料完全投入第二罐体20内，所述鼓风机构4通过加压，提高该第二罐体20内部的压力，当第二罐体20内因通气导致气压增大后，可以增加间隙水和三种调理料对污泥内部孔隙的渗透，加强三种调理料与污泥的接触频率，提高其调理反应的效果，当第二罐体20内压力增大到700kPa后，第二压力传感组件27检测到该压力最高点阈值后，触动鼓风机构4停止向第二罐体20内通气，并同时启动第二泄压阀28，上述第二泄压阀28控制第二罐体20排气，将第二罐体20内部的压力由700kPa降低至大气压，所述第二罐体20的顶部因排气而产生大量的微气泡，间隙水中的气体会释出并将调理反应后的生成物带出污泥孔隙。由于污泥的孔隙过小，减压时气体释出的速率往往大于气体从孔隙中排出的速率，因此造成污泥孔隙内部压力增加。当污泥孔隙内部压力大于污泥颗粒壁所能承受的压力时，便会造成污泥颗粒向内破裂或炸裂，使污泥内聚电解质和有机物的暴露量增加，极大地提高其与三种调理料的气固接触效果，增强其物理和化学反应，从而能降低污泥的降伏应力与外观黏度，有助于提高污泥脱水效果，当第二罐体20内的压力恢复到一般大气压力时，第二压力传感组件27检测到该压力最低点阈值后，触动鼓风机构4重新向第二罐体20内通气，并同时关闭第二泄压阀28，再次将第二罐体20内部压力提升到700kPa后再次降压至大气压，不断完成增压和减压的循环，直到污泥完成整体的脱水调理。
更具体的，在所述污泥脱水调理过程中，污泥原料和三种调理料分别由第二进料口22和第二投料口23进入第二罐体20内，并且通过鼓风机构4产生的加压空气由第二罐体20的底部产生气泡，并且由第二引流罩21的第二下开口注入第二引流通道内，并在气流的作用下由第二引流罩21的第二上开口流出并沉降回流到第二罐体20内，回流到第二槽体内的污泥原料和三种调理料再次受气流作用从第二引流罩21的第二下开口被吸入、提升到第二引流罩21内，从而在第二罐体20和第二引流罩21之间反复循环，使得污泥原料和三种调理料获得充分的气固接触效果，从而能降低污泥的降伏应力与外观黏度，有助于提高污泥脱水效果。
其中，所述污泥脱水干燥包括，在使用时，含水污泥混合液体被抽入上罐体30内，之后将进泥口33关闭，启动加压装置32和抽真空装置36，通过加压装置32使上罐体30内的压力增强，通过真空罐35使得下罐体31内的压力降低至真空状态，如此上罐体30与下罐体31之间形成较大的压力差，位于上罐体30内的含水污泥混合液体中的水能够迅速通过过滤层34，而污泥则留在过滤层34的上方，并且由于上罐体30与下罐体31之间能够形成压力差，保证快速进行固液分离，当固液分离完毕之后，启动微波发射装置380释放微波，微波与污泥中的水分子作用而被加热，使得污泥所含的水分会扩散且挥发至空气中，达到干燥污泥的功效。当泥渣中的水分脱除完毕之后，上罐体30与下罐体31之间通过泥渣中的气孔实现连通，上罐体30的压力迅速降低，通过压力监测装置305可以判断污泥已处理完毕，通过将下罐体31拆卸，并将泥渣清理出，泥渣可以用在建筑填料或者复合肥料等领域进行回收利用。在本步骤中，从过滤层34中渗透下来的水分主要通过第一排水口312排至污水积水池37，而下罐体31中的水蒸气可以通过连接管进入真空罐35并从第二排水口352中排至污水进水池，从而保证了水分能够充分排出。
同时，采用金属屏蔽技术使得微波在微波加热装置38内可重复反射，避免干燥过程中产生的微波外泄，进而可使污泥被均匀加热烘干，提高污泥的干燥效果。在进行微波加热过程中，真空罐35可以同时作用，致使下罐体31内部形成一负压，从而产生一气流，带走加热过程产生的水蒸汽，再经过金属屏蔽网382的网孔后进入真空罐35并从第二排水口352中排至污水进水池。
和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:
1、本发明结构简单、实用性强，通过设置一重金属生化处理罐体，可以通过气流由第一罐体10的底部通入，气流由第一引流罩11的第一下开口向第一引流罩11内流动，在第一引流罩11内形成不规则的涡流和负压，污泥、氧化硫杆菌及培养液从引流罩的底部被吸入、提升到第一引流罩11内充分混合，并在气流的作用下由第一引流罩11的第一上开口流出并沉降回流到第一罐体10内，回流到第一罐体10内的污泥、氧化硫杆菌及培养液再次受气流作用从第一引流罩11的底部被吸入、提升到第一引流罩11内，从而在第一罐体10和第一引流罩11之间反复循环，使得污泥的重金属和氧化硫杆菌获得充分的气固接触效果，使得重金属受氧化硫杆菌的氧化和酸化作用从污泥中溶出，消除污泥内重金属的含量。
2、在本发明中，通过设置一污泥脱水调理罐体2，当调理料加入后，通过鼓风机构4产生的加压空气由第二罐体20的底部产生气泡，并且由第二引流罩21的第二下开口注入第二引流通道内，并在气流的作用下由第二引流罩21的第二上开口流出并沉降回流到第二罐体20内，回流到第二槽体内的污泥原料和三种调理料再次受气流作用从第二引流罩21的第二下开口被吸入、提升到第二引流罩21内，从而在第二罐体20和第二引流罩21之间反复循环，使得污泥原料和三种调理料获得充分的气固接触效果，从而能降低污泥的降伏应力与外观黏度，有助于提高污泥脱水效果。
3、在本发明中，加入的调理料不仅包括火力发电厂灰飞这一物理调理料，还包括氯化铁溶液和聚甲基丙烯酸酯系两性共聚合物这两种化学调理料。添加火力发电厂灰飞助滤，配合高分子聚合物进行多重调理时，能减少高分子聚合物的加药量，并提升污泥的脱水效率，增加污泥饼的固含量。另外通过设置两种化学调理料，并且利用该两种化学调理料间的交互作用，造成错合形态，达到更好的絮凝效果，增加污泥颗粒间的黏着力，形成更大且更强的胶羽，减少聚电解质残留于溶液中，同时提高污泥的脱水性。
4、在本发明中，通过设置一污泥脱水干燥罐体3，在使用时将污水溶液从进泥口33中输送到上罐体30中，之后将进泥口33关闭，启动加压装置32和抽真空装置36，通过加压装置32时上罐体30内的压力增强，通过真空罐35使得下罐体31内的压力降低至真空状态，如此上罐体30与下罐体31之间形成较大的压力差，位于上罐体30内的污水溶液中的水分能够迅速通过过滤层34，而泥渣则留在过滤层34的上方，当泥渣中还残留水分时，由于水分的水封作用，上罐体30与下罐体31之间能够形成压力差，保证快速进行水渣分离，当泥渣中的水分脱除完毕之后，上罐体30与下罐体31之间通过泥渣中的气孔实现连通，上罐体30的压力迅速降低，通过压力监测装置305可以判断污泥已处理完毕，通过将下罐体31拆卸，并将泥渣清理出，泥渣可以用在建筑填料或者复合肥料等领域进行回收利用。在本发明中，从过滤层34中渗透下来的水分主要通过第一排水口312排至污水积水池37，而下罐体31中的水蒸气可以通过连接管进入真空罐35并从第二排水口352中排至污水进水池，从而保证了水分能够充分排出。
5、在本发明中，通过在下罐体31内设置微波加热装置38，并且微波加热装置38可以释放处微波，使得污泥中的水分子与该微波进行相互作用而被加热，从而使得污泥所含的水分会扩散且挥发，达到干燥污泥的目的。
6、在本发明中，通过真空罐35上的第四调压口351和微波加热装置38附近的第三调压口311之间的抽气配合，致使微波加热装置38内部形成一负压，进而产生一气流，此气流下罐体31的上部进气，并经过真空罐35，带走微波加热过程产生的水蒸汽，水蒸气可以通过连接管输送至真空罐35内，并在真空罐35凝聚成液态水，并通过第二排水管输送至污水积水池37中，如此能够保证下罐体31中的水分较为充分的排放至污水积水池37中。
7、在本发明中，通过设置金属屏蔽环381和金属屏蔽网382，可以使得微波在微波加热装置38内可重复反射，避免干燥过程中产生的微波外泄。同时也可以使污泥能被均匀加热烘干，进一步提高污泥的干燥效果。
8、在本发明中，通过设置第一压力传感组件17和第一泄压阀18，并且配合鼓风机构4的通气作用，可以组成一压力循环处理系统，当第一罐体10内因通气导致气压增大后，可以增加间隙水和氧化硫杆菌对污泥内部孔隙的渗透，加强氧化硫杆菌与污泥的接触频率，提高其摄取污泥内重金属的能力，当第一罐体10内压力增大到700kPa后，第一压力传感组件17检测到该压力最高点阈值后，触动鼓风机构4停止向第一罐体10内通气，并同时启动第一泄压阀18，上述第一泄压阀18控制第一罐体10排气，将第一罐体10内部的压力由700kPa降低至大气压，所述第一罐体10的顶部因排气而产生大量的微气泡，间隙水中的气体会释出并将重金属及反应后的生成物带出污泥孔隙。由于污泥的孔隙过小，减压时气体释出的速率往往大于气体从孔隙中排出的速率，因此造成污泥孔隙内部压力增加。当污泥孔隙内部压力大于污泥颗粒壁所能承受的压力时，便会造成污泥颗粒向内破裂或炸裂，使污泥内重金属的暴露量增加，极大地提高重金属和氧化硫杆菌的气固接触效果，增强其生化反应，极大地提高了污泥中重金属的去除效果，当第一罐体10内的压力恢复到一般大气压力时，第一压力传感组件17检测到该压力最低点阈值后，触动鼓风机构4重新向第一罐体10内通气，并同时关闭第一泄压阀18，再次将第一罐体10内部压力提升到700kPa后再次降压至大气压，不断完成增压和减压的循环，直到污泥完成重金属的去除。
9、在本发明中，通过设置第二压力传感组件27和第二泄压阀28，并且配合鼓风机构4的通气作用，可以组成另一一压力循环处理系统，当第二罐体20内因通气导致气压增大后，可以增加间隙水和三种调理料对污泥内部孔隙的渗透，加强三种调理料与污泥的接触频率，提高其调理反应的效果，当第二罐体20内压力增大到700kPa后，第二压力传感组件27检测到该压力最高点阈值后，触动鼓风机构4停止向第二罐体20内通气，并同时启动第二泄压阀28，上述第二泄压阀28控制第二罐体20排气，将第二罐体20内部的压力由700kPa降低至大气压，所述第二罐体20的顶部因排气而产生大量的微气泡，间隙水中的气体会释出并将调理反应后的生成物带出污泥孔隙。由于污泥的孔隙过小，减压时气体释出的速率往往大于气体从孔隙中排出的速率，因此造成污泥孔隙内部压力增加。当污泥孔隙内部压力大于污泥颗粒壁所能承受的压力时，便会造成污泥颗粒向内破裂或炸裂，使污泥内聚电解质和有机物的暴露量增加，极大地提高其与三种调理料的气固接触效果，增强其物理和化学反应，从而能降低污泥的降伏应力与外观黏度，有助于提高污泥脱水效果，当第二罐体20内的压力恢复到一般大气压力时，第二压力传感组件17检测到该压力最低点阈值后，触动鼓风机构4重新向第二罐体20内通气，并同时关闭第二泄压阀28，再次将第二罐体20内部压力提升到700kPa后再次降压至大气压，不断完成增压和减压的循环，直到污泥完成整体的脱水调理。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (7)
1.一种提高重金属去除效率的污泥处理设备，其特征在于：包括污泥先后依次通入的一污泥重金属生化处理罐体、一污泥脱水调理罐体以及一污泥脱水干燥罐体；
所述污泥重金属生化处理罐体包括一第一罐体、一设置于该第一罐体内部的第一引流罩以及一鼓风机构，所述第一罐体上设置有一用于投放含重金属的污泥原料的第一进料口、一用于投放含氧化硫杆菌的营养液的第一投料口以及一与鼓风机构相连通的第一通气口，所述第一通气口位于所述第一罐体的底部，所述第一引流罩包括一第一上开口、一位于所述第一通气口正上方的第一下开口以及一由第一下开口延伸至第一上开口而形成的第一引流通道，所述第一进料口和第一投料口各设置于所述第一罐体上端的两侧，所述第一罐体为一导热材料罐体，所述第一罐体还设置有一加热部，该加热部为一环绕设置于所述第一罐体外侧壁的蛇形管道，该蛇形管道与一盛放有加热流体的恒温装置相连通，所述重金属生化处理罐体还包括一设置于第一罐体上部的第一压力传感组件以及一与该第一压力传感组件电连接的一第一泄压阀，所述第一泄压阀用于控制第一罐体内部液面上方空气的排出与关闭，通过设置第一压力传感组件和第一泄压阀，并且配合鼓风机构的通气作用，可以组成一压力循环处理系统，当第一罐体内因通气导致气压增大到700kPa后，第一压力传感组件检测到该压力最高点阈值后，触动鼓风机构停止向第一罐体内通气，并同时启动第一泄压阀，上述第一泄压阀控制第一罐体排气，将第一罐体内部的压力由700kPa降低至大气压，当第一罐体内的压力恢复到一般大气压力时，第一压力传感组件检测到该压力最低点阈值后，触动鼓风机构重新向第一罐体内通气，并同时关闭第一泄压阀，再次将第一罐体内部压力提升到700kPa后再次降压至大气压，不断完成增压和减压的循环，直到污泥完成重金属的去除，所述污泥脱水干燥罐体包括下端开口的上罐体和上端开口的下罐体，上罐体的下端与下罐体的上端可拆卸地连接在一起，上罐体上连接有与上罐体的内腔连通的加压装置，在上罐体上还设有用以将污泥溶液送入上罐体的进泥口，在下罐体内设有用以对污泥溶液进行水渣分离的过滤层，下罐体上有第一调压口，第一调压口设置在过滤层的下方，还包括真空罐，真空罐上设有第二调压口，第一调压口与第二调压口通过连接管连通，真空罐上连接有抽真空装置，在下罐体上设有第一排水口，第一排水口通过第一排水管连接至污水积水池，第一排水口设置在第一调压口的下方，在真空罐上设有第二排水口，第二排水口设置在第二调压口的下方，第二排水口通过第二排水管连通至污水积水池，所述下罐体在过滤层的上方还设置有一微波加热装置和第三调压口，所述微波加热装置包括复数个微波发射装置以及包覆于该微波发射装置外侧的金属屏蔽环，该金属屏蔽环外侧安装于所述下罐体内壁面，所述下罐体在第三调压口位置处设置有包覆整个第三调压口的金属屏蔽网，所述真空罐上设有第四调压口，所述第三调压口与第四调压口通过连接管连通，所述上罐体的下端连接有上法兰，所述下罐体的上端连接有下法兰，上法兰与下法兰通过连接件可拆卸地连接在一起，在上法兰与下法兰之间设有硅胶垫圈，所述金属屏蔽网的网孔比预设所述微波发射装置产生的微波波长小。
2.如权利要求1所述一种提高重金属去除效率的污泥处理设备，其特征在于：所述污泥脱水调理罐体包括一第二罐体以及一设置于该第二罐体内部的第二引流罩，所述第二罐体上设置有一用于通过污泥原料的第二进料口、一用于投放调理料的第二投料口以及一也与鼓风机构相连通的第二通气口，所述第二通气口位于所述第二罐体的底部，所述第二引流罩包括一第二上开口、一位于所述第二通气口正上方的第二下开口以及一由第二下开口延伸至第二上开口而形成的第二引流通道，所述第二进料口连通于所述第一通气口；所述污泥脱水调理罐体还包括一设置于第二罐体上部的第二压力传感组件以及一与该第二压力传感组件电连接的一第二泄压阀，所述第二泄压阀用于控制第二罐体内部液面上方空气的排出与关闭。
3.如权利要求2所述一种提高重金属去除效率的污泥处理设备，其特征在于：所述下罐体的内壁设有环状支撑台，所述过滤层包括筛孔板和设置在筛孔板上的滤网，筛孔板架设在环状支撑台上。
4.如权利要求3所述一种提高重金属去除效率的污泥处理设备，其特征在于：所述上罐体内还设置有一用以监测上罐体内腔压力的压力监测装置，所述压力监测装置包括用以显示正压的第一压力表和用以显示负压的第二压力表。
5.如权利要求2所述一种提高重金属去除效率的污泥处理设备，其特征在于：所述鼓风机构设置有一三通阀，该三通阀另外两路分别连接于所述第一通气口和第二通气口上。
6.如权利要求2所述一种提高重金属去除效率的污泥处理设备，其特征在于：所述第二引流罩上设置有复数个间隔布置的引流孔，所述引流孔上方设置有朝外凸出的引流帽。
7.如权利要求5所述一种提高重金属去除效率的污泥处理设备，其特征在于：往所述第二投料口中投放调理料包括先后依次加入的三种调理料，第一次加入的调理料为火力发电厂灰飞，第二次加入的调理料为氯化铁溶液或阳离子性聚电解质，最后一次加入的调理料为聚甲基丙烯酸酯系两性共聚合物。
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