CN109293203A - 一种污泥重金属回收系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种污泥重金属回收系统，碱洗室、反洗室I、中水处理系统、板框压滤机、离子交换系统、烘干室，碱洗室与离子交换系统连接，碱洗沉降后的含重金属的上层碱洗废液送入离子交换系统，碱洗室反应沉降后的废渣送入反洗室I；反洗室I通过循环的管路系统与中水处理系统连接，反洗室I内反洗沉降后的废渣送入板框压滤机；板框压滤机通过管路与中水处理系统连接，压滤后的滤液进入中水处理系统，滤饼送入烘干室；中水处理系统还与离子交换系统连接，经中水处理系统处理后的再生水进入离子交换系统，经离子交换系统后获得更为洁净的水。本发明还公开了一种污泥重金属回方法。本发明结构简单，成本低，重金属回收率高。
Description
技术领域
本发明涉及重金属回收技术领域，具体为一种污泥重金属回收系统及方法。
背景技术
活性污泥作为水污染防治中主要的水污染因子的降解介质，由于其源源不断的产出，导致了其处置渠道的紧张。例如，目前大部分的污水处理厂只能把污泥中的水分脱至60%左右，加之污泥中可能含有较高的重金属成分，这些因素都限制了污泥的进一步的资源化和再利用。
如果能对污泥中的重金属加以较好的控制，就能够把污泥转化成为相应的资源。目前已经有了为了加快污泥的无害化利用，需要对污泥中的重金属进行去除或控制的研究，但是成本高，回收率低，所以急需开发一种新技术来固定或去除污泥中的重金属。
发明内容
本发明提供一种污泥重金属回收系统及方法，通过碱性固定技术和离子交换技术，将污泥中的重金属回收，本发明结构简单，成本低，重金属回收率高。
本发明的技术方案如下：
本发明的污泥重金属回收系统，包括碱洗室、反洗室I、中水处理系统、板框压滤机、离子交换系统、烘干室，所述的碱洗室内设有搅拌器I，碱洗室通过管路与离子交换系统连接，用于输送碱洗沉降后的含重金属的上层碱洗废液至离子交换系统，碱洗室反应沉降后的废渣送入反洗室I；
所述的反洗室I内设有搅拌器II，反洗室I通过循环的管路系统与中水处理系统连接，将反洗废水输送至中水处理系统的入口，接收中水处理系统处理后的水继续作为反洗水循环利用，反洗室I内反洗沉降后的废渣经过传送装置I送入板框压滤机；
所述的板框压滤机通过管路与中水处理系统的入口连接，压滤后的滤液进入中水处理系统，滤饼经过传送装置II送入烘干室；
所述的中水处理系统还通过管路与离子交换系统连接，经中水处理系统处理后的再生水进入离子交换系统，经离子交换系统后获得更为洁净的水；
所述的各个管路上均设有阀门。
进一步，所述的碱洗室侧壁上沿竖直方向间隔设置多个带有阀门的排液管，各个排液管分别与碱洗废液输送管连通，所述的碱洗废液输送管与离子交换系统连接的入口连接，用于输送碱洗沉降后的含重金属的上层碱洗废液至离子交换系统。
进一步，所述的中水处理系统包括离心泵、储水罐、沙滤过滤罐、紫外杀菌系统，所述的离心泵与储水罐的入口连接；所述的沙滤过滤罐并列设有一组以上，各组沙滤过滤罐的入口分别通过管路与储水罐的出口连接，各组沙滤过滤罐的出口分别通过管路与紫外杀菌系统的入口连接；所述的紫外杀菌系统的出口分别通过管路与反洗室I和沙滤过滤罐、离子交换系统连接；所述的中水处理系统中的各个管路上分别设有阀门；
所述的沙滤过滤罐中还设有反冲洗系统；所述的紫外杀菌系统内设有环流形紫外灯。
进一步，所述的反冲洗系统包括反洗室II和搅拌器III，所述的反洗室II内设有搅拌器III，反洗室II通过反洗管路和加压泵与紫外杀菌系统的连接，反洗管路的进口与紫外杀菌系统的出口连接。反冲后静置，通过沙滤过滤罐底部设置的管路打开阀门以后排出。
进一步，所述的离子交换系统包括罐体、碱洗液入口、再生水入口、离子交换柱、分流管、出口管；所述的分流管设于罐体上部，分流管的上端设有碱洗液入口，通过碱洗液入口与碱洗室的底部管路连通，分流管的侧壁设有再生水入口，通过再生水入口和管路与中水处理系统出口连通；所述的碱洗液入口比再生水入口高50cm以上；所述的离子交换柱设有一组以上，位于罐体中部，离子交换柱的入口分别通过管路与分流管的底部连通，离子交换柱的出口分别与出口管连通；所述的出口管设于罐体的底部；所述的离子交换柱的入口设有阀门，用于切换离子交换柱入口的开启和关闭。
进一步，本发明的污泥重金属回收方法，运用了所述的污泥重金属回收系统，包括以下步骤：
A、将污泥送入碱洗室中，投加碱液，搅拌混合反应1小时以上，停止搅拌，静置使得固液分离，上层含重金属的碱洗废液输送至离子交换系统中；洗提后剩余的污泥送入反洗室I；
B、向反洗室I中加入反洗水，搅拌混合反应1-2小时，停止搅拌，静置使得固液分离，然后上层废液送入中水处理系统中，反洗后的污泥送入板框压滤机，板框压滤机的滤液被收集，同样送入中水处理系统；板框压滤机的滤饼被回收至烘干室，进行烘干，烘干后的污泥进行回收利用；
C、中水处理系统将来自反洗室I的上清液和来自板框压滤机的滤液进行处理，得到的再生水，返回反洗室I进行重复利用；
D、再生水和碱洗液进入离子交换系统后，进行离子交换，交换后的金属滤液进行回收。
进一步，所述的中水处理系统包括离心泵、储水罐、沙滤过滤罐、紫外杀菌系统，所述的沙滤过滤罐中设有反冲洗系统，所述的紫外杀菌系统内设有环流形紫外灯；所述的离心泵将来自反洗室I的上清液和来自板框压滤机的滤液泵入储水罐中，形成混合液，混合液通过管路进入沙滤过滤罐，进行过滤，滤液再通过管路进入紫外杀菌系统进行杀菌；所述的杀菌后的再生水在进行污泥处理时，返回反洗室I进行重复利用，在设备进行清洗时，送至反冲洗系统对沙滤过滤罐反冲洗操作，在准备停机时，将再生水送入离子交换系统。
进一步，所述的反洗系统包括反洗室II和搅拌器III，所述的反洗室II内设有搅拌器III，反洗室II通过反洗管路和加压泵与紫外杀菌系统连接，反洗管路的进口与紫外杀菌系统的出口连接。
进一步，所述的离子交换系统包括罐体、碱洗液入口、再生水入口、离子交换柱、分流管、出口管；所述的分流管设于罐体上部，分流管的上端设有碱洗液入口，通过碱洗液入口与碱洗室的底部管路连通，分流管的侧壁设有再生水入口，通过再生水入口和管路与中水处理系统出口连通；所述的碱洗液入口比再生水入口高50cm以上；所述的离子交换柱设有一组以上，位于罐体中部，离子交换柱的入口分别通过管路与分流管的底部连通，离子交换柱的出口分别与出口管连通；所述的出口管设于罐体的底部；所述的离子交换柱的入口设有阀门，用于切换离子交换柱入口的开启和关闭，从而控制离子交换柱交替工作。
本发明的有益效果为：
本发明的设置了碱洗室，通过投加碱液，调节pH值，能降低重金属的溶解性，将其转化为稳定形态，又能杀灭病原菌；反洗室I和板框压滤机、烘干室对剩余污泥进行了处理，由于污泥中重金属的含量大大降低，可以被多渠道的进行回收利用，如制成环保材料等；中水处理系统对污泥处理过程中的水进行了回收和循环利用，节省了水资源，多个沙滤过滤罐间歇式运作，沙滤过滤罐中设有反洗系统，可以对再生水进行反洗，沙滤过滤罐反洗后的水进入紫外杀菌系统，去除水中的微生物，防止其对管路的污染；离子交换系统中，进水口设于再生水入口之上，可以防止再生水污染进水口；设置了多组离子交换柱，可以交替工作，实现系统的长期运转。
本发明设计独特，结构简单，科学合理，能好少，成本低，能够实现污泥中重金属的回收，减少环境污染，促进污泥无害化，使得污泥得到进一步的资源化和再利用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的中水处理系统的结构示意图；
图3是本发明的反冲洗系统的结构示意图；
图4是本发明的离子交换系统的结构示意图；
图中各序号和名称为：
1-碱洗室；2-反洗室I；3-中水处理系统；4-板框压滤机；5-离子交换系统；6-烘干室；7-搅拌器I；8-搅拌器II；
31-离心泵；32-储水罐；33-沙滤过滤罐；34-紫外杀菌系统；35-反洗室II；36-搅拌器III；
51-罐体；52-进水口；53-再生水入口；54-离子交换柱；55-分流管；56-出口管。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明的污泥重金属回收系统，包括碱洗室1、反洗室I2、中水处理系统3、板框压滤机4、离子交换系统5、烘干室6，所述的碱洗室1内设有搅拌器I7，碱洗室1通过管路与离子交换系统5连接，用于输送碱洗沉降后的含重金属的上层碱洗废液至离子交换系统5，碱洗室1反应沉降后的废渣送入反洗室I2；
所述的反洗室I2内设有搅拌器II8，反洗室I2通过循环的管路系统与中水处理系统3连接，将反洗废水输送至中水处理系统3的入口，接收中水处理系统3处理后的水继续作为反洗水循环利用，反洗室I2内反洗沉降后的废渣经过传送装置I送入板框压滤机4；
所述的板框压滤机4通过管路与中水处理系统3的入口连接，压滤后的滤液进入中水处理系统3，滤饼经过传送装置II送入烘干室6；
所述的中水处理系统3还通过管路与离子交换系统5连接，经中水处理系统3处理后的再生水进入离子交换系统5，经离子交换系统5后获得更为洁净的水；
所述的各个管路上均设有阀门。
所述的碱洗室1侧壁上沿竖直方向间隔设置多个带有阀门的排液管，各个排液管分别与碱洗废液输送管连通，所述的碱洗废液输送管与离子交换系统5连接的入口连接，用于输送碱洗沉降后的含重金属的上层碱洗废液至离子交换系统5。
如图2所示，所述的中水处理系统3包括离心泵31、储水罐32、沙滤过滤罐33、紫外杀菌系统34，所述的离心泵31与储水罐32的入口连接；所述的沙滤过滤罐33并列设有2组，各组沙滤过滤罐33的入口分别通过管路与储水罐32的出口连接，各组沙滤过滤罐33的出口分别通过管路与紫外杀菌系统34的入口连接；所述的紫外杀菌系统34的出口分别通过管路与反洗室I2和沙滤过滤罐33、离子交换系统5连接；所述的中水处理系统3中的各个管路上分别设有阀门；所述的沙滤过滤罐33中还设有反冲洗系统，所述的紫外杀菌系统34内设有环流形紫外灯；
如图3所示，所述的反冲洗系统包括反洗室II35和搅拌器III36，所述的反洗室II35内设有搅拌器III36，反洗室II35通过反洗管路与紫外杀菌系统34连接，反洗管路的进口与紫外杀菌系统34的出口连接。
如图4所示，所述的离子交换系统5包括罐体51、碱洗液入口52、再生水入口53、离子交换柱54、分流管55、出口管56；所述的分流管55设于罐体51上部，分流管55的上端设有碱洗液入口56，通过碱洗液入口52与碱洗室1的底部管路连通，分流管55的侧壁设有再生水入口53，通过再生水入口53和管路与中水处理系统3出口连通；所述的碱洗液入口52比再生水入口53高50cm以上；所述的离子交换柱54设有2组，位于罐体51中部，离子交换柱54的入口分别通过管路与分流管55的底部连通，离子交换柱54的出口分别与出口管56连通；所述的出口管56设于罐体51的底部；所述的离子交换柱54的入口设有阀门，用于切换离子交换柱54入口的开启和关闭。
本发明的污泥重金属回收方法，运用了所述的污泥重金属回收系统，包括以下步骤：
A、将污泥送入碱洗室1中，投加碱液，搅拌混合反应2小时，停止搅拌，静置使得固液分离，上层含重金属的碱洗废液输送至离子交换系统5中；洗提后剩余的污泥送入反洗室I2；
B、向反洗室I2中加入反洗水，搅拌混合反应2小时，停止搅拌，静置使得固液分离，然后上层废液送入中水处理系统3中，反洗后的污泥送入板框压滤机4，板框压滤机4的滤液被收集，同样送入中水处理系统3；板框压滤机4的滤饼被回收至烘干室6，进行烘干，烘干后的污泥进行回收利用；
C、中水处理系统3将来自反洗室I2的上清液和来自板框压滤机4的滤液进行处理，得到的再生水，返回反洗室I2进行重复利用；
D、再生水和碱洗液进入离子交换系统5后，进行离子交换，交换后的金属滤液进行回收。
所述的中水处理系统3包括离心泵31、储水罐32、沙滤过滤罐33、紫外杀菌系统34，所述的沙滤过滤罐33中设有反洗系统，所述的紫外杀菌系统34内设有环流形紫外灯；所述的离心泵将来自反洗室I2的上清液和来自板框压滤机4的滤液泵入储水罐32中，形成混合液，混合液通过管路进入沙滤过滤罐33，进行过滤，滤液再通过管路进入紫外杀菌系统34进行杀菌；所述的杀菌后的再生水在进行污泥处理时，返回反洗室I2进行重复利用，在设备进行清洗时，送至反冲洗系统对沙滤过滤罐33反洗操作，在准备停机时，将再生水送入离子交换系统5中进行进一步处理。
所述的反冲洗系统包括反洗室II35和搅拌器III36，所述的反洗室II35内设有搅拌器III36，反洗室II35通过反洗管路和加压泵与紫外杀菌系统34连接，反洗管路的进口与紫外杀菌系统34的出口连接。
所述的离子交换系统5包括罐体51、碱洗液入口52、再生水入口53、离子交换柱54、分流管55、出口管56；所述的分流管55设于罐体51上部，分流管55的上端设有碱洗液入口56，通过碱洗液入口52与碱洗室1的底部管路连通，分流管55的侧壁设有再生水入口53，通过再生水入口53和管路与中水处理系统3出口连通；所述的碱洗液入口52比再生水入口53高50cm以上；所述的离子交换柱54设有一组以上，位于罐体51中部，离子交换柱54的入口分别通过管路与分流管55的底部连通，离子交换柱54的出口分别与出口管56连通；所述的出口管56设于罐体51的底部；所述的离子交换柱54的入口设有阀门，用于切换离子交换柱54入口的开启和关闭，从而控制离子交换柱54交替工作。
实施例2 实验
污泥样本取自贵阳市小河污水处理厂，采用本发明实施例1的方法对污泥样本进行重金属回收处理，并采用原子吸收法（消解后测定）检测污泥中的重金属含量，结果如表1所示：
表1 处理前后污泥中重金属含量对比
由表1可知，采用本发明的方法对污泥样本进行重金属回收处理，能够实现重金属回收，促进污泥的无害化。
Claims (9)
1.一种污泥重金属回收系统，包括碱洗室（1）、反洗室I（2）、中水处理系统（3）、板框压滤机（4）、离子交换系统（5）、烘干室（6），其特征在于：
所述的碱洗室（1）内设有搅拌器I（7），碱洗室（1）通过管路与离子交换系统（5）连接，用于输送碱洗沉降后的含重金属的上层碱洗废液至离子交换系统（5），碱洗室（1）反应沉降后的废渣送入反洗室I（2）；
所述的反洗室I（2）内设有搅拌器II（8），反洗室I（2）通过循环的管路系统与中水处理系统（3）连接，将反洗废水输送至中水处理系统（3）的入口，接收中水处理系统（3）处理后的水继续作为反洗水循环利用，反洗室I（2）内反洗沉降后的废渣经过传送装置I送入板框压滤机（4）；
所述的板框压滤机（4）通过管路与中水处理系统（3）的入口连接，压滤后的滤液进入中水处理系统（3），滤饼经过传送装置II送入烘干室（6）；
所述的中水处理系统（3）还通过管路与离子交换系统（5）连接，经中水处理系统（3）处理后的再生水进入离子交换系统（5），经离子交换系统（5）后获得更为洁净的水；
所述的各个管路上均设有阀门。
2.根据权利要求1所述的污泥重金属回收系统，其特征在于：
所述的碱洗室（1）侧壁上沿竖直方向间隔设置多个带有阀门的排液管，各个排液管分别与碱洗废液输送管连通，所述的碱洗废液输送管与离子交换系统（5）连接的入口连接，用于输送碱洗沉降后的含重金属的上层碱洗废液至离子交换系统（5）。
3.根据权利要求1所述的污泥重金属回收系统，其特征在于：所述的中水处理系统（3）包括离心泵（31）、储水罐（32）、沙滤过滤罐（33）、紫外杀菌系统（34），所述的离心泵（31）与储水罐（32）的入口连接；所述的沙滤过滤罐（33）并列设有一组以上，各组沙滤过滤罐（33）的入口分别通过管路与储水罐（32）的出口连接，各组沙滤过滤罐（33）的出口分别通过管路与紫外杀菌系统（34）的入口连接；所述的紫外杀菌系统（34）的出口分别通过管路与反洗室I（2）和沙滤过滤罐（33）、离子交换系统（5）连接；所述的中水处理系统（3）中的各个管路上分别设有阀门；
所述的沙滤过滤罐（33）中还设有反冲洗系统；所述的紫外杀菌系统（34）内设有环流形紫外灯。
4.根据权利要求2所述的污泥重金属回收系统，其特征在于：所述的反冲洗系统包括反洗室II（35）和搅拌器III（36），所述的反洗室II（35）内设有搅拌器III（36），反洗室II（35）通过反洗管路和加压泵与紫外杀菌系统（34）连接，反洗管路的进口与紫外杀菌系统（34）的出口连接。
5.根据权利要求1所述的污泥重金属回收系统，其特征在于：所述的离子交换系统（5）包括罐体（51）、碱洗液入口（52）、再生水入口（53）、离子交换柱（54）、分流管（55）、出口管（56）；所述的分流管（55）设于罐体（51）上部，分流管（55）的上端设有碱洗液入口（56），通过碱洗液入口（52）与碱洗室（1）的底部管路连通，分流管（55）的侧壁设有再生水入口（53），通过再生水入口（53）和管路与中水处理系统（3）出口连通；所述的碱洗液入口（52）比再生水入口（53）高50cm以上；所述的离子交换柱（54）设有一组以上，位于罐体（51）中部，离子交换柱（54）的入口分别通过管路与分流管（55）的底部连通，离子交换柱（54）的出口分别与出口管（56）连通；所述的出口管（56）设于罐体（51）的底部；所述的离子交换柱（54）的入口设有阀门，用于切换离子交换柱（54）入口的开启和关闭。
6.一种污泥重金属回收方法，运用了如权利要求1所述的污泥重金属回收系统，其特征在于，包括以下步骤：
A、将污泥送入碱洗室（1）中，投加碱液，搅拌混合反应1小时以上，停止搅拌，静置使得固液分离，上层含重金属的碱洗废液输送至离子交换系统（5）中；洗提后剩余的污泥送入反洗室I（2）；
B、向反洗室I（2）中加入反洗水，搅拌混合反应1-2小时，停止搅拌，静置使得固液分离，然后上层废液送入中水处理系统（3）中，反洗后的污泥送入板框压滤机（4），板框压滤机（4）的滤液被收集，同样送入中水处理系统（3）；板框压滤机（4）的滤饼被回收至烘干室（6），进行烘干，烘干后的污泥进行回收利用；
C、中水处理系统（3）将来自反洗室I（2）的上清液和来自板框压滤机（4）的滤液进行处理，得到的再生水，返回反洗室I（2）进行重复利用；
D、再生水和碱洗液进入离子交换系统（5）后，进行离子交换，交换后的金属滤液进行回收。
7.根据权利要求6所述的污泥重金属回收方法，其特征在于：所述的中水处理系统（3）包括离心泵（31）、储水罐（32）、沙滤过滤罐（33）、紫外杀菌系统（34），所述的沙滤过滤罐（33）中设有反冲洗系统；所述的紫外杀菌系统（34）内设有环流形紫外灯；
所述的离心泵将来自反洗室I（2）的上清液和来自板框压滤机（4）的滤液泵入储水罐（32）中，形成混合液，混合液通过管路进入沙滤过滤罐（33），进行过滤，滤液再通过管路进入紫外杀菌系统（34）进行杀菌；所述的杀菌后的再生水在进行污泥处理时，返回反洗室I（2）进行重复利用，在设备进行清洗时，送至反冲洗系统对沙滤过滤罐（33）反洗操作，在准备停机时，将再生水送入离子交换系统（5）中进行进一步处理。
8.根据权利要求7所述的污泥重金属回收系统，其特征在于：所述的反洗系统包括反洗室II（35）和搅拌器III（36），所述的反洗室II（35）内设有搅拌器III（36），反洗室II（35）通过反洗管路和加压泵与紫外杀菌系统（34）连接，反洗管路的进口与紫外杀菌系统（34）的出口连接。
9.根据权利要求6所述的污泥重金属回收方法，其特征在于：所述的离子交换系统（5）包括罐体（51）、碱洗液入口（52）、再生水入口（53）、离子交换柱（54）、分流管（55）、出口管（56）；所述的分流管（55）设于罐体（51）上部，分流管（55）的上端设有碱洗液入口（56），通过碱洗液入口（52）与碱洗室（1）的底部管路连通，分流管（55）的侧壁设有再生水入口（53），通过再生水入口（53）和管路与中水处理系统（3）出口连通；所述的碱洗液入口（52）比再生水入口（53）高50cm以上；所述的离子交换柱（54）设有一组以上，位于罐体（51）中部，离子交换柱（54）的入口分别通过管路与分流管（55）的底部连通，离子交换柱（54）的出口分别与出口管（56）连通；所述的出口管（56）设于罐体（51）的底部；所述的离子交换柱（54）的入口设有阀门，用于切换离子交换柱（54）入口的开启和关闭，从而控制离子交换柱（54）交替工作。
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