CN112495009A - 一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了固危废资源化处置领域的一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，该固液分离的工艺系统包括电控箱、在线监控设备、压滤机、压滤机辅助设备、滤液及固相出料设备和药剂设备，所述电控箱分别与所述在线监控设备、所述压滤机、所述压滤机辅助设备、所述药剂设备互相连接，所述压滤机的入口端与所述压滤机辅助设备连接，所述压滤机的出口端与所述滤液及固相出料设备连接。该实现固液分离的工艺系统可在线自动控制生产，可根据不同批次原料自动调整配置溶液浓度，对水洗预处理工艺需要达到的去除某种盐类可以一次性完成，工艺简单、故障少、维护成本低。

Description

一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统

技术领域

本发明涉及固危废资源化处置生产线的装备，更具体地，涉及一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统。

背景技术

随着国内经济的持续高速发展以及国民生活水平的迅速提升，城市生活垃圾的年产生量也大幅增长；现阶段城市垃圾处置的重要手段之一是利用垃圾焚烧发电法，通过城市垃圾的高温焚烧，可有效灭菌、减容、减量，同时为供热或发电提供大量热能，可最大限度回收能源，但是垃圾焚烧过程中产生的焚烧飞灰富含重金属、可溶性盐等有机污染物，属于危险废弃物，如不妥善处理，仍会对环境造成二次污染；

现有技术中，焚烧飞灰采用固化稳定后填埋，通过物理-化学方法将有害物质固定或包容在惰性固化基材中，然后送至填埋场填埋，但是由于此种方式需要消耗大量土地资源建设填埋场，且有发生次生环境危害的风险。

因此业界内进一步研发其他稳定高效的飞灰处理技术，比如水泥窖协同处置，通过将焚烧飞灰进行水洗处理，去除焚烧飞灰中含有的大量氯离子和重金属元素，然后把经预处理的飞灰作为原料投加到水泥生产过程中，实现飞灰的资源化利用；此种方式的关键在于脱除焚烧飞灰中含有的大量氯离子，如不脱除焚烧飞灰的大部分氯离子会影响水泥的品质；现有技术中也有涉及对焚烧飞灰水洗工艺的相关研究，比如申请号201710905024.5公开了一种高效节水的垃圾飞灰水洗脱氯方法和系统,其系统包括给料仓、第一搅拌釜、第一板框压滤机、第二搅拌釜、第二板框压滤机、第三搅拌釜、第三板框压滤机和干燥装置，所述给料仓和第一搅拌釜的进料口安装有第一飞灰滤饼出料管道，且第一搅拌釜的出料口与第一板框压滤机的进料口之间安装有第一固液混合管道，所述第一板框压滤机的出料口与第二搅拌釜的进料口之间安装有第二飞灰滤饼出料管道。如申请号201811427894.7公开了一种飞灰多级脱氯与水洗液脱钙软化系统及其工艺，该系统包括飞灰料仓、飞灰水洗单元、泥水分离单元和水质软化单元，飞灰水洗单元采用依次设置的一级水洗罐和二级水洗罐对飞灰料仓内的飞灰原料进行两级逆流水洗，一级水洗罐用水来自二级水洗罐水洗后分离的液相；泥水分离单元包括与一级水洗罐连接的重力沉降分离单元和与二级水洗罐连接的第一机械分离单元；以及水质软化单元包括脱钙反应器和第一絮凝分离装置、第二絮凝分离装置。又如申请号202010042428.8公开了一种循环梯度飞灰水洗系统和方法，其系统包括清水罐及预混罐，所述预混罐均连接第一打浆罐，所述清水罐均连接第二打浆罐，所述第一打浆罐的出液端连接第一压滤设备，所述第一压滤设备的包括多个滤液出口及滤饼出口，多个所述滤液出口分别连接对应的储液装置，所述储液装置的出口连接水处理系统，所述滤饼出口连接第二打浆罐，所述第二打浆罐出口连接第二压滤设备，所述第二压滤设备的滤饼出口连接烘干系统；通过设备系统之间的有效配合，经反复水洗过程，将飞灰中的盐彻底洗净，对单次水洗后不同浓度的滤液分别留存，循环水洗，最终得到能够再次回收利用的一定浓度额盐溶液，进行分离提取。上述技术方案中采用两级甚至多级水洗工艺，虽然能够将焚烧飞灰中的氯离子进行有效脱除，但是其水洗过程繁琐，水洗效率低下，而且所水洗过程中所使用的设备和处理水池较多，占地面积大、投资成本和运营成本较大。

随着环保要求的提高，目前针对垃圾焚烧飞灰或除尘灰等资源化需要专属的固危废工艺设备进行处理，现有市场上通常采用一般的工业化设备进行处理，存在工艺流程多，如需三级水洗，处理设备工艺复杂，设备故障点多，维护成本高等技术问题，鉴于目前存在的问题，需要开发一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，解决现有技术中采用一般的工业化设备进行资源化处理垃圾焚烧飞灰或除尘灰时，存在工艺流程多，如需三级水洗处理设备工艺复杂，设备故障点多，维护成本高的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，包括电控箱、在线监控设备、压滤机、压滤机辅助设备、滤液及固相出料设备和药剂设备，所述电控箱分别与所述在线监控设备、所述压滤机、所述压滤机辅助设备、所述药剂设备互相连接，所述压滤机的入口端与所述压滤机辅助设备连接，所述压滤机的出口端与所述滤液及固相出料设备连接。

进一步的，所述压滤机为板框压滤机或者隔膜压滤机或者侧杠式压滤机或者悬梁式压滤机。

进一步的，所述压滤机辅助设备包括若干个锥形桶和混合反应釜，所述锥形桶与所述压滤机连接，所述混合反应釜与所述药剂设备连接。

进一步的，所述滤液及固相出料设备包括滤液桶和滤饼收集仓，所述滤液桶和所述滤饼收集仓分别与所述压滤机的出口连接。

进一步的，所述在线监控设备包括PH在线检测仪、TDS计、电导率测定仪和液位计，所述电导率测定仪和所述液位计设置在所述锥形桶内，所述PH在线检测仪和所述TDS计设置在所述滤液桶的入口处。

进一步的，所述药剂设备包括粉末型药桶、液体药桶和二氧化碳药桶，所述粉末型药桶、所述液体药剂桶和所述二氧化碳药桶分别通过计量泵与所述混合反应釜连接。

进一步的，所述液体药剂桶包括酸桶、碱桶和絮凝剂桶。

进一步的，所述电控箱内设有PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述在线监控设备、所述压滤机、所述压滤机辅助设备、所述药剂设备连接。

采用上述技术方案，本发明具有以下优点：

本发明提供一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，根据不同批次原料自动调整配置溶液浓度，电控箱通过在线监控设备收集的物料和滤液的数据，通过设定的程序经行工艺参数的调整，压滤机可以通过高压力的挤压，保证使用寿命的前提下，更好的降低物料含水率；压滤机辅助设备是专门针对不同生产阶段的滤液做分类收集并监测，然后将数据反馈给电控箱。药剂设备是通过电控箱将药剂加入混合反应釜。滤液及固相出料设备是对压滤机的滤饼经行破碎和压滤机滤液的收集。该实现固液分离的工艺系统可在线自动控制生产，可根据不同批次原料自动调整配置溶液浓度，对水洗预处理工艺需要达到的去除某种盐类可以一次性完成，工艺简单、故障少、维护成本低。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明实现单级高效水洗固液分离一体化装置的结构框架图；

图2是本发明的压滤机辅助设备与压滤机连接关系图；

图3是本发明的在线监测设备的结构示意图；

图4是本发明的药剂设备的结构示意图。

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细技术方案及优点，其内容使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

实施例

图1示出了实现单级高效水洗固液分离一体化装置的结构框架示意图，一种实现固液分离的工艺系统包括电控箱1、在线监控设备3、压滤机4、压滤机辅助设备2、滤液及固相出料设备5和药剂设备6具体如图1所示，其中：电控箱1分别与在线监控设备3、压滤机4、压滤机辅助设备2、药剂设备6互相信号数据连接，压滤机4的入口端与所述压滤机辅助设备2连接，压滤机4的出口端与滤液及固相出料设备5连接。

实现单级高效水洗固液分离一体化装置的原理是通过在线监控设备3反馈的数据给电控箱1来控制压滤机辅助设备2，当压滤机辅助设备2工作到完成电控箱1设定程序后，电控箱1控制压滤机4工作，压滤机4工作到完成电控箱1设定的程序后，在线监测设备3对滤液及固相出料设备5进行数据采集，并将采集数据反馈给电控箱1，电控箱1根据采集数据与电控箱设定的参数比对，来调整压滤机4和药剂设备6的工作参数直到满足电控箱设定要求为止。

在一个实施例中，电控箱1用于控制整个工艺设备，可以根据需要来决定是采用传统纯电路的控制方式，也可以在电控箱内设有PLC控制器，PLC控制器分别与在线监控设备3、压滤机4、压滤机辅助设备2、药剂设备6信号数据连接，电控箱1和压滤机辅助设备2之间的工作根据PLC控制器预先写好PLC的程序进行工作，遇到不同处理物料或成分波动时，需要对在线监测设备3不停调校，直到反馈的数据满足指导生产需要。

在一个实施例中，压滤机4可采用板框压滤机或者隔膜压滤机或者侧杠式压滤机或者悬梁式压滤机，也可采用其他形式的压滤机，电控箱1控制压滤机4的工作，控制后端滤液和固相出料设备符合要求，满足后续生产的需要即可，比如固相物的含水率等。

在一个实施例中，在线监控设备3包括了PH在线检测仪、TDS计、电导率测定仪10和液位计9。

在一个实施例中，滤液及固相出料设备5包括滤液桶和滤饼收集仓，滤液桶和滤饼收集仓分别与压滤机4的出口连接，滤液桶用于收集压滤机4固液分离后的滤液，滤饼收集仓用于收集压滤机4固液分离后的固相滤饼。

在一个实施例中，图2示出了锥形桶与压滤机连接图；图3示出了在线监测设备的结构示意图；图4示出了药剂设备的结构示意图。

压滤机辅助设备包括锥形桶7和混合反应釜8，混合反应釜8与药剂设备6连接，锥形桶7的数目为3个，3个锥形桶7与压滤机4连接具体如图2所示，具体工作时，电导率测定仪10和液位计9分别安装在3个锥形桶7内，图2中箭头方向指向压滤机4的线表明物料是从锥形桶7中通过泵输送至压滤机4中，箭头方向指向锥形桶7的线是指物料从压滤机4流出至锥形桶7中，通过锥形桶7中的安装的液位计9控制阀门开度，来控制锥形桶7中液体的液位；通过电导率在线监测仪10，将压滤机4中的液体分类，控制压滤机4中的液体流向不同的锥形桶7内。例如可根据压滤机出来的滤液浓度来调整混合反应时的盐浓度含量，如果滤液电导率高则根据需要可对前端的混合反应中减少进料量或增加进水量。

药剂设备6包括粉末型药桶14、液体药桶和二氧化碳药桶15，粉末型药桶、液体药剂桶和二氧化碳药桶分别通过计量泵16与混合反应釜8连接具体如图4所示，药剂设备6主要是根据不同的药剂形式(粉状，液体，气体)，按照一定的比例要求通过不同的添加方式加入混合反应釜8内。液体药剂桶包括酸桶11(包括盐酸、硫酸等)、碱桶12(包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等)和絮凝剂桶13(阴离子型絮凝剂、阳离子型絮凝剂、中性絮凝剂)。

整个装置的工作过程为：对于垃圾焚烧飞灰或除尘灰，其中含有氯化钾，氯化钠，氯化铁需要去除，首先通过压滤机辅助设备2将垃圾焚烧飞灰或除尘灰进行制浆、混合反应后，输入压滤机4进行固液分离；PH在线检测仪和TDS计安装在滤液及固相出料设备5的滤液桶的入口处，压滤机4分离出的第一滤液经过PH在线检测仪、TDS计对第一滤液中的PH、TDS进行检测，检测数据反馈给电控箱1，电控箱1将第一滤液反馈数据与PLC控制器预先设定好PLC的程序数据进行比对，例如：当检测出的PH比预先设定的数值高，则通过药剂设备6将酸桶11内配置好的酸通过计量泵打入压滤机辅助设备2指定的混合反应釜中，如果检测出的TDS比设定数值高，则通过药剂设备6将脱盐水通过计量泵打入压滤机辅助设备2指定的混合反应釜8中，继续混合反应后，从压滤机中得到第二滤液，当在线监控设备3对第二滤液的监测指标继续监测，当监测指标都符合电控箱1的程序设定要求后则按照设定程序进行生产具体如图3、图4所示，压滤机4出来的第二滤液和固相滤饼通过相应的出料设备进入滤液及固相出料设备5对应的滤液桶和滤饼收集仓中。

需要指出的是，在本发明的工艺设备中，压滤机虽然包括了板框式压滤机，隔膜式压滤机，侧杠式压滤机，悬梁式压滤机。当然也可以采用其他形式的压滤机。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，在不脱离本发明构思的前提下还可以作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，其特征在于，包括电控箱、在线监控设备、压滤机、压滤机辅助设备、滤液及固相出料设备和药剂设备，所述电控箱分别与所述在线监控设备、所述压滤机、所述压滤机辅助设备、所述药剂设备互相连接，所述压滤机的入口端与所述压滤机辅助设备连接，所述压滤机的出口端与所述滤液及固相出料设备连接。

2.如权利要求1所述的一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，其特征在于，所述压滤机为板框压滤机或者隔膜压滤机或者侧杠式压滤机或者悬梁式压滤机。

3.如权利要求1所述的一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，其特征在于，所述压滤机辅助设备包括若干个锥形桶和混合反应釜，所述锥形桶与所述压滤机连接，所述混合反应釜与所述药剂设备连接。

4.如权利要求3所述的一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，其特征在于，所述滤液及固相出料设备包括滤液桶和滤饼收集仓，所述滤液桶和所述滤饼收集仓分别与所述压滤机的出口连接。

5.如权利要求4所述的一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，其特征在于，所述在线监控设备包括PH在线检测仪、TDS计、电导率测定仪和液位计，所述电导率测定仪和所述液位计设置在所述锥形桶内，所述PH在线检测仪和所述TDS计设置在所述滤液桶的入口处。

6.如权利要求3所述的一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，其特征在于，所述药剂设备包括粉末型药桶、液体药桶和二氧化碳药桶，所述粉末型药桶、所述液体药剂桶和所述二氧化碳药桶分别通过计量泵与所述混合反应釜连接。

7.如权利要求1所述的一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，其特征在于，所述液体药剂桶包括酸桶、碱桶和絮凝剂桶。

8.如权利要求1所述的一种实现单级高效水洗固液分离的工艺系统，其特征在于，所述电控箱内设有PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述在线监控设备、所述压滤机、所述压滤机辅助设备、所述药剂设备连接。

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