CN113584316A - 一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备及处理工艺，包括：设置在同一流水线上的再生罐、浸提罐以及固液分离装置，再生罐通过输送管连接缓冲罐上部，缓冲罐底部连通浸提罐，浸提罐连通固液分离装置，固液分离装置连通储存罐，储存罐连通再生罐，再生罐包括：设置在再生罐罐体内的搅拌机构以及布气机构；搅拌机构包括：固定设置在盖板上的驱动电机，驱动电机底端连接有搅拌轴，布气机构包括：固定设置在再生罐底部的环形布气管；通过在再生罐罐体内的搅拌机构和布气机构，能够使再生罐内的各个反应物接触更全面，且通过环形布气管为再生罐内提供充足的氧气，为相应菌株提供更适宜的生存环境，有效提高有价金属的浸出率。
Description
技术领域
本发明涉及电镀污泥处理技术领域，尤其涉及一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备及处理工艺。
背景技术
电镀污泥等危险废物中有价金属提取的传统工艺主要包括火法冶金和湿法冶金。近年来，绿色、安全、低碳的生物冶金以及生物沥浸技术在危险废物中有价金属提取方面也得到广泛关注和研究，成为火法和湿法工艺的有益补充和替代。火法冶金、湿法冶金和生物沥浸在有价金属提取和危险属性降维中各具优劣，三种金属提取工艺存在较高的互补性和协同性。总体来讲，火法冶金适宜高浓度、大批量、单一金属或少种类金属的分离提取和危险属性降维，尤其是低沸点、易挥发金属的烟化以及挥发提取；湿法工艺适宜中高浓度、中小批量、多金属的同步提取回收；生物沥浸适宜低浓度、小批量、多金属深度浸提和危险属性降维。
生物沥浸技术具有经济、高效、安全、绿色的特点，在低浓度以及极低浓度固废以及危废中有价和昂贵金属深度提取回收方面显示出无可替代的适用性，尤其对于火法和湿法经济技术上难以胜任的物料类型。生物沥浸指微生物借助自身或其代谢产物的酸解、氧化、还原和络合等多种作用，将固相材料中目标金属离子溶释并进入液相的行为。
现有技术中，大多浸提工艺都需要很长的浸提时间，这也是困扰生物沥浸技术实用的主要技术问题，因为，无论自养还是异养沥浸所需时间大都在半个月时间作用，有的甚至达到两个月时间。另一方面，中等嗜热异养菌群沥浸时间可以缩短到6天，但需要高温环境，能耗较高，有价金属的浸出率并不理想，因此实用性并不好。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备及处理工艺。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备及处理工艺，包括：设置在同一流水线上的再生罐、浸提罐以及固液分离装置，所述再生罐通过输送管连接缓冲罐上部，所述缓冲罐底部连通浸提罐，所述浸提罐连通固液分离装置，所述固液分离装置连通储存罐，所述储存罐连通再生罐。
所述再生罐包括：设置在所述再生罐罐体内的搅拌机构以及布气机构；所述搅拌机构包括：固定设置在盖板上的驱动电机，所述驱动电机底端连接有搅拌轴，所述搅拌轴周向外侧设置若干搅拌叶片，若干搅拌叶片均具有一定的扭转角度，所述搅拌机构下方设置布气机构；所述布气机构包括：固定设置在所述再生罐底部的环形布气管，所述环形布气管通过进气管连接鼓风机。
本发明一个较佳实施例中，在所述再生罐内设置膜组件，所述膜组件设置在所述输送管一端，所述输送管通过蠕动泵连通。
本发明一个较佳实施例中，在所述搅拌机构周向设置电热丝，所述电热丝以螺旋方式设置在所述再生罐内。
本发明一个较佳实施例中，在所述再生罐和所述浸提罐内均设置保温层，且所述浸提罐内设置混合机构。
本发明一个较佳实施例中，在所述浸提罐侧面设置危险固废入口，所述浸提罐底部设置浸提废渣出口，所述浸提废渣出口连通所述固液分离装置。
本发明一个较佳实施例中，在所述环形布气管上部设置若干通气孔，且所述通气孔处设置单向阀。
本发明一个较佳实施例中，包括如下步骤：
步骤S1：按质量份配比，向再生罐中加入电镀污泥，并加入催化菌株，将活性沥浸液导入至生物淋滤浸提罐中，在生物淋滤浸提罐中加入固废物料进行浸提反应，完成有价金属的生物沥浸；
步骤S2：浸提反应结束后，将泥水混合物导入至固液分离装置中进行固液分离，得到溶有有价金属的失效沥浸液和脱毒残渣，
步骤S3：将溶有有价金属的失效沥浸液回收至生物淋滤再生罐，在催化菌株的催化作用下再次进行浸提反应，反复循环若干次；同时，将脱毒残渣洗涤去除残留液中有价金属以确保达标脱帽。
本发明一个较佳实施例中，所述再生罐中的上清液直接通过水泵抽取至生物淋滤浸提罐中进行浸提反应。
本发明一个较佳实施例中，所述活性沥浸液的固液比为8-15％，且所述活性沥浸液pH＝0.8。
本发明一个较佳实施例中，所述固液分离装置选择压滤机和固液分离机中的其中一种。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)本发明通过在再生罐罐体内的搅拌机构和布气机构，能够使再生罐内的各个反应物接触更全面，且通过环形布气管为再生罐内提供充足的氧气，为相应菌株提供更适宜的生存环境，同时有效提高有价金属的浸出率，另一方面，本发明能够在常温常压温和条件下实现固相介质中目标金属离子的浸提，相比于传统的火法冶金和湿法冶金，处理设备更简单、操作更简便、经济更高效，具备安全环保、绿色低碳的特点。
(2)本发明通过膜组件将活性沥浸液透过导入生物淋滤浸提罐中，膜组件的截留效应能够使菌群密度提高一个数量级，浸提时间大幅缩短，有效提高有价金属的提取效率。同时使用生物沥浸技术提取有价金属，具有经济、高效、安全、绿色的特点，在低浓度以及极低浓度的危废有价金属深度提取回收方面显示出无可替代的适用性，能够处理对于火法和湿法经济技术上难以胜任的物料类型。
(3)本发明通过在再生罐上部通过第二输送管直接连接浸提罐，能够直接通过水泵将再生罐内的活性浸提液导入至浸提罐内，进而提高整体设备的制备反应效率，另一方面，通过在浸提罐内设置的混合机构，可以使浸提反应时各反应物之间充分接触，反应更彻底。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明优选实施例的工艺流程图；
图2为本发明优选实施例再生罐的立体结构图；
图3为本发明优选实施例再生罐的剖面示意图；
图4为实施例1的难浸提硫化物电镀污泥生物沥浸和湿法浸提效能对比图。
具体地，100-再生罐，110-输送管，120-搅拌机构，121-驱动电机，122- 搅拌轴，123-搅拌叶片，130-布气机构，131-环形布气管，132-鼓风机，133- 进气管，134-通气孔，140-电热丝，150-膜组件，160-盖板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备及处理工艺，包括：设置在同一流水线上的再生罐100、浸提罐以及固液分离装置，再生罐100通过输送管110连接缓冲罐上部，缓冲罐底部连通浸提罐，在浸提罐侧面设置危险固废入口，浸提罐底部设置浸提废渣出口，浸提废渣出口连通固液分离装置，固液分离装置选择压滤机和固液分离机中的其中一种，固液分离装置连通储存罐，储存罐连通再生罐100。
如图3所示，再生罐100包括：设置在再生罐100罐体内的搅拌机构120 以及布气机构130；搅拌机构120包括：固定设置在盖板160上的驱动电机121，驱动电机121底端连接有搅拌轴122，搅拌轴122周向外侧设置若干搅拌叶片 123，若干搅拌叶片123均具有一定的扭转角度，搅拌机构120下方设置布气机构130；布气机构130包括：固定设置在再生罐100底部的环形布气管131，环形布气管131通过进气管133连接鼓风机132。
本发明一个较佳实施例中，在环形布气管131上部设置若干通气孔134，且通气孔134处设置单向阀，单向阀的设置，可以有效防止液体回流，起到保护鼓风机132，防止再生罐100中活性沥浸液人渗漏的现象。
本发明一个较佳实施例中，通过在再生罐100罐体内的搅拌机构120和布气机构130，能够使再生罐100内的各个反应物接触更全面，且通过环形布气管 131为再生罐100内提供充足的氧气，为相应菌株提供更适宜的生存环境，有效提高有价金属的浸出率，另一方面，本发明能够在常温常压温和条件下实现固相介质中目标金属离子的浸提，相比于传统的火法冶金和湿法冶金，处理设备更简单、操作更简便、经济更高效，具备安全环保、绿色低碳的特点。
本发明一个较佳实施例中，在搅拌机构120周向设置电热丝140，通过电阻丝改变再生罐100内温度，使再生罐100内的菌株得到适宜的生存环境，加快其防治效率，以提高活性浸提液的生成，另一方面，通过将电热丝140以螺旋方式设置在再生罐100内，能够使再生罐100内液体得到均匀受热。
本发明一个较佳实施例中，在再生罐100内设置膜组件150，膜组件150设置在输送管110一端，输送管110通过蠕动泵连通；通过膜组件150将活性沥浸液透过导入生物淋滤浸提罐中，膜组件150的截留效应能够使菌群密度提高一个数量级，浸提时间大幅缩短，同时有效提高有价金属的浸出率。同时使用生物沥浸技术提取有价金属，具有经济、高效、安全、绿色的特点，在低浓度以及极低浓度的危废有价金属深度提取回收方面显示出无可替代的适用性，能够处理对于火法和湿法经济技术上难以胜任的物料类型。
本发明一个较佳实施例中，再生罐100上部通过第二输送管110直接连接浸提罐，第二输送管110之间设置水泵；通过在再生罐100上部通过第二输送管110直接连接浸提罐，能够直接通过水泵将再生罐100内的活性浸提液导入至浸提罐内，进而提高整体设备的制备反应效率，另一方面，通过在浸提罐内设置的混合机构，可以使浸提反应时各反应物之间充分接触，反应更彻底，浸出率更高。
本发明一个较佳实施例中，在再生罐100和浸提罐内设置的保温层，且浸提罐内设置混合机构；通过在再生罐100和浸提罐内均设置的保温层，可以保证再生罐100和浸提罐内的温度长时间保持稳定，有效提高反应的稳定性，同时，活性沥浸液的固液比为8-15％，且活性沥浸液pH＝0.8，有效提高浸出率。
本发明使用时，按质量份配比，向再生罐100中加入电镀污泥，并加入催化菌株，得到活性沥浸液，活性沥浸液的固液比为8-15％，pH＝0.8，将活性沥浸液导入至生物淋滤浸提罐中，在生物淋滤浸提罐中加入固废物料进行浸提反应，完成有价金属的生物沥浸；浸提反应结束后，将泥水混合物导入至固液分离装置中进行固液分离，得到溶有有价金属的失效沥浸液和脱毒残渣，将溶有有价金属的失效沥浸液回收至生物淋滤再生罐100，在催化菌株的催化作用下再次进行浸提反应，反复循环若干次；同时，将脱毒残渣洗涤去除残留液中有价金属以确保达标脱帽，将洗涤水回收作为系统开路和蒸发补水之用。
本发明基于MBR生物沥浸-循环富集新工艺用于不同类型危废有价金属的浸提-富集并和传统的硫酸湿法浸提进行了对比，以此定量展示MBR生物沥浸-循环富集新工艺在有价金属提取和富集中的卓越效能和独特优势。
实施例1
如图4所示，难浸提硫化物电镀污泥生物沥浸和湿法(硫酸)浸提效能对比。
MBR制取的pH为0.8的活性沥浸液在5.0％的高固液比条件下快速溶释硫化物电镀污泥中有价金属，并与相同酸度的传统硫酸湿法浸提处理工艺进行比较，对比结果见图4。由于硫化物电镀污泥属难浸提危废，传统硫酸湿法浸提6小时后镍的溶释率只有12.9％，而生物沥浸出率高达46.6％，镍的生物沥浸效能是传统湿法浸提的3.6倍，充分表明生物沥浸的高效性。锌的生物沥浸出率是3.28％，湿法浸提率为0；而铜的生物沥浸和湿法浸提效率均很低，约等于1.0％。
进一步，无论自养沥浸还是异养沥浸都表现出远高于硫酸或有机酸化学沥浸体系的金属溶释效能，体现了生物沥浸技术的高效性和适应性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备，包括：设置在同一流水线上的再生罐、浸提罐以及固液分离装置，其特征在于，
所述再生罐通过输送管连接缓冲罐上部，所述缓冲罐底部连通浸提罐，所述浸提罐连通固液分离装置，所述固液分离装置连通储存罐，所述储存罐连通再生罐，
所述再生罐包括：设置在所述再生罐罐体内的搅拌机构以及布气机构；
所述搅拌机构包括：固定设置在盖板上的驱动电机，所述驱动电机底端连接有搅拌轴，所述搅拌轴周向外侧设置若干搅拌叶片，所述搅拌叶片具有一定的扭转角度，所述搅拌机构下方设置布气机构；
所述布气机构包括：固定设置在所述再生罐底部的环形布气管，所述环形布气管通过进气管连接鼓风机。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备，其特征在于：在所述再生罐内设置膜组件，所述膜组件设置在所述输送管一端，所述输送管通过蠕动泵连通。
3.根据权利要求1所述的一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备，其特征在于：在所述搅拌机构周向设置电热丝，所述电热丝以螺旋方式设置在所述再生罐内。
4.根据权利要求1所述的一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备，其特征在于：在所述再生罐和所述浸提罐内均设置保温层，且所述浸提罐内设置混合机构。
5.根据权利要求1所述的一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备，其特征在于：在所述浸提罐侧面设置危险固废入口，所述浸提罐底部设置浸提废渣出口，所述浸提废渣出口连通所述固液分离装置。
6.根据权利要求1所述的一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备，其特征在于：在所述环形布气管上部设置若干通气孔，且所述通气孔处设置单向阀。
7.根据权利要求1所述的一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备的处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：按质量份配比，向再生罐中加入电镀污泥，并加入催化菌株，将活性沥浸液导入至生物淋滤浸提罐中，在生物淋滤浸提罐中加入固废物料进行浸提反应，完成有价金属的生物沥浸；
步骤S2：浸提反应结束后，将泥水混合物导入至固液分离装置中进行固液分离，得到溶有有价金属的失效沥浸液和脱毒残渣，
步骤S3：将溶有有价金属的失效沥浸液回收至生物淋滤再生罐，在催化菌株的催化作用下再次进行浸提反应，反复循环若干次；同时，将脱毒残渣洗涤去除残留液中有价金属以确保达标脱帽。
8.根据权利要求7所述的一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备的处理工艺，其特征在于：所述再生罐中的上清液直接通过水泵抽取至生物淋滤浸提罐中进行浸提反应。
9.根据权利要求7所述的一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备的处理工艺，其特征在于：所述活性沥浸液的固液比为8-15％，且所述活性沥浸液pH＝0.8。
10.根据权利要求7所述的一种基于生物沥浸技术的电镀污泥处理设备的处理工艺，其特征在于：所述固液分离装置选择压滤机和固液分离机中的其中一种。
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| CN102719673A (zh) * | 2011-11-07 | 2012-10-10 | 江苏技术师范学院 | 连续浸提电镀污泥有价金属的反应器及其浸提方法 |
| CN104607443A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-05-13 | 北京理工大学 | 一种利用膜生物反应器培养生物淋滤液处理固体废弃物的方法 |
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2021
- 2021-08-03 CN CN202110884463.9A patent/CN113584316A/zh active Pending
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