CN207376098U - 污泥处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及污泥处理技术领域，公开了一种污泥处理系统，依次包括打浆浸渍段、除杂段和中和反应段，经过该污泥处理系统处理，含镍污泥中镍的回收率可达到98%，含铜污泥中铜的回收率可达到95%。本实用新型不仅能够回收废水污泥中的铜、镍等有价金属，实现资源的回收利用，而且不会对环境造成污染。

Description

污泥处理系统

技术领域

本实用新型涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥处理系统。

背景技术

在制造印刷电路板和对金属铸件进行表面处理时经常会产生含金属离子的废液，如在制造印刷电路板时使用蚀铜剂进行蚀铜会产生废蚀铜液，在进行金属表明处理时，使用镀镍液或镀铜液进行镀镍或镀铜会产生废槽液。在对这些含铜或含镍废液进行处理时，经常采用混凝沉淀法（加碱沉淀法）将金属铜或镍从废液中析出生成絮凝体，然后对絮凝体进行压滤形成含铜或含镍的废水污泥。在实际生产中，为了节约成本，大部分厂家对这些含铜或含镍的废水污泥都只做简单的处理便排放至环境中，但是这些含铜或含镍的废水污泥是存在一定毒性的，如得不到合理处理，会造成环境的二次污染。因此，需要寻求一种高效、可持续地处理这些含有价金属的废水污泥的方法，使其不仅能实现对铜、镍等有价金属的回收利用，而且不会对环境造成污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种污泥处理系统，该污泥处理系统能够回收废水污泥中的铜、镍等有价金属，处理后也不会对环境造成污染。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案为：污泥处理系统，依次包括打浆浸渍段、除杂段和中和反应段，所述打浆浸渍段包括污泥储罐、打浆槽、浸取反应槽和用于储存酸液的酸液罐，所述污泥储罐和酸液罐分别与所述打浆槽连通，所述打浆槽下部与所述浸取反应槽连通；所述除杂段包括过滤装置、除杂反应槽、空气充入装置、用于储存碱液的碱液罐和用于储存强氧化剂的氧化剂罐，所述过滤装置包括第一过滤机构和第二过滤机构，所述第一过滤机构位于所述浸取反应槽和所述除杂反应槽之间并分别与所述浸取反应槽和所述除杂反应槽连通，所述碱液罐设有一个主管道，所述主管道在远离所述碱液罐的位置连通有第一支流管道和第二支流管道，所述第一支流管道与所述除杂反应槽连通；所述中和反应段包括中和反应槽和第三过滤机构，所述第二过滤机构位于所述除杂反应槽和中和反应槽之间并分别与所述除杂反应槽和中和反应槽连通，所述中和反应槽还分别与所述第二支流管道以及所述第三过滤机构一侧连通，所述第三过滤机构还分别设有与之连通的第三废渣管和第三废液管。

本基础方案的工作原理在于：在对含铜或镍的污泥中的铜或镍进行回收时，将污泥储罐中的污泥和酸液罐中的酸液同时导入打浆槽中混合制成浆液，将制成的浆液流入浸取反应槽中一段时间使浆液充分反应，从而使有价金属最大限度的以离子形式进入溶液中；反应完成后将浸取反应槽中的混合物通过第一过滤机构过滤以除去不溶的固态杂质，过滤后的混合溶液进入除杂反应槽，通过在装有所述混合溶液的除杂反应槽中鼓入空气、添加强氧化剂和碱液来除去混合溶液中的钙铁离子，充分反应后将除杂反应槽中的固液混合物通过第二过滤机构进行过滤以除去生成的钙铁废渣，过滤后基本得到只含铜离子或镍离子的溶液；含铜离子或镍离子的溶液进入中和反应槽中与来自碱液罐的碱液进行反应生成氢氧化铜或氢氧化镍沉淀，充分反应后利用第三过滤机构对中和反应槽中的固液混合物进行分离，从第三废渣管得到产品氢氧化铜或氢氧化镍，废水从第三废液管流出并进入废水处理系统进行二次处理以达到排放标准。

本基础方案的有益效果在于：本污泥处理系统流程简单，对污泥处理以后在回收铜、镍等金属的同时，产生的滤渣均可用做其他工业原料，实现了污泥的完全零排放。经过该污泥处理系统处理，含镍污泥中镍的回收率可达到98%，含铜污泥中铜的回收率可达到95%。与现有技术相比，本实用新型不仅能够回收废水污泥中的铜、镍等有价金属，实现资源的回收利用，而且不会对环境造成污染。

优选方案一：作为基础方案的优选，所述污泥储罐包括含镍污泥储罐和含铜污泥储罐，所述含镍污泥储罐和含铜污泥储罐分别设有第一流出管道和第二流出管道，所述第一流出管道和第二流出管道在远离所述含镍污泥储罐和含铜污泥储罐处汇合连通成一条主流出管道，所述主流出管道与所述打浆槽连通。设置两个污泥储罐分别储存含镍污泥和含铜污泥便于单独批量化处理含镍污泥和含铜污泥，当需要处理含镍污泥时，关闭连通含铜污泥储罐的第二流出管道，打开连通含镍污泥的第一流出管道，仅仅使含镍污泥进入打浆槽以及后续处理工序，从而完成对含镍污泥中金属镍的回收；同理，当需要处理含铜污泥时，关闭连通含镍污泥储罐的第二流出管道，打开连通含铜污泥的第一流出管道，仅仅使含铜污泥进入打浆槽以及后续处理工序，从而完成对含铜污泥中金属铜的回收。

优选方案二：作为优选方案一的优选，所述中和反应段还包括镀镍槽液储罐，所述镀镍槽液储罐与所述中和反应槽连通。设置一个镀镍槽液储罐并将镀镍槽液储罐与所述中和反应槽连通，可以同时回收含镍污泥和镀镍槽液中的金属镍，提高含镍废物的回收处理能力，回收得到更多的金属镍。

优选方案三：作为基础方案的优选，所述酸液为浓硫酸。浓硫酸为强酸，可将大部分固体金属化合物溶解。

优选方案四：作为优选方案三的优选，所述打浆浸渍段还包括用于吸收挥发的浓硫酸的酸雾回收系统，所述酸雾回收系统与所述打浆槽上部连通，所述酸雾回收系统包括酸雾吸收塔、废气管和废水管，所述废气管与所述酸雾吸收塔上部连通，所述废水管与所述酸雾吸收塔底部连通。在打浆槽中倒入浓硫酸时容易产生有毒的酸雾，设置一个酸雾回收系统可以对产生的酸雾进行无害化处理，使之不对环境造成污染。

优选方案五：作为优选方案四的优选，所述打浆槽内安装有搅拌装置，通过搅拌使污泥与酸液混合均匀，提高打浆效率。

优选方案六：作为基础方案的优选，所述强氧化剂为过氧化氢，所述碱液为氢氧化钠浓溶液。采用过氧化氢做强氧化剂，由于过氧化氢中只含有氢、氧元素，经过反应后会转化为水分子，不会像高锰酸钾等强氧化剂一样带入其他金属离子，对该污泥处理系统来说可以提高回收的有价金属的纯度；氢氧化钠与含镍或铜金属离子的溶液反应会生成氢氧化镍或氢氧化铜沉淀从而将镍或铜从溶液中提取出来，实现对镍或铜的回收。

优选方案七：作为优选方案三或优选方案六的优选，所述酸液罐与打浆槽之间设有酸液计量装置，所述主管道上设有碱液计量装置。设计酸液计量装置和碱液计量装置可实现对酸液和碱液的精确计量，避免加入量过少使得反应不完全以及加入量过多造成酸液和碱液的浪费。

优选方案七：作为基础方案的优选，所述空气充入装置为空压机，所述第一过滤机构、第二过滤机构和第三过滤机构均为压滤机。空压机和压滤机均来源广泛，造价低。

附图说明

图1是本实用新型污泥处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：含镍污泥储罐1、含铜污泥储罐2、一号酸液罐31、二号酸液罐32、酸液计量罐33、打浆槽4、搅拌棒41、酸雾吸收塔5、废水处理系统6、废气管51、废水管52、浸取反应槽7、第一压滤机71、第二压滤机72、第三压滤机73、第一废渣管711、第二废渣管721、第三废渣管731、第三废液管732、除杂反应槽8、氧化剂罐9、空压机10、碱液罐11、碱液计量罐111、镀镍槽液储罐12、中和反应槽13、单向阀14、压力泵15。

如图1所示，污泥处理系统，依次包括打浆浸渍段、除杂段和中和反应段。打浆浸渍段包括污泥储罐、酸液罐、打浆槽4、浸取反应槽7和酸雾回收系统，污泥储罐分为含镍污泥储罐1和含铜污泥储罐2，含镍污泥储罐1和含铜污泥储罐2通过流出管道与打浆槽4连通，含镍污泥储罐1和含铜污泥储罐2流出管道上均设有单向阀14和压力泵15；酸液罐分为一号酸液罐31和二号酸液罐32，分别储存废浓硫酸和新鲜浓硫酸，酸液罐与打浆槽4之间设有用于计量浓硫酸用量的酸液计量罐33，酸液计量罐33一侧与一号酸液罐31以及二号酸液罐32连通，酸液计量罐33另一侧与打浆槽4连通，一号酸液罐31和二号酸液罐32流出通道上均设有单向阀14，酸液计量罐33与打浆槽4连通的导流管道上设有压力泵15；打浆槽4内部安装有搅拌棒41，打浆槽4下部通过设有单向阀14和压力泵15的导流管道与浸取反应槽7连通，打浆槽4上部还设有连通酸雾回收系统的导流管道；酸雾回收系统用于吸收挥发的浓硫酸，包括酸雾吸收塔5、废气管51、废水管52和废水处理系统6，废气管51与酸雾吸收塔5上部连通，废水管52上部与酸雾吸收塔5底部连通，废水管52下部与废水处理系统6连通。除杂段包括第一压滤机71、第二压滤机72、除杂反应槽8、氧化剂罐9、空压机10和碱液罐11，第一压滤机71一侧通过设有压力泵15的导流管道与浸取反应槽7连通，第一压滤机71另一侧设有与之连通的第一废渣管711，第一压滤机71底部一端通过导流管道与除杂反应槽8连通；氧化剂罐9用于储存过氧化氢H₂O₂、空压机10用于提供压缩空气或氧气，氧化剂罐9和空压机10通过导流管道分别与除杂反应槽8连通，氧化剂罐9与除杂反应槽8连通的导流管道上设有单向阀14和压力泵15；碱液罐11用于储存氢氧化钠浓溶液，氢氧化钠浓溶液经导流管道流出后分为2股支流，一股支流通过设有单向阀14和压力泵15的导流管道流入除杂反应槽8，另一股支流通过另一个设有单向阀14和压力泵15的导流管道去往中和反应段，在分流之前还设有用于计量氢氧化钠浓溶液用量的碱液计量罐111，碱液计量罐111与碱液罐11连通；除杂反应槽8还通过设有压力泵15的导流管道与第二压滤机72连通，第二压滤机72另一侧设有与之连通的第二废渣管721，第二压滤机72底部一端通过导流管道与中和反应槽13连通。中和反应段包括中和反应槽13、镀镍槽液储罐12和第三压滤机73；中和反应槽13分别设有用于流入镀镍槽液、氢氧化钠浓溶液和来自第二压滤机72底部的液体的导流管道，中和反应槽13还设有流出反应物质，与第三压滤机73一侧连通的导流管道，该导流管道上也设有压力泵15；第三压滤机73另一侧设有与之连通的第三废渣管731、第三压滤机73底部一端设有与之连通的第三废液管732。

具体实施时，若需要对含镍污泥进行处理，则关闭含铜污泥储罐2流出管道上的单向阀14和压力泵15，打开含镍污泥储罐1流出管道上的单向阀14和压力泵15，仅仅使含镍污泥储罐1里的含镍污泥进入打浆槽4，打开酸液罐，使酸液罐中的浓硫酸流入酸液计量罐33，在酸液计量罐33中根据含镍污泥的用量来计量浓硫酸的用量，然后已经被计量好的浓硫酸将从酸液计量罐33流入打浆槽4中，当一号酸液罐31中的废浓硫酸的储存量已经达到溶解含镍污泥所需量时只需要打开一号酸液罐31，当一号酸液罐31中的废浓硫酸的储存量无法溶解含镍污泥时，则还需要打开二号酸液罐32使新鲜浓硫酸流出补充浓硫酸量。含镍污泥与浓硫酸在打浆槽4中混合得到含镍浆液，混合时，控制打浆槽4内的PH≤3。为了使含镍污泥与浓硫酸混合更均匀，可以在打浆槽4中设置一个搅拌棒41，利用搅拌棒41对其进行搅拌，得到的含镍浆液通过打浆槽4下部的导流管道流入浸取反应槽7。浓硫酸在打浆槽4中与含镍污泥进行混合时会挥发产生酸雾，产生的酸雾通过打浆槽4上部的导流管道进入酸雾吸收塔5进行处理，处理完成以后，酸雾吸收塔5上部流出废气，该废气进入废气处理系统进行进一步处理以达到排放标准，酸雾吸收塔5下部流出废水，该废水进入废水处理系统6进行进一步浓缩，浓缩以后得到的废浓硫酸可循环回一号酸液罐31备用。含镍浆液将在浸取反应槽7内反应3～4h，以使有价金属最大限度的以离子形式进入溶液，从而形成混合溶液。反应完成后将混合溶液流入第一压滤机71进行压滤处理，压滤处理后，第一废渣管711内将得到硫酸钙滤渣，此硫酸钙滤渣可用作水泥原料和石膏，第一压滤机71底部一端将得到混合压滤液，该混合压滤液流入除杂反应槽8进行除杂，除杂主要是去除杂质铁。利用空压机10在80-90℃下在装有混合压滤液的除杂反应槽8中鼓入压缩空气，加入氧化剂罐9中的过氧化氢，使混合压滤液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，并用超细生石灰粉调整除杂反应槽8中的pH至3.5-4.0，使部分Fe³⁺水解成容易过滤的FeOOH和水合三氧化二铁(Fe₂O₃•3H₂O)，充分反应后，利用碱液罐11中的氢氧化钠浓溶液调整除杂反应槽8中的pH至6-7。达到除铁目的后，将除杂反应槽8中的混合物流入第二压滤机72进行再次压滤，压滤完成后，第二废渣管721内将得到钙铁滤渣，第二压滤机72底部一端将得到含镍离子的压滤液，此压滤液流入中和反应槽13中。在中和反应槽13中，含镍离子的压滤液将与来自碱液罐11并已经被碱液计量罐111计量完成的氢氧化钠浓溶液反应生成氢氧化镍沉淀，为了进一步回收含镍废液，还可以将镀镍槽液储罐12中的镀镍槽液加入中和反应槽13同时进行反应。控制中和反应槽13的PH至10-11，反应完成后利用第三压滤机73对反应混合物进行压滤，压滤完成后在第三废渣管731内得到氢氧化镍产品，通过第三废液管732流出的压滤液去物化废水车间进行处理以达到排放标准。经过该污泥处理系统处理，含镍污泥中的镍的回收率可达到98%。

若需要对含铜污泥进行处理，则关闭含镍污泥储罐1流出管道上的单向阀14和压力泵15，打开含铜污泥储罐2流出管道上的单向阀14和压力泵15，仅仅使含铜污泥储罐2里的含铜污泥进入打浆槽4，打开酸液罐，使酸液罐中的浓硫酸流入酸液计量罐33，在酸液计量罐33中根据含铜污泥的用量来计量浓硫酸的用量，然后已经被计量好的浓硫酸将从酸液计量罐33流入打浆槽4中，当一号酸液罐31中的废浓硫酸的储存量已经达到溶解含铜污泥所需量时则只打开一号酸液罐31，当一号酸液罐31中的废浓硫酸的储存量无法溶解含铜污泥时，则还需要打开二号酸液罐32使新鲜浓硫酸流出补充浓硫酸量。含铜污泥与浓硫酸在打浆槽4中混合得到含铜浆液，混合时，控制打浆槽4内的PH≤3，为了使含铜污泥与浓硫酸混合更均匀，可以利用打浆槽4中的搅拌棒41对其进行搅拌，得到的含铜浆液通过打浆槽4下部的导流管道流入浸取反应槽7。浓硫酸在打浆槽4中与含铜污泥进行混合时会挥发产生酸雾，产生的酸雾通过打浆槽4上部的导流管道进入酸雾吸收塔5进行处理，处理以后，酸雾吸收塔5上部流出废气，该废气进入废气处理系统进行进一步处理以达到排放标准，酸雾吸收塔5下部流出废水，该废水进入废水处理系统6进行进一步浓缩，浓缩以后得到的废浓硫酸可循环回一号酸液罐31备用。含铜浆液将在浸取反应槽7内反应3～4h，以使有价金属最大限度的以离子形式进入溶液，从而形成混合溶液。反应完成后将混合溶液流入第一压滤机71进行压滤处理，压滤处理后，第一废渣管711内将得到硫酸钙滤渣，此硫酸钙滤渣可用作水泥原料和石膏，第一压滤机71底部一端将得到混合压滤液，该混合压滤液流入除杂反应槽8进行除杂，除杂主要是去除杂质铁。利用空压机10在80-90℃下在装有混合压滤液的除杂反应槽8中鼓入压缩空气，加入氧化剂罐9中的过氧化氢，使混合压滤液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，并用超细生石灰粉调整除杂反应槽8中的pH至3.5-4.0，使部分Fe3+水解成容易过滤的FeOOH和水合三氧化二铁(Fe₂O₃•3H₂O)，充分反应后，利用碱液罐11中的氢氧化钠浓溶液调整除杂反应槽8中的pH至6-7。达到除铁目的后，将除杂反应槽8中的混合物流入第二压滤机72进行再次压滤，压滤完成后，第二废渣管721内将得到钙铁滤渣，第二压滤机72底部一端将得到含铜离子的压滤液，此压滤液流入中和反应槽13中。在中和反应槽13中，含铜离子的压滤液将与来自碱液罐11并已经被碱液计量罐111计量完成的氢氧化钠浓溶液反应生成氢氧化铜沉淀。控制中和反应槽13的PH至10-11，反应完成后利用第三压滤机73对反应混合物进行压滤，压滤完成后在第三废渣管731内得到氢氧化铜产品，通过第三废液管732流出的压滤液去物化废水车间进行处理以达到排放标准。经过该污泥处理系统处理，含铜污泥中的铜的回收率可达到95%。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (9)

1.污泥处理系统，其特征在于，依次包括打浆浸渍段、除杂段和中和反应段，所述打浆浸渍段包括污泥储罐、打浆槽、浸取反应槽和用于储存酸液的酸液罐，所述污泥储罐和酸液罐分别与所述打浆槽连通，所述打浆槽下部与所述浸取反应槽连通；所述除杂段包括过滤装置、除杂反应槽、空气充入装置、用于储存碱液的碱液罐和用于储存强氧化剂的氧化剂罐，所述过滤装置包括第一过滤机构和第二过滤机构，所述第一过滤机构位于所述浸取反应槽和所述除杂反应槽之间并分别与所述浸取反应槽和所述除杂反应槽连通，所述碱液罐设有一个主管道，所述主管道在远离所述碱液罐的位置连通有第一支流管道和第二支流管道，所述第一支流管道与所述除杂反应槽连通；所述中和反应段包括中和反应槽和第三过滤机构，所述第二过滤机构位于所述除杂反应槽和中和反应槽之间并分别与所述除杂反应槽和中和反应槽连通，所述中和反应槽还分别与所述第二支流管道以及所述第三过滤机构一侧连通，所述第三过滤机构还分别设有与之连通的第三废渣管和第三废液管。

2.如权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，所述污泥储罐包括含镍污泥储罐和含铜污泥储罐，所述含镍污泥储罐和含铜污泥储罐分别设有第一流出管道和第二流出管道，所述第一流出管道和第二流出管道在远离所述含镍污泥储罐和含铜污泥储罐处汇合连通成一条主流出管道，所述主流出管道与所述打浆槽连通。

3.如权利要求2所述的污泥处理系统，其特征在于，所述中和反应段还包括镀镍槽液储罐，所述镀镍槽液储罐与所述中和反应槽连通。

4.如权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，所述酸液为浓硫酸。

5.如权利要求4所述的污泥处理系统，其特征在于，所述打浆浸渍段还包括用于吸收挥发的浓硫酸的酸雾回收系统，所述酸雾回收系统与所述打浆槽上部连通，所述酸雾回收系统包括酸雾吸收塔、废气管和废水管，所述废气管与所述酸雾吸收塔上部连通，所述废水管与所述酸雾吸收塔底部连通。

6.如权利要求5所述的污泥处理系统，其特征在于，所述打浆槽内安装有搅拌装置。

7.如权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，所述强氧化剂为过氧化氢，所述碱液为氢氧化钠浓溶液。

8.如权利要求4或7所述的污泥处理系统，其特征在于，所述酸液罐与打浆槽之间设有酸液计量装置，所述主管道上设有碱液计量装置。

9.如权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，所述空气充入装置为空压机，所述第一过滤机构、第二过滤机构和第三过滤机构均为压滤机。