CN207525122U - 生化污泥无害化减量处置装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生化污泥无害化减量处置装置，包括重金属释放单元、重金属分离单元、重金属回收与废液处置单元；所述重金属释放单元包括7组依序连接的池组，分别为污泥曝气池、污泥酸解池、污泥氧化池、污泥反应池、污泥沉淀池、上清液收集池及污泥池；所述重金属分离单元包括依次相连的第一机械压滤设备、污泥淘洗池、第二机械压滤设备、污泥调理池、第三机械压滤设备及污泥调节池；所述重金属回收与废液处置单元包括依次相连的沉砂池、PH调节池、砂滤装置、树脂储存池，所述树脂储存池具有两个输出口，两输出口分别连接再生液收集池及再处理系统。

Description

生化污泥无害化减量处置装置

技术领域

本实用新型涉及污泥无害化处置技术领域，具体涉及一种重金属含量较高的生化污泥的无害化减量处置装置。

背景技术

随着社会经济的发展，污水处置技术不断更新，污泥产量也快速持续增长。传统的机械脱水法处置污泥，脱水污泥含水率多数为80-90％，且污泥呈胶质粘结状，含水率高、有机物含量高、易腐烂恶臭、重金属含量较高、病菌含量高，随意堆放会存在较高的二次污染风险，露天堆放能杀灭土壤微生物，破坏土壤结构，使土壤丧失腐解能力，污染大气污染。如果污泥中所含的重金属超标，像铅、镉、汞等，还可能通过鱼、虾等食物链，重新回到“餐桌”上，极大危害人民身体健康。

实用新型内容

针对上述现有污水处置还存在的上述问题，申请人进行研究及改进，提供一种生化污泥无害化减量处置装置，既可以用于重金属含量较高的生化污泥的无害化减量处置，也可用于生化污泥的减量处置。

为了解决上述问题，本实用新型采用如下方案：

一种生化污泥无害化减量处置装置，包括重金属释放单元、重金属分离单元、重金属回收与废液处置单元；

所述重金属释放单元包括7组依序连接的池组，分别为污泥曝气池、污泥酸解池、污泥氧化池、污泥反应池、污泥沉淀池、上清液收集池及污泥池，所述污泥酸解池、污泥氧化池、污泥反应池中分别包含一套搅拌装置，所述污泥曝气池与污泥氧化池连接，污泥曝气池的气源来自于污泥氧化池，所述污泥曝气池泥浆通过上开口溢流至污泥酸解池，酸解污泥经下开口由污泥酸解池流入污泥氧化池，污泥氧化池与污泥反应池通过中开口连通；

所述重金属分离单元包含三台压滤设备和两个污泥搅拌溶解反应池组，包括依次相连的第一机械压滤设备、污泥淘洗池、第二机械压滤设备、污泥调理池、第三机械压滤设备及污泥调节池，所述第一机械压滤设备与污泥池相连；

所述重金属回收与废液处置单元包括依次相连的沉砂池、PH调节池、砂滤装置、树脂储存池，所述树脂储存池具有两个输出口，两输出口分别连接再生液收集池及再处理系统，所述再处理系统包括依次相连的中继池、总调节池、厌氧池、好氧池、二沉池，中继池与树脂储存池相连。

本实用新型的技术效果在于：

本实用新型立足于生化污泥的无害化处置，将污泥中的重金属彻底分离出来，实现污泥的无害化处置，生化污泥经无害化处置后，可以进行资源化处置，处置成本可大大降低，且处置手段和方式将大量增加，灵活处理；

本实用新型将生化污泥的无害化处置与减量化处置相结合，无害化处置的同时污泥的含水率大大降低、体积大幅减少，处置成本大幅下降；

为提高装置的处置效率，在污泥酸解氧化之前增加污泥浓缩池与污泥曝气池，其中污泥曝气池的气源来自于污泥氧化池的臭气收集，充分利用污泥氧化池尾气中多余的臭氧与双氧水分解产生的氧气，节约资源的同时，有效处置污泥氧化池中产生的臭气；

本实用新型特在污泥无害化处置过程中增加酸解和高级氧化相结合的方式作为重金属分离的处置工艺，为降低处置过程中产生的压滤液的后续处置难度，以硝酸为主要酸解酸，硫酸和有机酸为辅助酸，氧化工艺选用氧化后无盐分生成的双氧水一臭氧组合氧化工艺。臭氧与双氧水氧化后产生的臭气用于污泥曝气池的污泥曝气；

本实用新型在酸解后增加高级氧化工艺，充分裂解细菌体的同时，降低废液中螯合重金属的比例，提高可离子交换重金属的含量，并将污泥淘洗过程中产生的废液、污泥调理过程中产生的废液与酸解氧化废液集中收集后进行重金属的回收与后续处置；

本实用新型包含3套机械压滤装置，其中2套为酸性机械压滤装置，1套为普通压滤装置。酸性压滤装置具有一定的耐酸和耐氧化能力，压滤装置下端出泥口直接与反应槽体相连，压滤出泥可直接落入反应槽体中进行后续反应，压滤出水由出水管统一收集至压滤液调节池；

本实用新型选用废水处置生化段出水回用于污泥淘洗和污泥调理，本实用新型运行过程中产生的全部废液均进行重金属回收，重金属回收出水重新进入废水生化段进行达标处置，达到节约用水，废水循环利用的目的；

本实用新型污泥酸解氧化后，对上清液进行单独收集和回用，减少处置过程中废液的产生量，提高酸解和氧化药剂的利用效率，达到节约药剂成本的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中重金属释放单元的结构示意图。

图3为本实用新型中重金属分离单元的结构示意图。

图4为本实用新型中重金属回收与废液处置单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

如图1所示，本实施例的生化污泥无害化减量处置装置，包括重金属释放单元1、重金属分离单元2、重金属回收与废液处置单元3；含水率约95％的生化污泥经过第一个处置单元，污泥中重金属得到充分的释放，随后在第二个单元实现污泥与释放的重金属的分离，实现污泥的无害化减量处置，污泥含水率可降低至60％以内，污泥体积减少60％以上。产生的废液集中收集后经过重金属回收与处置单元实现重金属的回收，重金属回收后的废液经处置后可以达标排放。

如图2所示，重金属释放单元1包括7组依序连接的池组，分别为污泥曝气池11、污泥酸解池12、污泥氧化池13、污泥反应池14、污泥沉淀池15、上清液收集池16及污泥池17，污泥酸解池12、污泥氧化池13、污泥反应池14中分别包含一套搅拌装置，污泥浓缩池10中经浓缩的含水率约为95％的浓缩污泥，通过隔膜泵泵入污泥曝气池11，泥曝气池11与污泥氧化池13连接，污泥曝气池11的气源来自于污泥氧化池13，尾气中含有一定量的未充分利用臭氧和双氧水分解氧气，一方面加强曝气池内氧化效果，另一方面有助于污泥氧化池臭气中未分解臭氧的有效处置。污泥曝气池11泥浆通过上开口溢流至污泥酸解池12，酸解污泥经下开口由污泥酸解池12流入污泥氧化池13，污泥氧化池13与污泥反应池14通过中开口连通；其中污泥酸解池中按污泥干重质量约20％的比例加入硝酸和硫酸的混合酸(硝酸：硫酸＝9∶1)，也可加入少量的有机酸(如柠檬酸等)，且控制将污泥酸解池中泥浆pH值控制在2.5以内，污泥酸解停留时间＞5h，为提高后续池组的氧化效率及污泥泥水分离效果，可在污泥酸解池中加入少量的硫酸亚铁；酸解污泥经下开口由污泥酸解池流入污泥氧化池，污泥氧化池内主要采用的是O3-H202氧化工艺，O3来源于臭氧发生器，双氧水通过加药泵在池组上部加入，污泥氧化池与污泥反应池通过中开口连通，未完全反应的双氧水和臭氧在污泥反应池中进一步进行氧化反应，充分反应结束经管路连接通入污泥沉淀池底部，经一段时间沉淀后，沉淀污泥经排泥泵泵入污泥池，上清液及上浮污泥溢流至上清液收集池，然后经水泵回流至污泥曝气池。上清液回流优势：1.减少污泥无害化减量处置过程中废液的产生量；2.降低污泥曝气池中的污泥浓度、污泥酸度，有助于提高曝气效率；3.酸性上清液回流，有利于减少污泥酸解池中混合酸的加药量；4.上清液中残留的双氧水、硫酸铁、臭氧等回流后可以进一步发挥氧化功能，提高装置处置效率，减少后续相关药剂投加量，节约成本；5.污泥沉淀池上浮污泥经上清液收集池收集后回流至污泥曝气池中，重新进行酸解和氧化处置，充分裂解吸附气泡污泥。

如图3所示，重金属分离单元2包含三台压滤设备和两个污泥搅拌溶解反应池组，包括依次相连的第一机械压滤设备21、污泥淘洗池22、第二机械压滤设备23、污泥调理池24、第三机械压滤设备25及污泥调节池26，第一机械压滤设备21与污泥池17相连。压滤污泥来源于重金属释放单元的污泥池，压滤出水统一收集至压滤液调节池中，由重金属回收与废液处置单元完成处置。污泥池中已裂解并释放重金属的生化污泥，经隔膜泵进入酸性机械压滤设备1中，压滤液流入压滤液调节池，压滤污泥直接落入污泥淘洗池中。污泥淘洗的目的主要是进一步去除污泥中残留的重金属，进一步降低污泥中可溶解有机污染物。污泥淘洗主要在污泥淘洗池中进行，污泥淘洗液主要选用污水处理生化段末端出水，污泥淘洗液用量为压滤污泥体积的2-3倍。淘洗污泥直接通过隔膜泵进行第二次压滤，压滤液收集至压滤液调节池，压滤出泥直接落入污泥调理池。污泥调理的目的主要是：1.中和污泥酸解氧化后残留的酸；2.稳定污泥无害化减量处置后的微量重金属；3.提高污泥的机械压滤脱水效率。复合调理剂主要是氧化钙、铁盐、铝盐、粉煤灰、黏土等混合物，主要成分为氧化钙。污泥调理主要是在污泥调理池中实现的，脱水污泥进入污泥调理池后，首先与2-3倍体积的生化出水混合搅拌均匀，随后加入复合调理剂，充分反应后直接进入污泥机械压滤设备3，压滤液收集至压滤液调节池，压滤出泥含水率降至60％以内，无害化减量处置泥饼可用于资源化处置。

如图4所示，重金属回收与废液处置单元3包括依次相连的沉砂池31、PH调节池32、砂滤装置33、树脂储存池34，树脂储存池34具有两个输出口，两输出口分别连接再生液收集池35及再处理系统，再处理系统包括依次相连的中继池36、总调节池37、厌氧池38、好氧池39、二沉池310，中继池36与树脂储存池34相连。装置重金属回收与废液处置单元主要是将生化污泥无害化减量处置过程中产生的废液进行集中收集至压滤液调节池中，随后进行重金属的回收与剩余废液的处置。压滤液调节池的废水经充分混匀后经沉砂池去除主要的沉淀物质后，在pH调整池进行pH值调整至树脂的最佳吸附pH值，随后经过砂滤去除细微悬浮物，经树脂吸附去除主要重金属，不含重金属的吸附液流入中继池中，不含重金属的废水在中继池中进行pH调整后，经总调节池、厌氧池、好氧池、二沉池最终达标排放。重金属吸附饱和的树脂经再生后可以继续使用，树脂再生液可根据重金属含量制成相关的产品。

工业废水处置过程中产生的生化污泥大多数含有一定量的重金属，随着2016年新《国家危废名录》的公布，依据GB 5085.3-2007(危险废弃物鉴定标准)，生化污泥浸出液中重金属含量超过一定的限值，即可鉴定为危废。因此，生化污泥中重金属的含量高低直接影响生化污泥的最终处置方式，且生化污泥中重金属的分离也是生化污泥无害化处置的必要步骤，因此，本实用新型立足于生化污泥的无害化处置，将污泥中的重金属彻底分离出来，实现污泥的无害化处置，生化污泥经无害化处置后，可以进行资源化处置，处置成本可大大降低，且处置手段和方式将大量增加。

生化污泥含水率多达85％以上，含固率多低于15％，表观粘性强、湿基低位热值低、孔隙率低，直接焚烧处置比较困难，处置成本非常高，如将污泥含固率提高一倍，污泥体积即可减少一半，将污泥的含固率提高至40-60％，即将污泥的含水率降至40-60％，污泥体积可以减少60％以上，脱水污泥表观粘性大大降低、湿基低位热值提高、孔隙率提高，污泥处置难度及处置成本降低，即为生化污泥的减量化处置，本实用新型将生化污泥的无害化处置与减量化处置相结合，无害化处置的同时污泥的含水率大大降低、体积大幅减少，处置成本大幅下降。

为提高装置的处置效率，在污泥酸解氧化之前增加污泥浓缩池与污泥曝气池，其中污泥曝气池的气源来自于污泥氧化池的臭气收集，充分利用污泥氧化池尾气中多余的臭氧与双氧水分解产生的氧气，节约资源的同时，有效处置污泥氧化池中产生的臭气。

生化污泥的主要成分是细菌体，污泥含水率高，重金属的存在形式包括以下5种：可交换的离子态、碳酸盐结合态，铁锰氧化物结合态，有机结合态和残渣态，其中前3种形态稳定性差，生物有效性强；后2种形态稳定性强，不易释放到环境中。为将重金属从污泥中彻底分离，本实用新型特在污泥无害化处置过程中增加酸解和高级氧化相结合的方式作为重金属分离的处置工艺，为降低处置过程中产生的压滤液的后续处置难度，以硝酸为主要酸解酸，硫酸和有机酸为辅助酸，氧化工艺选用氧化后无盐分生成的双氧水-臭氧组合氧化工艺。臭氧与双氧水氧化后产生的臭气用于污泥曝气池的污泥曝气。

生化污泥细菌体裂解后，可交换的离子态的重金属含量并不高，本实用新型在酸解后增加高级氧化工艺，充分裂解细菌体的同时，降低废液中螯合重金属的比例，提高可离子交换重金属的含量，并将污泥淘洗过程中产生的废液、污泥调理过程中产生的废液与酸解氧化废液集中收集后进行重金属的回收与后续处置。

本实用新型包含3套机械压滤装置，其中2套为酸性机械压滤装置，1套为普通压滤装置。酸性压滤装置具有一定的耐酸和耐氧化能力，压滤装置下端出泥口直接与反应槽体相连，压滤出泥可直接落入反应槽体中进行后续反应，压滤出水由出水管统一收集至压滤液调节池。

本实用新型选用废水处置生化段出水回用于污泥淘洗和污泥调理，本实用新型运行过程中产生的全部废液均进行重金属回收，重金属回收出水重新进入废水生化段进行达标处置，达到节约用水，废水循环利用的目的。

本实用新型污泥酸解氧化后，对上清液进行单独收集和回用，减少处置过程中废液的产生量，提高酸解和氧化药剂的利用效率，达到节约药剂成本的目的。

以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。

Claims (1)

1.一种生化污泥无害化减量处置装置，其特征在于：包括重金属释放单元(1)、重金属分离单元(2)、重金属回收与废液处置单元(3)；

所述重金属释放单元(1)包括7组依序连接的池组，分别为污泥曝气池(11)、污泥酸解池(12)、污泥氧化池(13)、污泥反应池(14)、污泥沉淀池(15)、上清液收集池(16)及污泥池(17)，所述污泥酸解池(12)、污泥氧化池(13)、污泥反应池(14)中分别包含一套搅拌装置，所述污泥曝气池(11)与污泥氧化池(13)连接，污泥曝气池(11)的气源来自于污泥氧化池(13)，所述污泥曝气池(11)泥浆通过上开口溢流至污泥酸解池(12)，酸解污泥经下开口由污泥酸解池(12)流入污泥氧化池(13)，污泥氧化池(13)与污泥反应池(14)通过中开口连通；

所述重金属分离单元(2)包含三台压滤设备和两个污泥搅拌溶解反应池组，包括依次相连的第一机械压滤设备(21)、污泥淘洗池(22)、第二机械压滤设备(23)、污泥调理池(24)、第三机械压滤设备(25)及污泥调节池(26)，所述第一机械压滤设备(21)与污泥池(17)相连；

所述重金属回收与废液处置单元(3)包括依次相连的沉砂池(31)、PH调节池(32)、砂滤装置(33)、树脂储存池(34)，所述树脂储存池(34)具有两个输出口，两输出口分别连接再生液收集池(35)及再处理系统，所述再处理系统包括依次相连的中继池(36)、总调节池(37)、厌氧池(38)、好氧池(39)、二沉池(310)，中继池(36)与树脂储存池(34)相连。