CN210674639U - 含铜工业污泥三废综合治理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种含铜工业污泥三废综合治理系统，属于环保技术领域。该处理设备，包括：固废处理设备，废气处理设备和污水处理设备，上述含铜工业污泥三废综合治理系统，以固废处理设备、废气处理设备和污水处理设备相配合，能够有效对含重金属危废污泥固、液、气三相进行综合性治理的工艺，达到对危废污泥三废减量化、无害化、资源化目的。并且通过预处理塔协同吸收塔(WLT塔)进行废气处理，提高脱硫率、除尘率的同时通过预处理塔调整烟气恶劣性质、预先脱除部分烟尘、二氧化硫、降低烟温保护后续WLT塔内部设备，具有延长后续设备使用寿命的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及环保技术领域，特别是涉及一种含铜工业污泥三废综合治理系统。
背景技术
随着时代的发展，人们越来越认识到环境保护的重要性，环保已经成为国家和民族持续发展的重要保障条件之一。然而，在现代化工业生产中又不可避免的会产生一些污泥，工业污泥按照管理属性又可分为危险废物和一般工业废物，对于危废污泥的处理，一直以来是行业中的难点和重点。
目前，危废处理行业内仍未有针对危废固、液、气三相的综合性治理工艺、本专利创新性地设计出一套能够有效对含重金属危废污泥固、液、气三相进行综合性治理的工艺，达到对危废污泥三废减量化、无害化、资源化目的。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种含铜工业污泥三废综合治理系统，采用该设备，通过压滤、烘干及熔炼手段，将危废污泥中铜、镍化合物回收利用，并对生产过程中产生的含重金属成分的废水、废气进行无害化处理，回收利用、达标排放。
一种含铜工业污泥三废综合治理系统，包括：
固废处理设备，包括压滤机、烘干组件、制砖机和熔炼炉，所述压滤机、烘干组件、制砖机和熔炼炉按工艺流程依次设置；
废气处理设备，包括多级表冷器、第一袋式除尘器和第二袋式除尘器，以及包括通过管路依次连通的预处理塔、吸收塔和湿式静电除尘器，所述第一袋式除尘器和第二袋式除尘器均连通所述预处理塔，所述烘干组件的排气管路连接第一袋式除尘器，所述熔炼炉的排气管路通过所述多级表冷器连通第二袋式除尘器；
污水处理设备，包括浓液池和清液池，以及包括通过管路依次连通的初沉池、调酸池、氧化池、调碱池、混凝池、絮凝池、污泥沉淀池、砂滤装置、碳滤装置、棉芯过滤器和反渗透装置，所述反渗透装置中设有反渗膜，将所述反渗透装置分隔为浓液腔和清液腔，所述浓液腔与所述浓液池连通，所述清液腔与所述清液池连通；所述初沉池与所述压滤机的排污管路连通，所述浓液池与所述初沉池连通。
上述含铜工业污泥三废综合治理系统，以固废处理设备、废气处理设备和污水处理设备相配合，能够有效对含重金属危废污泥固、液、气三相进行综合性治理的工艺，达到对危废污泥三废减量化、无害化、资源化目的。并且通过预处理塔协同吸收塔(WLT塔)进行废气处理，提高脱硫率、除尘率的同时通过预处理塔调整烟气恶劣性质、预先脱除部分烟尘、二氧化硫、降低烟温保护后续WLT塔内部设备，具有延长后续设备使用寿命的优点。
在其中一个实施例中，所述污泥沉淀池和初沉池底部均设有污泥回流管路连通所述压滤机；
所述回用水池通过管路连通所述吸收塔和所述湿式静电除尘器。
在其中一个实施例中，所述废气处理设备还包括喷淋浆液循环系统，所述喷淋浆液循环系统包括通过管路依次连通的钙基吸收剂储仓、消化装置、制浆池和循环池，所述循环池通过供给管路提供新鲜吸收浆液至所述预处理塔和吸收塔，并通过回收管路连通所述预处理塔和吸收塔底部回收吸收浆液。
所述喷淋浆液循环系统还包括沉淀池、氧化罐、钙基回收压滤设备和氧化风机，所述氧化罐通过管路连通所述循环池和所述沉淀池，所述氧化风机设有曝气管，所述曝气管伸入至所述氧化罐内；所述沉淀池底部设有管路连通所述钙基回收压滤设备。
所述回用水池通过管路分别连通所述消化装置、循环池。
在其中一个实施例中，所述固废处理设备还包括自动送料系统，所述自动送料系统包括可移动式集料箱、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂、第五机械臂、第六机械臂、第一传送带、第二传送带、第三传送带；所述压滤机滤饼出口端与所述集料箱的初始位置相对应；所述第一传送带一端对应于集料箱的初始位置，另一端对应于所述烘干组件，所述第一机械臂设于所述集料箱的初始位置与所述第一传送带之间，用于将所述集料箱抓取置于所述第一传送带上，所述第二机械臂设于所述第一传送带和所述烘干组件之间，用于将所述集料箱抓取置于所述烘干组件中；所述第二传送带一端对应于所述烘干组件，另一端对应于所述制砖机，所述第三机械臂设于所述烘干组件和所述第二传动带传送带之间，用于将所述集料箱抓取置于所述第二传送带上，所述第四机械臂设于所述第二传送带和所述制砖机之间，用于将所述集料箱内物料抓取倾倒于所述制砖机内；所述第三传送带一端对应于所述制砖机，另一端对应于所述熔炼炉，所述第五机械臂设于所述制砖机和所述第三传送带之间，用于将制砖后物料通过集料箱抓取置于所述第三传送带上，所述第六机械臂设于所述第三传送带和所述熔炼炉之间，用于将所述集料箱内物料抓取倾倒于所述熔炼炉内。
目前危废处理熔炼工序往往采用人力投料，铲车运输，对工人负担及依赖性较重，而本实用新型采用自动化设备进行物料运输、上下料，大大减轻人力负担的同时使烘干、熔炼工序更加连贯、快捷，提高了熔炼效率。
所述烘干组件包括烘干室、扒料机械臂、温湿探头、红外传感器和PLC控制系统；所述烘干室分为用于容纳燃料的底层和用于容纳烘干物料的上层；所述温湿探头在竖直方向上间隔设置于所述上层、所述温湿探头还设置于所述烘干室的室门、送风口和排烟口；所述PLC 控制系统与所述扒料机械臂电连接并控制该扒料机械臂；所述温湿探头与所述PLC控制系统电连接并传送信号至所述PLC控制系统；所述红外传感器设于所述烘干室预定高度并传送信号至所述PLC控制系统。
目前危废处理烘干工序依赖人力操作、且对工人负担重伤害大，本实用新型上述用于烘干工序的烘干组件采用自动化设备，以温湿探头和红外传感器作为检测探头实时监测反馈、自动化设备进行加料、扒料及物料运输、上下料，减轻人力负担的同时使烘干工序更加连贯、快捷从而减小因长时间开启烘干室门使烟气含氧量上升对废气污染物检测影响。
所述固废处理设备还设有浓液喷淋系统，所述浓液喷淋系统设置于对所述熔炼炉的熔渣冷却喷淋，所述初沉池通过所述浓液喷淋系统与所述初沉池连通。
在其中一个实施例中，所述污水处理设备还包括用于自动投料的自动投料系统，所述自动投料系统包括试剂储罐、计量泵和出料背压阀，所述试剂储罐通过管路依次连通计量泵和出料背压阀；
所述自动投料系统还包括脉动阻尼器、保护回路和流量矫正回路，所述脉动阻尼器设置于所述试剂储罐和所述计量泵之间的管路上，所述保护回路连通所述计量泵和所述试剂储罐，且所述保护回路上设有压力表和保护背压阀；所述流量矫正回路一端连通所述试剂储罐，另一端连通所述计量泵和所述试剂储罐之间的管路。
所述调酸池、氧化池、调碱池、混凝池和絮凝池均配有所述自动投料系统。
所述初沉池、调酸池、氧化池、调碱池、混凝池、絮凝池、污泥沉淀池内均设有用于搅拌池内液体的搅拌系统。
在其中一个实施例中，所述废气处理设备中，还包括二燃室，所述二燃室设于所述烘干组件排气管路和第一袋式除尘器之间，所述二燃室还设有用于喷洒燃料的燃料喷淋系统和用于助燃的鼓风系统。
所述废气处理设备中，还包括余热锅炉和升温换热设备，所述余热锅炉和升温换热设备依次连通在所述二燃室和所述第一袋式除尘器之间，且所述余热锅炉的烟气管道与所述烘干室连通。
余热锅炉收集高温烟气热量回用于烘干室，使高温烟气烟温降至适用于后续袋式除尘器的工况烟温220℃～300℃，并且在二燃室出口还设置一套防结露的升温换热设备，该升温换热设备主要功能是当烘干室低负荷运行且二燃室检修维护时，烟气含湿量较高烟温较低，通过外置加热或热量回收方式(管道里加热管，通过温度来控制加热箱，电源把热管热到120 度)，提高烟气温度至120℃以上，避免后续布袋因湿度过高造成糊袋损坏滤料。
所述废气处理设备中，还包括用于收集所述烘干组件扬灰的烘干沉灰筒和熔炼炉扬灰的熔炼沉灰筒，所述烘干沉灰筒设于所述烘干组件和所述二燃室之间的管路上，所述熔炼沉灰筒设于所述熔炼炉和所述多级表冷器之间的管路上。
上述沉降灰是具有再熔炼价值的，但必须通过制砖机制成块料才能重新进入熔炼炉熔炼，因为灰状颗粒在1300-1500℃燃烧环境下直接是流化状态，有效出渣率低。因此将沉降灰通过制砖机成砖块再熔炼，可提高出渣率、降低烟气含氧、降低燃料耗量、提高综合处理能力。
在其中一个实施例中，所述预处理塔和所述吸收塔均为玻璃钢制成的塔体。将玻璃钢材质用于含重金属成分烟气处理塔中，能够避免碳钢材质塔在生产负载变化(间歇产生)、周期检修时发生的塔体金属材质电化学腐蚀问题。
所述预处理塔设有预处理喷淋系统，所述预处理喷淋系统包括预处理逆向喷淋层和预处理径向喷淋层，所述预处理逆向喷淋层设置于所述预处理径向喷淋层下方，所述预处理逆向喷淋层的喷嘴朝向所述预处理塔底部，所述预处理径向喷淋层的喷嘴平行于所述预处理塔的截面方向。
所述预处理喷淋系统设有三层预处理径向喷淋层和一层预处理逆向喷淋层。可以理解的，上述预处理径向喷淋层和预处理逆向喷淋层也可以根据实际要求灵活设置，如一层预处理径向喷淋层和三层预处理逆向喷淋层、二层预处理径向喷淋层和二层预处理逆向喷淋层等，但需至少设有一层预处理径向喷淋层和一层预处理逆向喷淋层。
在其中一个实施例中，所述吸收塔设有主塔喷淋系统，所述主塔喷淋系统包括主塔逆向喷淋层和主塔径向喷淋层，所述主塔逆向喷淋层设置于所述主塔径向喷淋层下方，所述主塔逆向喷淋层的喷嘴朝向所述吸收塔底部，所述主塔径向喷淋层的喷嘴平行于所述吸收塔的截面方向；
所述预处理喷淋系统、主塔喷淋系统均与所述循环池连通，所述预处理塔和吸收塔底部均设有回收管路与所述循环池连通。
所述主塔喷淋系统由上至下依次设有第一主塔径向喷淋层、第二主塔径向喷淋层、第三主塔径向喷淋层、第四主塔径向喷淋层和一层主塔逆向喷淋层。
可以理解的，上述主塔径向喷淋层和主塔逆向喷淋层也可以根据实际要求灵活设置，如一层主塔径向喷淋层和三层主塔逆向喷淋层、二层主塔径向喷淋层和二层主塔逆向喷淋层等，但需至少设有一层主塔径向喷淋层和一层主塔逆向喷淋层。
所述吸收塔还设有第一紊流液膜发生器和第二紊流液膜发生器，所述第一紊流液膜发生器设置于所述主塔逆向喷淋层和主塔径向喷淋层之间，所述第二紊流液膜发生器设置于第二主塔径向喷淋层和第三主塔径向喷淋层之间。
在其中一个实施例中，所述吸收塔还设有位于所述吸收塔顶部的除雾系统，所述除雾系统包括除雾器和除雾反洗系统，所述除雾反洗系统设有朝向所述除雾器的喷水的喷嘴和供水管路；
所述除雾器包括由上而下依次设置的上除雾器和下除雾器，所述除雾反洗系统在所述下除雾器上、下方均设有喷嘴，所述除雾反洗系统仅在所述上除雾器下方设有喷嘴。
在其中一个实施例中，所述湿式静电除尘器包括随烟气流向依次设置的湿电均流装置、湿电电场模块，所述湿电电场模块包括阳极筒和阴极线，所述湿电电场模块中的同极距为 250-400mm；所述湿式静电除尘器还设有湿电反冲洗系统，所述湿电反冲洗系统的喷嘴置于所述阳极筒和阴极线上方。
所述废气处理设备还包括防腐烟囱，所述防腐烟囱连通所述湿式静电除尘器烟气出口端，用于排放净化烟气。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的一种含铜工业污泥三废综合治理系统，针对重金属含量高的污泥、污水和废气等三废的排放，以固废处理设备、废气处理设备和污水处理设备相配合，能够有效对含重金属危废污泥固、液、气三相进行综合性治理的工艺，达到对危废污泥三废减量化、无害化、资源化目的。并且通过预处理塔协同吸收塔(WLT塔)进行废气处理，提高脱硫率、除尘率的同时通过预处理塔调整烟气恶劣性质、预先脱除部分烟尘、二氧化硫、降低烟温保护后续WLT塔内部设备，具有延长后续设备使用寿命的优点。
上述处理设备针对金属表面处理及热处理加工、玻璃制造、电子元件制造等行业产生的含铜污泥、表面处理废物的危废固、液、气三相综合治理具有显著效益。
附图说明
图1为实施例中处理设备连接关系示意图；
图2为实施例中处理方法工艺流程示意图；
图3为实施例中预处理塔和吸收塔结构示意图；
图4为实施例中逆向喷淋层结构示意图；
图5为实施例中径向喷淋层结构示意图；
图6为实施例中紊流液膜发生器结构示意图；
图7为实施例中除雾器结构示意图；
图8为图7中I部分方法示意图；
图9为实施例中自动投料系统连接关系示意图；
其中：1100.压滤机；1200.烘干组件；1210.烘干室；1300.制砖机1400.熔炼炉；1410.浓液喷淋系统；1510.集料箱；1521.第一机械臂；1522.第二机械臂；1523.第三机械臂；1524.第四机械臂；1525.第五机械臂；1526.第六机械臂；1527.扒料机械臂；1531.第一传送带；1532. 第二传送带；1533.第三传送带；
2100.二燃室；2110.余热锅炉；2200.多级表冷器；2310.第一袋式除尘器；2311.升温换热设备；2320.第二袋式除尘器；2400.预处理塔；2410.预处理逆向喷淋层；2420.预处理径向喷淋层；2500.吸收塔；2510.主塔逆向喷淋层；2521.第一主塔径向喷淋层；2522.第二主塔径向喷淋层；2523.第三主塔径向喷淋层；2524.第四主塔径向喷淋层；2531.第一紊流液膜发生器；2532.第二紊流液膜发生器；2541.除雾器；2542.除雾反洗系统；2600.湿式静电除尘器；2700.防腐烟囱；2810.钙基吸收剂储仓；2820.消化装置；2830.制浆池；2840.循环池； 2850.沉淀池；2860.氧化罐；2870.氧化风机；2910.烘干沉灰筒；2920.熔炼沉灰筒；
3100.气水分离器；3210.初沉池；3220.调酸池；3230.氧化池；3240.调碱池；3250.混凝池； 3260.絮凝池；3270.污泥沉淀池；3310.砂滤装置；3320.碳滤装置；3330.棉芯过滤器；3340. 反渗透装置；3341.回用水池；3342.浓液池；3400.自动投料系统；3410.试剂储罐；3420.计量泵；3430.出料背压阀；3440.脉动阻尼器；3450.压力表；3460.保护背压阀。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“连接”于另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例
一种含铜工业污泥三废综合治理方法，采用本实用新型的处理设备，如图1所示，包括固废处理设备、废气处理设备和污水处理设备三个模块；上述处理方法如图2所示，包括固废处理流程、废气处理流程和污水处理流程三大流程；具体描述说明如下。
一、固废处理。
固废处理设备包括压滤机1100、烘干组件1200、制砖机1300和熔炼炉1400，所述压滤机、烘干组件、制砖机和熔炼炉按工艺流程依次设置。
本实施例的固废处理设备还包括自动送料系统，所述自动送料系统包括可移动式集料箱 1510、第一机械臂1521、第二机械臂1522、第三机械臂1523、第四机械臂1524、第五机械臂1525、第六机械臂1526、第一传送带1531、第二传送带1532、第三传送带1533；所述压滤机滤饼出口端与所述集料箱的初始位置相对应；所述第一传送带一端对应于集料箱的初始位置，另一端对应于所述烘干组件，所述第一机械臂设于所述集料箱的初始位置与所述第一传送带之间，用于将所述集料箱抓取置于所述第一传送带上，所述第二机械臂设于所述第一传送带和所述烘干组件之间，用于将所述集料箱抓取置于所述烘干组件中；所述第二传送带一端对应于所述烘干组件，另一端对应于所述制砖机，所述第三机械臂设于所述烘干组件和所述第二传动带传送带之间，用于将所述集料箱抓取置于所述第二传送带上，所述第四机械臂设于所述第二传送带和所述制砖机之间，用于将所述集料箱内物料抓取倾倒于所述制砖机内；所述第三传送带一端对应于所述制砖机，另一端对应于所述熔炼炉，所述第五机械臂设于所述制砖机和所述第三传送带之间，用于将制砖后物料通过集料箱抓取置于所述第三传送带上，所述第六机械臂设于所述第三传送带和所述熔炼炉之间，用于将所述集料箱内物料抓取倾倒于所述熔炼炉内。
1、压滤。
本实施例所针对的危废污泥中，水分、灰分含量均很高，水分一般在70％～80％之间，含铜2％～15％，含镍0.1％～1.1％。
本实施例的危废污泥中的主要成分如下表所示。
表1.高含铜、含镍污泥主要成分(干基)
表2.固态表面处理废物主要化学成分(干基)
上述高含铜、含镍污泥来源于玻璃制造、常用有色金属冶炼、电子元件制造等行业，主要包括使用硫酸铜进行敷金属法镀铜产生的废槽液、槽渣及废水处理污泥，铜火法冶炼烟气净化产生的收尘渣、压滤渣、废水处理污泥，线路板生产过程中产生的废蚀铜液，使用酸进行铜氧化处理产生的废液及废水处理污泥，铜板蚀刻过程中产生的废蚀刻液及废水处理污泥等。
固态表面处理废物来源于金属表面处理及热处理加工行业，主要包括使用氯化亚锡、氯化锌、氯化铵进行敏化处理产生的废渣和废水处理污泥；电镀工艺如镀锌、镀镉、镀镍、镀金、镀铜、镀黑铬等产生的废槽液、槽渣和废水处理污泥，金属和塑料表面酸(碱)洗、除油、除锈、洗涤、磷化、出光、化抛工艺产生的废腐蚀液、废洗涤液、废槽液、槽渣和废水处理污泥，镀层剥除过程中产生的废液、槽渣及废水处理污泥，使用铬化合物进行抗蚀涂布、抗蚀层化学硬化、塑料表面粗化产生的废槽液、槽渣和废水处理污泥等。两者主要体现在原料来源差异，而具体金属成分比例差异，但由于原料不固定，原料差异会导致两者金属成分比例差异变动。
危废污泥从储存区通过铲车人工运送到压滤机旁，首先经高压压滤机压滤，将污泥从平均含水率70％压滤至含水50％的滤饼，压滤后的滤饼含水率一般在50％，属于偏碱性物质， pH值在6.70～9.77之间，颜色有棕黑色、棕色、棕黑色、墨绿色等，滤饼中铜等金属含量约为1％～9％，主要以Cu(OH)2、Ni(OH)2的形式存在。
压滤工艺产生2000t/a(约9.6t/d)的压滤水、压滤水经过排污管路送往污水处理设备处理后用于废气处理设备中的新鲜吸收浆液供辅补水、反冲洗及设备清洗等操作。
2、烘干。
上述压滤工艺得到的含铜11％～14％，含镍0.3％～0.6％的滤饼用0.8×0.5×0.5m3的集料箱装载，通过第一机械臂(六轴机械臂)及第一传送带以0.5m/s速度运送至烘干组件的烘干室 1210烘干，根据约10:1:1的比例将滤饼、碳粉、生石灰混合均匀，其中碳粉的粒度要求在 0.5～1mm，生石灰的粒度要求在1～2mm，混入较高的生石灰比例目的是消化放热提高料温和凝结速度、有较好的湿溶性使干料更加稳定、品质更高，并且利于废气处理的钙法脱硫和熔炼工序提供钙离子补充。烘干房分上下两层，底层铺作为燃料的木屑，上层铺混合均匀后的污泥滤饼，点燃底层木屑后，关闭烘干室仓门进行烘干工序。
所述烘干组件包括烘干室、扒料机械臂1527、温湿探头、红外传感器和PLC控制系统；所述烘干室分为用于容纳燃料的底层和用于容纳烘干物料的上层；所述温湿探头在竖直方向上间隔设置于所述上层、所述温湿探头还设置于所述烘干室的室门、送风口和排烟口；所述 PLC控制系统与所述扒料机械臂电连接并控制该扒料机械臂；所述温湿探头与所述PLC控制系统电连接并传送信号至所述PLC控制系统；所述红外传感器设于所述烘干室预定高度并传送信号至所述PLC控制系统。
烘干步骤中，首先通过鼓氧化风机在烘干室底部进行鼓风；烘干房温度保持在500～600℃，采用温湿探头对烘干室进行温度和含湿量检测、温湿探头布点为烘干室内8个角落、室门、送风口、排烟口以及干料层每隔1～1.5m，每隔15分钟进行一组数据取样。检测探头通过电信号反馈给PLC控制系统，监测烘干房内的烘干程度。烘干进行2～3小时后，通过扒料机械臂利用机械手的钢耙结构进行扒料处理，使干料受热更均匀，同时通过第二机械臂添加2～3箱滤饼。约20～30分钟进行一次扒料和加料，加料直至烘干室达到最大容纳量15t，干料水平高度达到红外传感器设置高度，停止加料。
烘干工序持续两天时间、一天对滤饼进行烘干脱水、一天对干料进行放置冷却。烘干室的上下料和物料运输依靠第二机械臂和第三机械臂(六轴机械臂)和第二传送带进行，自动化操作使烘干流程更连贯，快捷。扒料、加料过程关闭鼓氧化风机，减小烟气含氧量增加。
上述烘干工序主要目的是：降低物料的含水量、使物料烧结成均匀致密体。
在上述烘干工序中，部分氧化钙消耗烟气中二氧化硫生成硫酸钙使后续的熔炼工序顺利进行，反应方程式如下：
CaO+SO2(高温条件下)→2CaSO3+O2→2CaSO4
烘干工序得到含铜23％～26％，含镍0.8％～1.1％，含水率～10％的干料。
3、制砖。
上述干料置于集料箱中，通过第三机械臂和第四机械臂和第二传送带运送至制砖机上料，制砖机利用高压将干料压制成250×110×50mm3的小砖。
在此制砖过程中要添加适量造渣剂，该造渣剂主要成份为5％硅酸盐、25％SiO2及70％CaO，为后续熔炼工序造渣，添加量为使熔炼原料中的SiO2、CaO的重量比为1:3。
4、熔炼。
制砖工序完成后，通过第五机械臂(六轴机械臂)将装有小砖的集料箱夹持到第三传送带，以0.5m/s速度运至熔炼炉旁，紧接着通过第六机械臂(六轴机械臂)将集料箱内的砖块倾倒入熔炼炉进行熔炼工序。
熔炼工序采用流程简单、中间环节少的火法熔炼工艺。
具体为：料砖在炉内进行高温还原，炉内加入焦炭作为燃料和还原剂，同时补充一定量的造渣剂，使SiO2、CaO达到1:3比例。
熔炼过程炉温约1300℃。砖块自上而下运行，底部风口为熔化区，砖块达到风口区熔化。空气经风口鼓入，在风口区使焦炭燃烧，产生的高温还原性烟气自下而上运行，与砖块逆向运行，进行热交换，使砖块逐渐受热而完成各种还原冶炼过程。随着砖块的不断熔化，熔渣和铜水的排出，炉料面不断下降，不断补充炉料，使炉顶料保持衡定的水平料面。
所述固废处理设备还设有浓液喷淋系统，所述浓液喷淋系统设置于对所述熔炼炉的熔渣冷却喷淋，所述初沉池通过所述浓液喷淋系统与所述初沉池连通。熔炼后的熔渣经所述浓液喷淋系统冷却喷淋，回收的浓液进入初沉池进行处理。
熔炼工艺原理如下：
在高温作用下，物料中的CaSO4发生分解反应，生成了二氧化硫，物料中的Cu(OH)2、Ni(OH)2等生成氧化物，二氧化硫优先与金属氧化物发生反应生产硫化物(冰铜)，二氧化硫不足时，金属氧化物被碳直接还原成金属。
a、物料中的SO2的生成：
2CaSO4+C(高温条件下)→2CaO+2SO2+CO2
b、物料中金属氢氧化合物分解成金属氧化物
M(OH)2(高温条件下)→MO+H2O(气)
c、若有SO2时会优先与金属氧化物反应生成硫化物(粗铜)
4CuO+2SO2+4C→2Cu2S(粗铜)+4CO2
6NiO+4SO2+7C→2Ni3S2+7CO2
d、若没有SO2存在时，金属氧化物被碳直接还愿成金属单质
2CuO+C→2Cu+CO2
2NiO+C→2Ni+CO2
e、同上述c、d，其他金属氧化物也被固体碳按下列反应还原
PbO+C→Pb+CO
2PbO+C→2Pb+CO2
当物料中的铁氧化物在高浓度的CO存在下，氧化铁的还原成金属铁，但当物料中的铅的氧化物或硫化物存在时，又被铁所置换，反应为：
PbO+Fe→Pb+FeO
PbS+Fe→Pb+FeS
2Cu+FeS→Cu2S+Fe
FeO与硅、钙造渣，比重较轻者，浮在金属炉缸上方，定时放出，得到炉渣玻璃态固溶体。
CaO+SiO2(高温条件下)→CaSiO3(熔渣)+CO2
上述添加的造渣剂发生以上反应，熔融的硅酸钙(CaSiO3)成为比重轻的熔渣漂浮在铜水上可减小铜水与大气接触，提高成品质量同时部分有害物质如硫、磷、气体和夹杂物等会进入到熔渣内，清除熔渣时被带走。
FeS与Cu2S、Ni3S2结合成粗铜、冰铜混合物，粗铜和冰铜其比重较大，沉在炉缸下方，定时放出，冷却后分层即得到粗铜和冰铜。
经过熔炼工序得到含铜约90％、含镍约2.5％的粗铜和含铜约45％、含镍约7.5％的冰铜，经过浇筑冷却，即为产品，置于成品集料箱内通过带式传送装置运输至仓储室储存。
二、废气处理。
废气处理设备包括多级表冷器2200、第一袋式除尘器2310和第二袋式除尘器2320，以及包括通过管路依次连通的预处理塔2400、吸收塔2500、湿式静电除尘器2600和防腐烟囱 2700，所述第一袋式除尘器和第二袋式除尘器均连通所述预处理塔，所述烘干组件的排气管路连接第一袋式除尘器，所述熔炼炉的排气管路通过所述多级表冷器连通第二袋式除尘器。
本实施例中原始废气的主要技术指标如下表所示。
表3.原始烟气的主要技术指标
| 指标 | 单位 | 参数 | 参数 |
| 生产线数量 | —— | 熔炼炉 | 干燥炉 |
| 烟气流量 | Nm<sup>3</sup>/h | 13000 | 24000 |
| 排烟温度 | ℃ | 110 | 170 |
| 烟气流量 | Am<sup>3</sup>/h | 17762 | 38945 |
| 实测含氧量 | —— | ≤13.0％ | ≤13.0％ |
| 原始SO<sub>2</sub>浓度折算值 | mg/Nm<sup>3</sup> | 3000～25000 | ≤4000 |
| 原始烟尘浓度折算值 | mg/Nm<sup>3</sup> | ＜200 | ＜200 |
| 镍及其化合物 | mg/Nm<sup>3</sup> | ＜50 | ＜50 |
| 铜及其化合物 | mg/Nm<sup>3</sup> | ＜200 | ＜600 |
1、袋式除尘。
本实施例的固废处理工序中，所述烘干组件和熔炼炉的进料口、出料口(或出铜口)、排渣口均设有集气罩，收集逸出的烟气后通过排气管路分别与第一袋式除尘器和第二袋式除尘器连通。
并且，所述废气处理设备中，还包括用于收集所述烘干组件扬灰的烘干沉灰筒和熔炼炉扬灰的熔炼沉灰筒，所述烘干沉灰筒设于所述烘干组件和所述二燃室之间的管路上，所述熔炼沉灰筒设于所述熔炼炉和所述多级表冷器之间的管路上。沉降的飞灰收集至制砖工序中进行制砖后再次熔炼。
所述废气处理设备中，还包括二燃室2100，余热锅炉和升温换热设备，所述二燃室设于所述烘干组件排气管路和第一袋式除尘器之间，所述二燃室还设有用于喷洒燃料的燃料喷淋系统和用于助燃的鼓风系统。，所述废气处理设备中，还包括余热锅炉和升温换热设备，所述余热锅炉和升温换热设备依次连通在所述二燃室和所述第一袋式除尘器之间，且所述余热锅炉的烟气管道与所述烘干室连通。
烘干工序中，出口烟道的烟温约170～200℃，由于烘工序温度为500℃～600℃，低温燃烧氢氧化合物会与氯化物结合产生二噁英剧毒物，所以在烘干室出口烟道设置一个二燃室，二燃室体积约为0.18m3，二燃室通过喷洒天然气、柴油，鼓氧化风机鼓风助燃，进行二次燃烧，停留时间为2～3秒，日耗油量约为12kg，燃烧温度约为1000℃～1100℃，清除烟气中碳粉等的未燃尽成分，并燃尽剧毒气体二噁英。
余热锅炉收集高温烟气热量回用于烘干室，使高温烟气烟温降至适用于后续袋式除尘器的工况烟温220℃～300℃，并且在二燃室出口还设置一套防结露的升温换热设备，该升温换热设备主要功能是当烘干室低负荷运行且二燃室检修维护时，烟气含湿量较高烟温较低，通过外置加热或热量回收方式(管道里加热管，通过温度来控制加热箱，电源把热管热到120 度)，提高烟气温度至120℃以上，避免后续布袋因湿度过高造成糊袋损坏滤料。
所述多级表冷器通过外界冷空气做热交换冷却烟气。
熔炼工序出口烟道的800～900℃的高温烟气会进入多级表冷器的管道，在多级表冷器中烟气通过热交换，温度降低到100～120℃。
上述二燃室出口烟道和多级表冷器出口烟道分别接入第一袋式除尘器及第二袋式除尘器进行烟气除尘处理，袋式除尘器设置500～700条滤袋和隔离原烟气和净烟气的花板，通过滤袋和烟尘形成的滤尘过滤可将烟气中粉尘浓度、重金属固态化合物等颗粒物物含量降低98％，绝大部分的重金属固态化合物被袋式除尘器捕获，进入脱硫塔水循环的重金属忽略可忽略不计，无法造成水循环的二次污染。
滤袋过滤的烟尘、重金属固态化合物通过吹灰系统收集到除尘器灰斗内，待有资质的政府部门处理或收集后制砖再次熔炼。
2、预处理。
随后，第一袋式除尘器和第二袋式除尘器的烟气通过烟道汇合后接入预处理塔。
所述预处理塔设有预处理喷淋系统，如图3所示，所述预处理喷淋系统包括预处理逆向喷淋层2410和预处理径向喷淋层2420，所述预处理逆向喷淋层设置于所述预处理径向喷淋层下方，所述预处理逆向喷淋层的喷嘴朝向所述预处理塔底部，所述预处理径向喷淋层的喷嘴平行于所述预处理塔的截面方向。具体的，所述预处理喷淋系统设有三层预处理径向喷淋层和一层预处理逆向喷淋层。
预处理塔入口烟温100～130℃，塔体材质耐为腐蚀耐高温的玻璃钢材质，配备四层喷淋结构，一层逆向喷淋，三层径向喷淋，喷淋液为石灰浆，以50～60L/min的流量和1～2bar的压力喷射新鲜吸收浆液，喷头为316螺旋喷嘴，喷头浆液雾化喷淋覆盖面积(即喷嘴喷射覆盖范围总和为所述吸收塔径向截面面积)可达200％～300％。
预处理塔作用是为后续的吸收塔(WLT三相紊流筒高效脱硫除尘塔)调整烟气性质，利用石灰浆液雾除去部分烟尘，降低烟气中约40％二氧化硫浓度，使烟气温度从100℃～120℃降低至50～65℃，防止恶性烟气加速WLT三相紊流筒高效脱硫除尘塔的损耗，协同WLT塔进行除尘脱硫。
3、湿法脱硫。
随后，烟气经过预处理塔的预处理后进入吸收塔，此时烟气温度约为50-65℃。
所述吸收塔的塔体材质围玻璃钢，设有主塔喷淋系统，如图3所示，所述主塔喷淋系统包括主塔逆向喷淋层和主塔径向喷淋层，所述主塔逆向喷淋层设置于所述主塔径向喷淋层下方，所述主塔逆向喷淋层的喷嘴朝向所述吸收塔底部，所述主塔径向喷淋层的喷嘴平行于所述吸收塔的截面方向。
所述主塔喷淋系统由下至上依次设有一层主塔逆向喷淋层2510、第一主塔径向喷淋层2521、第二主塔径向喷淋层2522、第三主塔径向喷淋层2523和第四主塔径向喷淋层2524。
上述五层喷淋结构中，一层逆向喷淋(主塔逆向喷淋层)，如图4所示，四层径向喷淋(第一至第四主塔径向喷淋层)，如图5所示，新鲜吸收浆液为石灰浆，径向喷淋层以150～250L/min 的流量和1～2bar的压力喷射新鲜吸收浆液，逆向喷淋层以100～150L/min的流量和1～2bar的压力喷射新鲜吸收浆液，喷头为316螺旋喷嘴，雾化喷淋覆盖面积(即喷嘴喷射覆盖范围总和为所述吸收塔径向截面面积)可达到200％～300％。
所述吸收塔还设有第一紊流液膜发生器2531和第二紊流液膜发生器2532，所述第一紊流液膜发生器设置于所述主塔逆向喷淋层和主塔径向喷淋层之间，所述第二紊流液膜发生器设置于第二主塔径向喷淋层和第三主塔径向喷淋层之间。
利用上述两层紊流液膜发生器(旋轮式液膜发生装置)，对治理烟气进行分区，具体的，该紊流液膜发生器的旋叶式结构，如图6所示，可使改变烟气流向，使烟气均流，充分与喷淋液混合反应，发生装置叶片数量为10～15片，倾斜度为20°～40°，叶片由带椭圆封头的芯柱固定安装。
所述吸收塔还设有位于所述吸收塔顶部的除雾系统，所述除雾系统包括除雾器2541和除雾反洗系统2542，在本实施例中，所述除雾器由若干块耐高温、难燃的聚苯硫醚板构成，如图7-8所示，所述除雾反洗系统设有朝向所述除雾器的喷水的喷嘴和供水管路。
所述除雾器包括由上而下依次设置的上除雾器和下除雾器，所述除雾反洗系统在所述下除雾器上、下方均设有喷嘴，所述除雾反洗系统仅在所述上除雾器下方设有喷嘴。
本实施例中，上述除雾器选用双层折板除雾器，安装在吸收塔顶部，用以分离净烟气夹带的雾滴和部分极细粉尘。然而可以理解的，除雾器根据不同的工况，也可选用管束式、屋脊式等，大于15μm的出口携带雾滴≤50mg/Nm3(干基)。且除雾器材料采用带加强的阻燃聚苯硫醚板，能承受高速水流冲刷，特别是人工冲洗造成的高速水流冲刷。除雾器冲洗水系统能全面冲洗除雾器，避免除雾器堵塞。邻近喷嘴的喷淋范围应部分重叠，以确保100％的冲洗效果。冲洗水的压力应进行监视和控制，冲洗水母管的布置应能使每个喷嘴基本运行在平均水压，除雾器反冲洗系统通过回用水池内清水进行补水。
且上述系统设有的上除雾器和下除雾器，能够去除除雾器沉积物，器运行时根据给定或可变化的程序，既可进行自动冲洗，也可进行人工冲洗。
上述预处理塔与吸收塔的配合，使用钙法法脱硫工艺，脱硫率可达到98％以上。塔内喷淋传质模式采用径向喷淋、逆向喷淋和液膜发生器有机结合，一方面径向雾化喷淋在脱硫同时大部分捕获微细粉尘，增强脱硫塔除尘能力；另一方面，在同一塔体内同时使用两种喷淋工艺，与单一喷淋工艺相比，显著降低浆液循环量。雾化喷淋、液膜发生装置和除雾器配合进行二次除尘，除去烟气中微细颗粒物和气溶胶成分，除尘率约为30％～50％。
在预处理和湿法脱硫中，最为重要的新鲜吸收浆液均为石灰浆，由以下喷淋浆液循环系统提供。
所述喷淋浆液循环系统包括通过管路依次连通的钙基吸收剂储仓2810、消化装置2820、制浆池2830和循环池2840，所述循环池通过供给管路提供新鲜吸收浆液至所述预处理塔和吸收塔，并通过回收管路连通所述预处理塔和吸收塔底部回收吸收浆液。
所述喷淋浆液循环系统还包括沉淀池2850、氧化罐2860和氧化风机2870，所述氧化罐通过管路连通所述循环池和所述沉淀池，所述氧化风机设有曝气管，所述曝气管伸入至所述氧化罐内；所述沉淀池底部设有管路连通所述压滤机。
所述预处理喷淋系统、主塔喷淋系统均与所述循环池连通，所述预处理塔和吸收塔底部均设有回收管路与所述循环池连通。
喷淋浆液循环系统中，浆液原料钙基吸收剂储存于约70m3的立式钙基吸收剂储仓内，钙基吸收剂储仓通过闸阀开闭，星型卸料阀控制落料，钙基吸收剂储仓内钙基吸收剂进入消化装置进行消化，消化装置通过回用水池内的清液进行补水，钙基吸收剂与水反应生成的氢氧化钙浆液进入制浆装置进行二级消化，调质，降温，消化与制浆停留时间约为4h。消化及制浆装置内均设有搅拌装置，目的加快消化速率，降温、细化浆液，两者搅拌轴转速约为40r/min。得到密度约为1030～1100kg/m3的新鲜吸收浆液。
随后，制浆装置内石灰浆液(即新鲜吸收浆液)通过水泵进入循环池，循环池作为新鲜吸收浆液储存、更新、循环利用的中间载体，通过回用水池内清液、湿式湿式静电除尘器回流液进行补水，通过预处理塔、吸收塔的回流管以及制浆池管道进行喷淋液补充，通过池外氧化装置定量抽取池内浆液进行喷淋液更新。
详细过程为：循环池内浆液通过浆液泵抽到预处理塔、吸收塔各喷淋层进行喷淋，喷淋反应后含有亚硫酸氢钙、未反应完全的氢氧化钙的可利用旧喷淋液会通过预处理塔、吸收塔的回流管回至循环池循环利用，湿式湿式静电除尘器内的反冲洗水通过回流管回流至循环池进行补水。循环池内浆液定量通过浆液泵进入氧化装置进行更新，避免影响浆液质量。循环池内均设有搅拌装置，目的是细化浆液，防止沉积堵塞，搅拌轴转速约为30r/min。
进入氧化装置的浆液会通过罗茨氧化风机及曝气管在氧化罐内进行池外氧化，氧化风机风量30m3/h，通过鼓风使亚硫酸氢钙氧化成硫酸钙难溶物，主要含硫酸钙的浆液进入到沉淀池进行固液分离。
沉淀池通过搅拌装置防止底层硫酸钙浆液沉积堵塞，搅拌轴转速约为10r/min。该沉淀池内浆液通过浆液泵抽至专门的钙基回收压滤设备处理。
上述钙基-石膏湿法脱硫工艺的主要化学反应式如下：
SO2+H2O→H2SO3
Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+2H2O
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2
Ca(HSO3)2+Ca(OH)2→2Ca SO3·1/2H2O+H2O
CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O(副产物)
此时烟气温度约为40～50℃，烟气湿度约为90％～95％，烟尘浓度≤20g/m3。
4、静电除尘。
经湿法脱硫的烟气通过烟道进入湿式湿式静电除尘器进行最终除尘。
所述湿式静电除尘器包括随烟气流向依次设置的湿电均流装置、湿电电场模块，所述湿电电场模块包括阳极筒和阴极线，所述湿电电场模块中的同极距为250-400mm；所述湿式静电除尘器还设有湿电反冲洗系统，所述湿电反冲洗系统的喷嘴置于所述阳极筒和阴极线上方，同时可对阳极筒和阴极线进行冲洗。
烟气经过湿电均流装置均流，进入湿电电场模块，高压电通过阴极线放电使烟气中烟尘荷电，同极距宜为250mm～400mm，荷电烟尘在库仑力作用下定向移至阳极筒，阳极筒作为集尘极收集烟尘，阳极筒上方设置反冲洗系统进行喷淋，使得阳极筒内壁固定形成水膜，冲刷掉吸引至阳极筒的含重金属烟尘与气溶胶态污染物，除尘率约为60％，反冲洗系统通过回用水池内清液进行补水，湿电反冲洗喷淋液通过回流管进入循环池作为补充水利用不外排。
经过上述治理后，本实施例中的烟气主要技术指标如下表所示。
表4.治理后烟气的主要技术指标
| 项目名称 | 参数 | 备注 |
| 排烟温度 | ℃ | ≈50 |
| 实测含氧量 | —— | ≤13.0％ |
| 净化后SO<sub>2</sub>浓度折算值 | ㎎/Nm<sup>3</sup> | ≤80 |
| 净化后烟尘浓度折算值 | ㎎/Nm<sup>3</sup> | ≤50 |
| 镍及其化合物 | ㎎/Nm<sup>3</sup> | ≤1 |
| 铜及其化合物 | ㎎/Nm<sup>3</sup> | ≤4 |
所述废气处理设备还包括防腐烟囱，所述防腐烟囱连通所述湿式静电除尘器烟气出口端，用于排放净化烟气。最终经过整套设备处理，稳定达标的净化烟气通过防腐烟囱排到大气中。
三、污水处理。
本实施例中，固废处理流程和废气处理流程中产生的废水不外排，均收集后通过污水处理流程进行无害化处理，并循环用于废气处理供辅系统的补水、冷却及喷淋反冲洗工序，达到污水零外排的目的、且循环用于日常生产中设备清洗、场地冲洗，减轻工厂用水负担。
污水处理设备包括气水分离器3100、浓液池3342和清液池3341，以及包括通过管路依次连通的初沉池3210、调酸池3220、氧化池3230、调碱池3240、混凝池3250、絮凝池3260、污泥沉淀池3270、砂滤装置3310、碳滤装置3320、棉芯过滤器3330和反渗透装置3340，所述反渗透装置中设有反渗膜，将所述反渗透装置分隔为浓液腔和清液腔，所述浓液腔与所述浓液池连通，所述清液腔与所述清液池连通；所述初沉池与所述压滤机的排污管路连通，所述浓液池通过所述浓液喷淋系统与所述初沉池连通。
在本实施例中，所述污水处理设备还包括用于自动投料的自动投料系统3400，如图9所示，所述自动投料系统包括试剂储罐3410、计量泵3420和出料背压阀3430，所述试剂储罐通过管路依次连通计量泵和出料背压阀。
所述自动投料系统还包括脉动阻尼器3440、保护回路和流量矫正回路，所述脉动阻尼器设置于所述试剂储罐和所述计量泵之间的管路上，所述保护回路连通所述计量泵和所述试剂储罐，且所述保护回路上设有压力表3450和保护背压阀3460；所述流量矫正回路一端连通所述试剂储罐，另一端连通所述计量泵和所述试剂储罐之间的管路。
所述调酸池、氧化池、调碱池、混凝池和絮凝池均配有所述自动投料系统。且所述初沉池、调酸池、氧化池、调碱池、混凝池、絮凝池、污泥沉淀池内均设有用于搅拌池内液体的搅拌系统。
废水中主要的污染物是85～95mg/L COD(需要被氧化的还原性有机物的量)和浓度为 1～2mg/L铜等重金属及悬浮物。而废气中含重金属的烟尘绝大部分会被除尘率达到98％的袋式除尘器捕获，进入后续水循环的重金属可忽略不计。
本实施例中，工业废水中主要成分如下表所示。
表5.工业废水主要成分
注：ND表示未检测到。
1、初沉。
压滤机的压滤水通过气水分离器3100后进入进入到初沉池，利用重力沉积初步对污水进行固液分离处理，底层难溶性颗粒物浆液会通过水泵抽至压滤机脱水后作为固废原料，达到去除污水中的难溶性颗粒物目的，初沉池配备搅拌系统防止沉积物结块堵塞，搅拌轴转速约为10r/min。
可以理解的，其它工业废水和其它来源的污水也可以通过设备、厂房的排水管道进入初沉池，在本实施例的污水处理设备中进行处理。
2、调酸。
初沉池的上层污水会溢流或通过水泵，进入调酸池，调酸池通过自动投料系统添加适量的硫酸及硫酸亚铁，使污水的pH值从10～12降至3～4，并为后续的芬顿试剂的制备提供酸性环境和二价铁离子，调酸池配备搅拌系统使试剂与污水混合均匀，加快反应时间，搅拌轴转速约为15r/min，搅拌轴和搅拌桨材质均为强耐腐材质玻璃钢。
自动投料系统主要包括试剂储罐，控制试剂添加量的计量泵、为保护计量泵减小流体冲击的脉动阻尼器，出料背压阀压力达到1mPa时开启出料，保证管路内压力，保护背压阀当管路压力过大时开启回液构成保护回路，以及校正流量的流量计。
3、氧化。
调酸池污水会溢流或通过水泵，进入氧化池。氧化池通过自动投料系统添加适量双氧水强氧化剂，产生具有高反应活性的羟基自由基来氧化降解有机污染物。H2O2在Fe2+的催化作用下生成羟基自由基(·OH)，亦称芬顿试剂。
由于羟基自由基(·OH)有强氧化性和亲电加成性，可在pH值3～4的酸性环境将废水中大多数有机物氧化分解成小分子物质，达到降低氧化水中的有机污染物COD和构成微生物的有机物质成分目的。
pH值过高会抑制羟基自由基(·OH)的生成和氢氧化铁沉淀，pH值过低，三价铁不能被还原成二价铁，导致催化反应受阻，适宜的pH值为3～4。
并且，氧化池配备搅拌系统使试剂与污水混合均匀，加快反应时间，搅拌轴转速约为 15r/min。
上述芬顿试剂产生羟基自由基的反应式如下：
Fe2++H++H2O2＝Fe3++H2O+(·OH)
4、调碱。
氧化池污水会溢流或通过水泵，进入调碱池。调碱池通过自动投料系统添加适量氢氧化钠溶液，使污水pH值从3～4上升到7.5～8，防止强酸性环境对后续设备的腐蚀，损坏。
同时氢氧根与重金属化合物硫酸铜等发生反应，产生氢氧化铜等重金属沉淀物。调碱池配备搅拌系统使试剂与污水混合均匀，加快反应时间，防止沉淀物结块堵塞，搅拌轴转速约为15r/min。
上述氢氧根与硫酸铜的反应式如下：
2NaOH+CuSO4＝Cu(OH)2↓+NaSO4
5、混凝。
调碱池污水会溢流或通过水泵，进入混凝池。混凝池通过自动投料系统添加适量聚合氯化铝(简称PAC)。通过它或它的水解产物使污水或污泥中的胶体快速形成沉淀，便于分离的污水中重金属等颗粒沉淀物，此反应适宜的PH范围7.5-8。混凝池配备搅拌系统使试剂与污水混合均匀，加快反应时间，防止沉淀物结块堵塞，搅拌轴转速约为15r/min。
6、絮凝。
混凝池污水会溢流或通过水泵，进入絮凝池。絮凝池通过自动投料系统添加适量聚丙烯酰胺(简称PAM)。使混凝剂加入原水中后，与水体充分混合，水中的大部分胶体杂质失去稳定，脱稳的胶体颗粒在絮凝池中相互碰撞、凝聚，最后形成可以用沉淀方法去除的絮体，此反应适宜的PH范围7.5-8。絮凝池配备搅拌系统使试剂与污水混合均匀，加快反应时间，防止沉淀物结块堵塞，搅拌轴转速约为15r/min。
7、污泥沉淀。
絮凝池污水会溢流或通过水泵，进入沉淀污泥池。将污水中的重金属等沉淀物通过重力沉降进行水液分离。底部沉积的污泥定期通过浆液泵抽到压滤机进行压滤浓缩，压滤得到的滤饼进入固废处理中的烘干工序，滤液重新进入废水处理中心的初沉池不外排。沉淀污泥池配备搅拌系统防止沉淀物结块堵塞，搅拌轴转速约为5r/min。
8、砂滤。
沉淀污泥池上层污水会溢流或通过水泵，进入砂滤装置进行过滤处理。
9、碳滤。
经污砂滤后的污水进入碳滤装置进行过滤处理。
10、棉芯过滤。
经碳滤后的污水进入棉芯过滤装置进行过滤处理，此棉芯过滤器为物理式过滤，采用不锈钢外壳，PP棉作为过滤芯，作用是过滤大颗粒物保护后续反渗透装置。
以上通过砂滤、碳滤和棉芯过滤进行深度过滤，除去浊度1度以上的细小微粒，防止预处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒进入反渗透系统，保护高压泵和反渗透膜。
11、反渗透。
经棉芯过滤后的污水进入反渗透装置，以反渗透膜进行过滤处理。
经过深度过滤的滤液通过高压泵进入RO水处理系统，滤液在高压力的作用下通过反渗透膜，溶剂由高浓度向低浓度渗透，反渗透膜能截留大于0.0001微米的物质，从而使滤液达到分离、提纯、浓缩的目的。
反渗透水处理系统可以去除滤液中的有机物、溶解性盐类～98％和胶体。经过反渗透膜处理，清液悬浮物浓度约4mg/L、COD浓度约15mg/L、pH值约为7.5～8、悬浮物浓度降至 7～8mg/L、六价铬浓度降至～0.004mg/L、重铬浓度降至～0.004mg/L、铜浓度降至～0.001mg/L、锌浓度降至～0.07mg/L、汞浓度降至～0.02mg/L、砷浓度降至～0.1mg/L，各项重金属含量已可达标排放。
该清液进入回用水池达标排放，用于设备清洗及废气处理的新鲜吸收浆液补水、反冲洗系统，例如所述吸收塔的除雾器反冲洗系统、所述湿式静电除尘器的阳极筒和阴极线的反冲洗系统、喷淋浆液循环系统的消化装置和循环池。而反渗透膜截留的浓液则通过水泵抽至浓液池，用于多级表冷器冷却喷淋后回至除沉池处理不外排。
四、物料平衡计算。
计算本实施例的用于危废污泥的闭环处理方法的各种物料和元素的投入和产出，结果如下表所示。
表6.物料的投入产出平衡表
表7.硫元素平衡表
表8.铜元素平衡表
表9.镍元素平衡表
上述物料平衡结果表明，上述实施例的设备和处理工艺能够实现工业污泥的三废综合治理。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种含铜工业污泥三废综合治理系统，其特征在于，包括：
固废处理设备，包括压滤机、烘干组件、制砖机和熔炼炉，所述压滤机、烘干组件、制砖机和熔炼炉按工艺流程依次设置；
废气处理设备，包括多级表冷器、第一袋式除尘器和第二袋式除尘器，以及包括通过管路依次连通的预处理塔、吸收塔和湿式静电除尘器，所述第一袋式除尘器和第二袋式除尘器均连通所述预处理塔，所述烘干组件的排气管路连接第一袋式除尘器，所述熔炼炉的排气管路通过所述多级表冷器连通第二袋式除尘器；
污水处理设备，包括浓液池和清液池，以及包括通过管路依次连通的初沉池、调酸池、氧化池、调碱池、混凝池、絮凝池、污泥沉淀池、砂滤装置、碳滤装置、棉芯过滤器和反渗透装置，所述反渗透装置中设有反渗膜，将所述反渗透装置分隔为浓液腔和清液腔，所述浓液腔与所述浓液池连通，所述清液腔与所述清液池连通；所述初沉池与所述压滤机的排污管路连通，所述浓液池与所述初沉池连通。
2.根据权利要求1所述的含铜工业污泥三废综合治理系统，其特征在于，所述污泥沉淀池和初沉池底部均设有污泥回流管路连通所述压滤机；
还包括回用水池，所述回用水池通过管路连通所述吸收塔和所述湿式静电除尘器。
3.根据权利要求2所述的含铜工业污泥三废综合治理系统，其特征在于，所述废气处理设备还包括喷淋浆液循环系统，所述喷淋浆液循环系统包括通过管路依次连通的钙基吸收剂储仓、消化装置、制浆池和循环池，所述循环池通过供给管路提供新鲜吸收浆液至所述预处理塔和吸收塔，并通过回收管路连通所述预处理塔和吸收塔底部回收吸收浆液；
所述喷淋浆液循环系统还包括沉淀池、氧化罐、钙基回收压滤设备和氧化风机，所述氧化罐通过管路连通所述循环池和所述沉淀池，所述氧化风机设有曝气管，所述曝气管伸入至所述氧化罐内；所述沉淀池底部设有管路连通所述钙基回收压滤设备；
所述回用水池通过管路分别连通所述消化装置、循环池。
4.根据权利要求1所述的含铜工业污泥三废综合治理系统，其特征在于，所述固废处理设备还包括自动送料系统，所述自动送料系统包括可移动式集料箱、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂、第五机械臂、第六机械臂、第一传送带、第二传送带、第三传送带；所述压滤机滤饼出口端与所述集料箱的初始位置相对应；所述第一传送带一端对应于集料箱的初始位置，另一端对应于所述烘干组件，所述第一机械臂设于所述集料箱的初始位置与所述第一传送带之间，用于将所述集料箱抓取置于所述第一传送带上，所述第二机械臂设于所述第一传送带和所述烘干组件之间，用于将所述集料箱抓取置于所述烘干组件中；所述第二传送带一端对应于所述烘干组件，另一端对应于所述制砖机，所述第三机械臂设于所述烘干组件和所述第二传送带之间，用于将所述集料箱抓取置于所述第二传送带上，所述第四机械臂设于所述第二传送带和所述制砖机之间，用于将所述集料箱内物料抓取倾倒于所述制砖机内；所述第三传送带一端对应于所述制砖机，另一端对应于所述熔炼炉，所述第五机械臂设于所述制砖机和所述第三传送带之间，用于将制砖后物料通过集料箱抓取置于所述第三传送带上，所述第六机械臂设于所述第三传送带和所述熔炼炉之间，用于将所述集料箱内物料抓取倾倒于所述熔炼炉内；
所述烘干组件包括烘干室、扒料机械臂、温湿探头、红外传感器和PLC控制系统；所述烘干室分为用于容纳燃料的底层和用于容纳烘干物料的上层；所述温湿探头在竖直方向上间隔设置于所述上层、所述温湿探头还设置于所述烘干室的室门、送风口和排烟口；所述PLC控制系统与所述扒料机械臂电连接并控制该扒料机械臂；所述温湿探头与所述PLC控制系统电连接并传送信号至所述PLC控制系统；所述红外传感器设于所述烘干室预定高度并传送信号至所述PLC控制系统；
所述固废处理设备还设有浓液喷淋系统，所述浓液喷淋系统设置于对所述熔炼炉的熔渣冷却喷淋，所述初沉池通过所述浓液喷淋系统与所述初沉池连通。
5.根据权利要求1所述的含铜工业污泥三废综合治理系统，其特征在于，所述污水处理设备还包括用于自动投料的自动投料系统，所述自动投料系统包括试剂储罐、计量泵和出料背压阀，所述试剂储罐通过管路依次连通计量泵和出料背压阀；
所述自动投料系统还包括脉动阻尼器、保护回路和流量矫正回路，所述脉动阻尼器设置于所述试剂储罐和所述计量泵之间的管路上，所述保护回路连通所述计量泵和所述试剂储罐，且所述保护回路上设有压力表和保护背压阀；所述流量矫正回路一端连通所述试剂储罐，另一端连通所述计量泵和所述试剂储罐之间的管路；
所述调酸池、氧化池、调碱池、混凝池和絮凝池均配有所述自动投料系统；
所述初沉池、调酸池、氧化池、调碱池、混凝池、絮凝池、污泥沉淀池内均设有用于搅拌池内液体的搅拌系统。
6.根据权利要求4所述的含铜工业污泥三废综合治理系统，其特征在于，所述废气处理设备中，还包括二燃室，所述二燃室设于所述烘干组件排气管路和第一袋式除尘器之间，所述二燃室还设有用于喷洒燃料的燃料喷淋系统和用于助燃的鼓风系统；
所述废气处理设备中，还包括余热锅炉和升温换热设备，所述余热锅炉和升温换热设备依次连通在所述二燃室和所述第一袋式除尘器之间，且所述余热锅炉的烟气管道与所述烘干室连通；
所述废气处理设备中，还包括用于收集所述烘干组件扬灰的烘干沉灰筒和熔炼炉扬灰的熔炼沉灰筒，所述烘干沉灰筒设于所述烘干组件和所述二燃室之间的管路上，所述熔炼沉灰筒设于所述熔炼炉和所述多级表冷器之间的管路上。
7.根据权利要求3所述的含铜工业污泥三废综合治理系统，其特征在于，所述预处理塔和所述吸收塔均为玻璃钢制成的塔体；
所述预处理塔设有预处理喷淋系统，所述预处理喷淋系统包括预处理逆向喷淋层和预处理径向喷淋层，所述预处理逆向喷淋层设置于所述预处理径向喷淋层下方，所述预处理逆向喷淋层的喷嘴朝向所述预处理塔底部，所述预处理径向喷淋层的喷嘴平行于所述预处理塔的截面方向；
所述预处理喷淋系统设有三层预处理径向喷淋层和一层预处理逆向喷淋层。
8.根据权利要求7所述的含铜工业污泥三废综合治理系统，其特征在于，所述吸收塔设有主塔喷淋系统，所述主塔喷淋系统包括主塔逆向喷淋层和主塔径向喷淋层，所述主塔逆向喷淋层设置于所述主塔径向喷淋层下方，所述主塔逆向喷淋层的喷嘴朝向所述吸收塔底部，所述主塔径向喷淋层的喷嘴平行于所述吸收塔的截面方向；
所述预处理喷淋系统、主塔喷淋系统均与所述循环池连通，所述预处理塔和吸收塔底部均设有回收管路与所述循环池连通；
所述主塔喷淋系统由上至下依次设有第一主塔径向喷淋层、第二主塔径向喷淋层、第三主塔径向喷淋层、第四主塔径向喷淋层和一层主塔逆向喷淋层；
所述吸收塔还设有第一紊流液膜发生器和第二紊流液膜发生器，所述第一紊流液膜发生器设置于所述主塔逆向喷淋层和主塔径向喷淋层之间，所述第二紊流液膜发生器设置于第二主塔径向喷淋层和第三主塔径向喷淋层之间。
9.根据权利要求1所述的含铜工业污泥三废综合治理系统，其特征在于，所述吸收塔还设有位于所述吸收塔顶部的除雾系统，所述除雾系统包括除雾器和除雾反洗系统，所述除雾反洗系统设有朝向所述除雾器的喷水的喷嘴和供水管路；
所述除雾器包括由上而下依次设置的上除雾器和下除雾器，所述除雾反洗系统在所述下除雾器上、下方均设有喷嘴，所述除雾反洗系统仅在所述上除雾器下方设有喷嘴。
10.根据权利要求1所述的含铜工业污泥三废综合治理系统，其特征在于，所述湿式静电除尘器包括随烟气流向依次设置的湿电均流装置、湿电电场模块，所述湿电电场模块包括阳极筒和阴极线，所述湿电电场模块中的同极距为250-400mm；所述湿式静电除尘器还设有湿电反冲洗系统，所述湿电反冲洗系统的喷嘴置于所述阳极筒和阴极线上方；
所述废气处理设备还包括防腐烟囱，所述防腐烟囱连通所述湿式静电除尘器烟气出口端，用于排放净化烟气。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 529375 No. 1 puqiao Industrial Park, Shangdong village, Baihe Town, Kaiping City, Jiangmen City, Guangdong Province Patentee after: Guangdong Yuncheng renewable resources Co.,Ltd. Address before: 529375 No. 1 puqiao Industrial Park, Shangdong village, Baihe Town, Kaiping City, Jiangmen City, Guangdong Province Patentee before: Kaiping Xinlong Recycling and Processing Factory Co.,Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Comprehensive treatment system of three wastes from copper containing industrial sludge Effective date of registration: 20220616 Granted publication date: 20200605 Pledgee: Guangdong Guangdong Branch financing guarantee Limited by Share Ltd. Pledgor: Guangdong Yuncheng renewable resources Co.,Ltd. Registration number: Y2022980008088 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20200605 Pledgee: Guangdong Guangdong Branch financing guarantee Limited by Share Ltd. Pledgor: Guangdong Yuncheng renewable resources Co.,Ltd. Registration number: Y2022980008088 |