一種高效節能的汙泥多用途資源化處理裝置的製作方法
2023-11-03 03:13:12 2
本實用新型屬於汙泥處理領域，具體涉及一種可以將汙泥中的有機成分和無機成分分離的裝置。
背景技術：
汙泥是汙水處理過程中產生的固體廢物，其含水率高，有機物含量高，未經處理的汙泥中含有大量的病原菌、寄生蟲卵以及銅、鋅、鉻、鐵等金屬元素。
汙泥的處置方法主要有衛生填埋、焚燒、土地利用和建材利用，由於汙泥填埋空間有限以及焚燒易大氣汙染等原因，使得汙泥填埋和焚燒的應用逐漸降低，汙泥建材利用與土地利用是最具有發展潛力的汙泥資源化利用的有效辦法之一。處理後的汙泥回歸土地，進行土地利用，由於符合資源循環利用理念，加之操作簡便易行，能有效補充土壤肥力等優點，在發達國家得到了充分的探索和實踐，逐漸成為業內倡導採用的主流處置方式之一。但是汙泥中重金屬含量高，嚴重影響汙泥土地利用的應用。此外，城市汙泥厭氧消化產生沼氣後，殘餘的沼渣中重金屬含量並未降低，焚燒後，灰渣和排放尾氣的重金屬風險依然存在，汙泥中的重金屬問題並非汙泥土地利用所特有的，其在其他汙泥處置途徑上往往被忽視，其同樣存在於厭氧消化處置、焚燒處置等技術中。
此外，如專利號為CN201510630990.1，專利名稱為「一種具有脫鹽效果的汙泥預處理工藝」的專利，酸洗時加酸量大，酸洗效果不夠好，工藝流程造成資源浪費，且加藥量大。因此，需要提出一種處理效果好，成本低，流程簡便的新型汙泥多用途資源化技術。
技術實現要素：
本實用新型提出一種高效節能的汙泥多用途資源化處理裝置，解決了現有技術中汙泥處理時有效資源未能完全利用的問題。
本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種高效節能的汙泥多用途資源化處理裝置，包括：汙泥厭氧倉，用於汙泥厭氧處理；酸洗池，用於汙泥溶液與酸溶液反應，其進料口與所述汙泥厭氧倉出料口相連；水洗沉澱池，用於酸洗後溶液的稀釋及沉澱，其進料口與所述酸洗池出料口相連；無機溶液儲池，用於無機溶液的中和反應，其進水口與所述水洗沉澱池出水口相連；無機汙泥儲池，用於無機汙泥的沉澱，其進料口與所述無機溶液儲池出料口相連；機汙泥脫水裝置，用於無機汙泥脫水，其進料口與所述無機汙泥儲池出料口相連；有機汙泥儲池，用於有機汙泥的中和反應，其進料口與所述水洗沉澱池出料口相連；有機汙泥脫水裝置，用於有機汙泥脫水，其進料口與所述有機汙泥儲池出料口相連；汙水處理裝置，用於系統汙水的處理，其進水口與所述無機汙泥儲池出水口、無機汙泥脫水裝置出水口、有機汙泥脫水裝置出水口相連。
所述水洗沉澱池出水口還與所述酸洗池進水口相連。
汙水處理裝置出水口還與水洗沉澱池進水口相連。
有益效果：
1、本實用新型在酸洗前先進行厭氧反應，提高無機鹽的溶出率，減少後期酸洗過程的加酸量，且厭氧反應後的汙泥變得鬆軟，不需要調質可直接進行酸洗，節約成本、簡化流程的同時，提高資源化利用效率。
2、用水洗沉澱池的上清液回流到酸洗池，與用處理後的汙水流程至酸洗池相比，前者回流液的pH較低，可以節省酸洗池的加酸量以及汙水處理的加鹼量，極大的節省運行成本。
3、本實用新型將汙泥中的有機成分和無機成分分離，然後分別利用，既保證了得到的有機汙泥中的重金屬含量達到《生物有機肥NY884-2012》的要求（As<15mg/kg、Cd<33mg/kg、Pb<50mg/kg、Cr<150mg/kg、Hg<2mg/kg），同時得到的無機汙泥中重金屬含量也滿足《城鎮汙水處理廠汙泥處置：制磚用泥質CJ/T 289-2008》的要求，實現汙泥的全部資源化。本實用新型的汙泥有機成分和汙泥無機成分分離效率高、藥劑成本低、系統內的水可循環利用，分離後的有機汙泥和無機汙泥可分別資源化利用，是一種高效、節能、多用途的新型汙泥處置技術。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型的工藝流程圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
本實用新型公開一種高效節能的汙泥多用途資源化處理裝置，包括：汙泥厭氧倉，用於汙泥厭氧處理；酸洗池，用於汙泥溶液與酸溶液反應，其進料口與所述汙泥厭氧倉出料口相連；水洗沉澱池，用於酸洗後溶液的稀釋及沉澱，其進料口與所述酸洗池出料口相連；無機溶液儲池，用於無機溶液的中和反應，其進水口與所述水洗沉澱池出水口相連；無機汙泥儲池，用於無機汙泥的沉澱，其進料口與所述無機溶液儲池出料口相連；無機汙泥脫水裝置，用於無機汙泥脫水，其進料口與所述無機汙泥儲池出料口相連；有機汙泥儲池，用於有機汙泥的中和反應，其進料口與所述水洗沉澱池出料口相連；有機汙泥脫水裝置，用於有機汙泥脫水，其進料口與所述有機汙泥儲池出料口相連；汙水處理裝置，用於系統汙水的處理，其進水口與所述無機汙泥儲池出水口、無機汙泥脫水裝置出水口、有機汙泥脫水裝置出水口相連。
所述水洗沉澱池出水口還與所述酸洗池進水口相連。
汙水處理裝置出水口還與水洗沉澱池進水口相連。
如圖1所示，一種高效節能的汙泥多用途資源化處理裝置，是按照下述方式進行的：
（1）城市汙泥進入汙泥厭氧倉儲存；優選的，厭氧儲存的天數為2~10天；
（2）將厭氧後的黑色汙泥輸送到酸洗池中進行酸洗；優選的，酸洗pH為0.5~4，酸洗用酸為無機酸稀溶液或有機酸稀溶液，具體的說，可以為硫酸、鹽酸、醋酸或乙酸。且作為最有方案，酸洗池中汙泥溶液的含固率為7%~10%；
（3）酸洗後的汙泥進入水洗沉澱池進行稀釋及沉澱；
（4）沉澱後的汙泥進入有機汙泥儲池，上清液進入無機溶液儲池；
（5）有機汙泥儲池內的汙泥中和後經過有機汙泥脫水裝置脫水，得到有機汙泥資源和汙水，汙水進入汙水處理裝置進行處理；中和的時候是加入鹼性物質，比如CaO或NaOH；
（6）無機溶液儲池內的上清液經過中和後得到無機汙泥，進入無機汙泥儲池沉澱，沉澱後的上清液進入汙水處理裝置，沉澱後的無機汙泥經過無機汙泥脫水裝置後得到無機汙泥資源和汙水，汙水進入汙水處理裝置進行處理；
（7）汙水處理裝置中的汙水經處理後達標排放。
作為優選，在步驟（4）中，水洗沉澱池沉澱後的上清液部分回流至酸洗池中用於調節酸洗汙泥的含固率，回流比為10%~50%。
所述步驟（7）中，經汙水處理裝置處理後的汙水部分回流至水洗沉澱池，用於稀釋酸洗後的汙泥溶液。
本實用新型的工作原理如下：
1、汙泥厭氧儲存：汙泥在厭氧消化過程中，硫化氫將二價鐵還原成三價鐵，形成硫化鐵，使得厭氧後汙泥中的鐵以二價的形態存在。
2、酸洗：汙泥中含量較高的金屬離子包括：Ni、Zn、Cu、Cr、Pb、Fe等，當調節汙泥溶液pH<4時，大部分金屬以離子形態存在於汙泥溶液中。三價鐵在pH=1.5時更好的溶解於液相中，而二價鐵在pH=6.5可以溶解到液相中，因此先通過厭氧將汙泥中的三價鐵還原成二價鐵，可以降低酸洗pH，節約成本。反應方程式如下：
2Fe3++H2S→Fe2++S↓+2H+。
3、無機汙泥可通過投加鹼液、硫化物溶液、硫酸根溶液、磷酸根溶液等形成沉澱，反應方程式如下：
Ni2++2OH-→Ni(OH)2↓ Cu2++2OH-→Cu (OH)2↓
Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓ Pb2++2OH-→Pb (OH)2↓
Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓ Fe3++ PO43-→FePO4↓
Cr3++ PO43-→Cr PO4 ↓ Pb2++ SO42-→Pb SO4↓
Cu2++S2-→CuS↓ Fe2++ S2-→FeS↓
實施例1：
某城市汙泥，乾物質中有機物含量35%，在汙泥厭氧倉中厭氧儲存2天，厭氧後的黑色汙泥在酸洗池中用稀硫酸進行酸洗，酸洗pH=0.5，酸洗後的汙泥溶液進行水洗沉澱，水洗沉澱池的pH=0.7；水洗沉澱池中沉澱下來的汙泥進入有機汙泥儲池，加入CaO渾濁液進行中和，中和後的汙泥進行脫水得到有機汙泥，有機汙泥中有機物含量為75%；水洗沉澱池的上清液進入無機溶液儲池，加入NaOH溶液中和形成沉澱，脫水後得到無機汙泥，無機汙泥中有機物含量<3%；系統中的汙水經汙水處理裝置處理後，出水達到排放標準。該一個硫化鈉和硫氫化鈉
實施例2：
某城市汙泥，乾物質中有機物含量35%，在汙泥厭氧倉中厭氧儲存2天，厭氧後的黑色汙泥在酸洗池中用稀硫酸進行酸洗，酸洗pH=0.5，酸洗池中汙泥溶液含固率為10%，酸洗用水全部來自水洗沉澱池的上清液，加酸量節約80%；酸洗後的汙泥溶液進行水洗沉澱，水洗沉澱池所用水全部來自系統汙水物理裝置出水，水洗沉澱池的pH=0.9，水洗沉澱池的上清液部分回流至酸洗池中；水洗沉澱池中沉澱下來的汙泥進入有機汙泥儲池，加入NaOH渾濁液進行中和，中和後的汙泥進行脫水得到有機汙泥；水洗沉澱池的上清液進入無機溶液儲池，加入Ca(OH)2溶液中和形成沉澱，脫水後得到無機汙泥；系統中的汙水經汙水處理裝置處理後，出水達到排放標準。
實施例3：
某城市汙泥，乾物質中有機物含量42%，在汙泥厭氧倉中厭氧儲存10天，厭氧後的黑色汙泥在酸洗池中用稀醋酸進行酸洗，酸洗pH=4，酸洗池中汙泥溶液含固率為7%，酸洗用水全部來自水洗沉澱池的上清液；酸洗後的汙泥溶液進行水洗沉澱，水洗沉澱池所用水全部來自系統汙水物理裝置出水，水洗沉澱池的上清液部分回流至酸洗池中；水洗沉澱池中沉澱下來的汙泥進入有機汙泥儲池，加入CaO渾濁液進行中和，中和後的汙泥進行脫水得到有機汙泥，有機汙泥中有機物含量68%；水洗沉澱池的上清液進入無機溶液儲池，加入CaO溶液中和形成沉澱，脫水後得到無機汙泥，無機汙泥中有機物含量<5%；系統中的汙水經汙水處理裝置處理後，出水達到排放標準。
上述實施例可以看出，本實用新型中，汙泥在汙泥厭氧倉中厭氧儲存2-10天後，再經過酸洗和水洗，其中酸洗pH=0.5~4。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。