农用污泥重金属去除技术

　　申请日2016.02.27

　　公开(公告)日2016.06.01

　　IPC分类号C02F11/00; C02F11/06; C02F11/12; C02F9/04; C02F101/20

　　摘要

　　本发明涉及一种农用污泥的重金属去除装置，包括酸化池、氧化浓缩池、吸附混凝池和流砂滤池;酸化池设置有酸化池入口和酸化池出口，酸化池入口处设有污泥回流管，酸化池的上部设置有硫粉和表面活性剂添加与计量系统;氧化浓缩池包括混合室和浓缩室，混合室的中上部设置有铁粉和过氧化氢添加与计量系统，混合室的下部设置有混合室搅拌器;吸附混凝池包括吸附区、混凝区和沉淀区，吸附区的上部设置有吸附剂添加计量系统，混凝区的中上部设置有混凝剂添加计量系统，沉淀区的出口上部设有吸附混凝池溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有沉淀物排放阀;流砂滤池包括布水区、洗砂区和砂滤区。

　　摘要附图

 

　　权利要求书

　　1.一种农用污泥的重金属去除装置，其特征在于：包括酸化池(1)、氧化浓缩池(2)、吸附混凝池(3)和流砂滤池(4);

　　所述的酸化池(1)设置有酸化池入口(1-1)和酸化池出口(1-2)，酸化池入口处设有污泥回流管(1-3);酸化池的上部设置有硫粉和表面活性剂添加与计量系统(1-4)，表面活性剂为tween-60;酸化池的中部设置有酸化池折流板(1-5);酸化池的下部设置有酸化池搅拌器(1-6)，酸化池出口下部设有pH值计量器(1-7);

　　酸化池出口(1-2)连接氧化浓缩池入口(2-3);

　　所述的氧化浓缩池(2)包括混合室(2-1)和浓缩室(2-2)，混合室的上部设置有氧化浓缩池入口(2-3)，混合室的中上部设置有铁粉和过氧化氢添加与计量系统(2-4)，混合室的下部设置有混合室搅拌器(2-5);所述的混合室和浓缩室之间设有氧化浓缩池挡流板(2-6)，氧化浓缩池挡流板的下部设置有45度的转角，转角转向浓缩室一侧;浓缩室的上部设有浓缩液溢流堰(2-7)，浓缩液溢流堰连接吸附混凝池进水管(3-4);浓缩室的底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有氧化浓缩池污泥排放阀(2-8)，氧化浓缩池污泥排放阀连接污泥回流管和污泥排放管，污泥排放管连通污泥脱水车间;

　　所述的吸附混凝池(3)包括吸附区(3-1)、混凝区(3-2)和沉淀区(3-3);所述的吸附区(3-1)的中上部设置有吸附混凝池进水管(3-4)，吸附区的上部设置有吸附剂添加计量系统(3-5)，吸附区的中部设置有吸附区搅拌器(3-6);吸附区的下部设有倾斜的底板(3-7)，吸附反应后的废水沿倾斜的底板流入混凝区(3-2)的中下部;

　　吸附剂的制备过程为：

　　①把粉煤灰、粘土和碳酸钙分别粉碎、过筛，按质量比4:3:3混合搅拌;

　　②把搅拌混合后的混合物与水按质量比4：6混合搅拌均匀，自然风干，粉碎、过筛;

　　③把筛分后的混合物在800～1200℃下煅烧60～100分钟;

　　④把煅烧物冷却、粉碎和筛分，制得吸附剂;

　　所述的吸附区(3-1)和混凝区(3-2)之间设有吸附混凝沉淀池挡流板(3-8)，吸附混凝沉淀池挡流板(3-8)的下部设置有45度的转角，转角转向吸附区一侧;混凝区(3-2)的中上部设置有混凝剂添加计量系统(3-9)，所述的混凝剂为氯化铁或硫酸铁溶液;混凝区(3-2)下部设置有混凝区搅拌装置(3-10);

　　所述混凝区(3-2)和沉淀区(3-3)之间设有隔板(3-11)，该隔板与吸附混凝池的内壁形成作为废水进入沉淀区(3-3)的废水流道，沉淀区(3-3)的出口处设有吸附混凝池三相分离器(3-12)，沉淀区的出口上部设有吸附混凝池溢水堰(3-13)，沉淀区底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有沉淀物排放阀(3-14);吸附混凝池溢水堰(3-13)连接吸附混凝池出水管，吸附混凝池出水管连接流砂滤池进水管;

　　所述流砂滤池(4)包括流砂滤池进水管(4-1)和用于排出处理后的水的流砂滤池出水管，所述的流砂滤池包括布水区、洗砂区和砂滤区;所述的布水区位于流砂滤池的下部，布水区设有流砂滤池布水管(4-2)，流砂滤池布水管(4-2)连接流砂滤池进水管(4-1)，为了废水处理的效果更好，所述的流砂滤池布水管(4-2)设置成同心圆形状，流砂滤池布水管上具有向下辐射出水口;所述的洗砂区位于流砂滤池的中心，为圆柱形筒状结构，圆柱形筒状结构下端开口位于流砂滤池的最底部，圆柱形筒状结构上端开口位于流砂滤池的上部，洗砂区的中部设有气提管(4-3)，气提管(4-3)连接流砂滤池外的流砂滤池鼓风机(4-4)，洗砂区的上部设有砂水沉淀分离区，砂水沉淀分离区的上部设有洗砂区溢水堰(4-5)，洗砂区溢水堰(4-5)连接洗砂水排放管，砂水沉淀分离区的下部设有回砂通道(4-6);所述的砂滤区位于洗砂区的外围，砂滤区内充填有细砂，砂滤区上部设有砂滤区溢水堰(4-7)，砂滤区溢水堰(4-7)连接流砂滤池出水管，流砂滤池过滤处理后的水达标排放。

　　2.采用如权利要求1所述的一种农用污泥的重金属去除装置进行操作的方法，其特征在于：具有如下步骤;

　　①来自二沉池的剩余污泥和来自污泥回流管(1-3)的污泥混合后从酸化池入口(1-1)进入酸化池(1)，硫粉和表面活性剂添加与计量系统(1-4)添加硫粉和表面活性剂，酸化池搅拌器(1-6)对污泥进行搅拌混合，污泥中的氧化硫硫杆菌氧化硫粉获得能量，同时污泥的pH降低，硫酸盐含量升高;然后污泥通过酸化池出口(1-2)和氧化浓缩池入口(2-3)进入混合室(2-1)，铁粉和过氧化氢添加与计量系统(2-4)添加铁粉和过氧化氢，铁粉和过氧化氢形成的Fenton剂对污泥进行氧化，混合室搅拌器(2-5)对污泥进行搅拌混合，污泥中的重金属进一步溶出，然后污泥进入浓缩室(2-2)，浓缩室的上清液通过浓缩液溢流堰(2-7)流入吸附混凝池进水管(3-4)，浓缩后的污泥通过氧化浓缩池污泥排放阀(2-8)排出，一部分浓缩污泥进入污泥回流管，一部分浓缩污泥通过污泥排放管进入污泥脱水车间，脱水后的污泥农用;

　　②浓缩室上清液形成的废水通过吸附混凝池进水管(3-4)进入吸附区(3-1)，吸附剂添加计量系统(3-5)添加吸附剂，吸附区搅拌器(3-6)对废水进行搅拌混合，废水中的重金属离子被吸附剂吸附和吸收;废水通过吸附区下部设有的倾斜底板(3-7)和吸附混凝沉淀池挡流板(3-8)之间的空隙进入混凝区(3-2)，与来自混凝剂添加计量系统的混凝剂溶液混合，利用设置在混凝区底部的混凝区搅拌装置(3-10)进行搅拌;然后废水进入沉淀区(3-3)，吸附混凝池三相分离器(3-12)实现废水和固体的分离，沉淀物在重力的作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的沉淀物排放阀(3-14)排出，沉淀后的废水通过吸附混凝池溢水堰(3-13)和吸附混凝池出水管进入流砂滤池;

　　③废水通过流砂滤池进水管(4-1)和流砂滤池布水管(4-2)进入流砂滤池的下部，流砂滤池布水管(4-2)实现均匀布水，接着废水进入砂滤区，废水中的污染物被过滤，然后废水穿过砂滤区，由砂滤区溢水堰(4-7)和流砂滤池出水管排出，达标排放;流砂滤池鼓风机(4-4)产生的气流带动洗砂区中的砂和水向上流动，同时对砂进行冲洗，然后砂和水进入砂水沉淀分离区，由于砂和水的比重不同，细砂沉淀下去并通过回砂通道(4-6)流入砂滤区，实现砂滤区中的细砂不断从上往下的移动，砂水沉淀分离区中的水通过洗砂区溢水堰(4-5)和洗砂水排放管排入市政污水处理系统;

　　④吸附混凝池产生的沉淀物经脱水后外运。

　　说明书

　　一种农用污泥的重金属去除装置

　　技术领域

　　本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种农用污泥的重金属去除装置。

　　背景技术

　　剩余污泥是城市生活污水处理厂的副产物，剩余污泥庞大的体积、复杂的成分制约着污泥资源化和减量化。由于污泥具有易得性、营养性和廉价性等特点，污泥进行土地利用是被公认的最佳处理方案之一。但是剩余污泥在处理中经过的各种各样的物理化学过程，以及生活污水源头累积的重金属最终都进入了剩余污泥中，这就限制了污泥的土地利用。在一定条件下，污泥中的重金属可能释放到上覆水体中然后被生物摄入体内，危害水生生物和人体健康。重金属排放到环境中会造成污染，因此污泥土地利用的关键问题就是去除其中的重金属。

　　生物淋滤法是去除污泥中的重金属较为有效的方法，生物淋滤法具有很多优点，但是硫杆菌增殖慢、生物淋滤滞留时间长等一些缺点限制了这种方法的大规模应用。因此需要寻找一种新的处理污泥中重金属的方法，或对现有的生物淋滤法进行优化提高污泥处理过程中的限速步骤的反应速率，力争寻找到一种可以高效去除重金属、时间短、且有望大规模推广的方法与装置。

　　发明内容

　　本发明要解决的技术问题是：为了解决上述污泥中重金属的去除问题，本发明提供一种农用污泥的重金属去除装置。

　　本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种农用污泥的重金属去除装置，包括酸化池、氧化浓缩池、吸附混凝池和流砂滤池。

　　所述的酸化池设置有酸化池入口和酸化池出口，酸化池入口处设有污泥回流管;酸化池的上部设置有硫粉和表面活性剂添加与计量系统，表面活性剂为tween-60;酸化池的中部设置有酸化池折流板;酸化池的下部设置有酸化池搅拌器，酸化池出口下部设有pH值计量器。

　　酸化池出口连接氧化浓缩池入口。

　　所述的氧化浓缩池包括混合室和浓缩室，混合室的上部设置有氧化浓缩池入口，混合室的中上部设置有铁粉和过氧化氢添加与计量系统，混合室的下部设置有混合室搅拌器;所述的混合室和浓缩室之间设有氧化浓缩池挡流板，氧化浓缩池挡流板的下部设置有45度的转角，转角转向浓缩室一侧。浓缩室的上部设有浓缩液溢流堰，浓缩液溢流堰连接吸附混凝池进水管。浓缩室的底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有氧化浓缩池污泥排放阀，氧化浓缩池污泥排放阀连接污泥回流管和污泥排放管，污泥排放管连通污泥脱水车间。

　　所述的吸附混凝池包括吸附区、混凝区和沉淀区。所述的吸附区的中上部设置有吸附混凝池进水管，吸附区的上部设置有吸附剂添加计量系统;吸附区的中部设置有吸附区搅拌器，吸附区的下部设有倾斜的底板，吸附反应后的废水沿倾斜的底板流入混凝区的中下部。

　　吸附剂的制备过程为：

　　①把粉煤灰、粘土和碳酸钙分别粉碎、过筛，按质量比4:3:3混合搅拌;

　　②把搅拌混合后的混合物与水按质量比4：6混合搅拌均匀，自然风干，粉碎、过筛;

　　③把筛分后的混合物在800～1200℃下煅烧60～100分钟;

　　④把煅烧物冷却、粉碎、筛分，制得吸附剂。

　　所述的吸附区和混凝区之间设有吸附混凝池挡流板，吸附混凝池挡流板的下部设置有45度的转角，转角转向吸附区一侧。混凝区的中上部设置有混凝剂添加计量系统，所述的混凝剂为氯化铁或硫酸铁溶液。混凝区下部设置有混凝区搅拌装置。

　　所述混凝区和沉淀区之间设有隔板，该隔板与吸附混凝池的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有吸附混凝池三相分离器，沉淀区的出口上部设有吸附混凝池溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有沉淀物排放阀。吸附混凝池溢水堰连接吸附混凝池出水管，吸附混凝池出水管连接流砂滤池进水管。

　　所述流砂滤池包括流砂滤池进水管和用于排出处理后水的流砂滤池出水管，所述的流砂滤池包括布水区、洗砂区和砂滤区;所述的布水区位于流砂滤池的下部，布水区设有流砂滤池布水管，流砂滤池布水管连接流砂滤池进水管，为了废水处理的效果更好，所述的流砂滤池布水管设置成同心圆形状，流砂滤池布水管上具有向下辐射出水口;所述的洗砂区位于流砂滤池的中心，为圆柱形筒状结构，圆柱形筒状结构下端开口位于流砂滤池的最底部，圆柱形筒状结构上端开口位于流砂滤池的上部，洗砂区的中部设有气提管，气提管连接流砂滤池外的流砂滤池鼓风机，洗砂区的上部设有砂水沉淀分离区，砂水沉淀分离区的上部设有洗砂区溢水堰，洗砂区溢水堰连接洗砂水排放管，砂水沉淀分离区的下部设有回砂通道;所述的砂滤区位于洗砂区的外围，砂滤区内充填有细砂，砂滤区上部设有砂滤区溢水堰，砂滤区溢水堰连接流砂滤池出水管，流砂滤池过滤处理后的水达标排放。

　　一种采用上述农用污泥的重金属去除装置进行操作的方法，具有如下步骤：

　　①来自二沉池的剩余污泥和来自污泥回流管的污泥混合后从酸化池入口进入酸化池，硫粉和表面活性剂添加与计量系统添加硫粉和表面活性剂，酸化池搅拌器对污泥进行搅拌混合，污泥中的氧化硫硫杆菌氧化硫粉并获得能量，同时pH降低，硫酸盐含量升高。然后污泥通过酸化池出口和氧化浓缩池入口进入混合室，铁粉和过氧化氢添加与计量系统添加铁粉和过氧化氢，铁粉和过氧化氢形成的Fenton剂对污泥进行氧化，混合室搅拌器对污泥进行搅拌混合，污泥中的重金属进一步溶出，然后污泥进入浓缩室，浓缩室的上清液通过浓缩液溢流堰流入吸附混凝池进水管，浓缩后的污泥通过氧化浓缩池污泥排放阀排出，一部分浓缩污泥进入污泥回流管，一部分浓缩污泥通过污泥排放管进入污泥脱水车间，脱水后的污泥农用。

　　②浓缩室的上清液形成的废水通过吸附混凝池进水管进入吸附区，吸附剂添加计量系统添加吸附剂，吸附区搅拌器对废水进行搅拌混合，废水中的重金属离子被吸附剂吸附和吸收。废水通过吸附区下部设有的倾斜底板和挡流板之间的空隙进入混凝区，与来自混凝剂添加计量系统的混凝剂溶液混合，利用设置在混凝区底部的混凝区搅拌装置进行搅拌。然后废水进入沉淀区，吸附混凝池三相分离器实现废水和固体的分离，沉淀物在重力的作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的沉淀物排放阀排出，沉淀后的废水通过吸附混凝池溢水堰和吸附混凝池出水管进入流砂滤池。

　　③废水通过流砂滤池进水管、流砂滤池布水管进入流砂滤池的下部，流砂滤池布水管实现均匀布水，废水进入砂滤区，废水中的污染物被进一步过滤，然后废水穿过砂滤区由砂滤区溢水堰和流砂滤池出水管流出，达标排放;流砂滤池鼓风机产生的气流带动洗砂区中的砂和水向上流动，同时对砂进行冲洗，气流带动洗砂区中的砂和水进入砂水沉淀分离区，由于砂和水的比重不同，细砂沉淀下去并通过回砂通道流入砂滤区，实现砂滤区中的细砂不断从上往下的移动，砂水沉淀分离区中的水通过洗砂区溢水堰和洗砂水排放管排入市政污水处理系统。

　　④吸附混凝池产生的沉淀物经脱水后外运。