一种重金属废水处理用污泥处理回收利用装置及回收利用方法与流程

1.本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种重金属废水处理用污泥处理回收利用装置及回收利用方法。


背景技术：

2.目前，污水处理产生的污泥通常是采用填埋、焚烧、倾倒或者应用于农业肥料领域。但是，随着城市、城镇、工业和生活废水、污水的复杂性增加，导致污水处理过程所产生的污泥中经常残留着相当量的重金属，使得直接填埋、焚烧、倾倒等方式处理污泥，容易造成环境的二次污染，因此，将污水、废水处理产生的污泥应用于农业堆肥生产将有助于加快污泥的消耗，同时也能够实现对污泥中有效有益成分的充分合理化、价值化应用，提高污泥回收再利用的经济效益。
3.目前，污水处理产生的污泥在农业领域回收再利用已经得到了较大程度的研究，尤其是将污泥中残留的重金属处理，以避免对农业环境、农作物生长等带来二次污染等研究有着重要的进展，主要集中在：
①
通过湿法将污泥中的重金属分离，达到降低污泥中重金属含量的目的；
②
通过火法冶炼将重金属成分分离，达到降低污泥中重金属含量的目的。可是，无论是湿法分离，还是火法分离，均存在处理工艺复杂，成本高，造成对污泥回收再利用处理技术难以在农业领域得到广泛的推广应用，造成污泥在农业领域再利用效率依然不高，因此，研究如何高效处理污泥中重金属，降低处理成本，使得在农业领域得到高效利用成为了本领域技术人员重点关注的方向。
4.厌氧消化处理是在无氧条件下，经兼性菌和厌氧细菌将污泥中可生物降解的有机成分分解，实现脱除污泥中有机成分的目的；但是，根据现有研究现状表明：厌氧消化处理时，不仅能够实现有机成分分解，而且还能够改变污泥中重金属分布形态，使得稳定性较差的重金属被络合稳定，达到将污泥中重金属污泥固化失活，以此避免污泥回收应用于农业领域时，降低重金属元素的迁移，降低重金属对环境和农作物带来二次污染的概率。基于此，本研究者综合考虑污水处理产生污泥回收利用现状，针对现有污水处理设备产生污泥的技术状况，将污水处理与污泥处理过程协同考虑，为重金属废水处理过程产生的污泥回收利用提供了新装置。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种重金属废水处理用污泥处理回收利用装置及回收利用方法。
6.具体是通过以下技术方案得以实现的：
7.本发明创造的目的之一在于提供重金属废水处理用污泥处理回收利用装置，包括处理桶，所述处理桶底部设有加热组件，所述处理桶靠近底部的侧壁上设有排水管，所述排水管上设有排水阀；所述处理桶底部贯穿所述加热组件设有排泥组件；所述处理桶内设有
滤桶，所述滤桶外壁与所述处理桶内壁之间形成排水空间，所述排水管与所述排水空间连通；所述滤桶底部与所述处理桶的底部固定连接，且所述滤桶顶部呈敞开状；所述处理桶顶部设有桶盖，所述桶盖顶部设有电机，所述电机的输出端设有向所述处理桶底部延伸的搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌组件；所述桶盖上设有污水入口和排气管，且所述污水入口上设有密封盖。
8.经加热组件、滤桶结构设置在处理桶内，达到调节和过滤送入到滤桶内的重金属废水、污水的温度，促使在厌氧消化处理时，实现对重金属离子固化失活处理，降低重金属离子的迁移能力，提高污水、废水中重金属离子脱除率和脱除效率，结合搅拌组件等结构设置，实现加热热度均匀分散，改善处理效果，且结合排水管和排泥组件结构设置，使得在排水时，促进滤桶内的水被大量排入到排水空间内，提高排水效果。
9.为了降低能耗和提高安全性，优选，所述的加热组件上设有隔热罩。
10.为了提高排泥效率和效果，优选，所述的排泥组件包括贯通所述滤桶内部的排泥管，所述排泥管设在所述滤桶底部的中心点处；所述排泥管上设有排泥阀，所述排泥管底端设有送料器，且所述送料器能够将从所述排泥管排出的污泥推送出来。
11.为了提高污泥水分脱除效率，优选，所述的滤桶底部设有若干弧形滤板密封拼接而成半球状，且所述半球状最低点处与所述排泥管连通。
12.为了提高污泥横向推出的效率，优选，所述的送料器呈螺旋状。
13.为了提高滤桶内的搅拌效果，形成涡流状，优选，所述的搅拌组件包括设置在所述搅拌轴上的搅拌板和螺旋叶，所述搅拌板设置在所述螺旋叶的上端。更优选，所述的螺旋叶呈多层级设置，且所述螺旋叶的长度从所述搅拌轴的底端向上逐渐延长。
14.为了能够控制滤桶内物料的温度，优选，所述的桶盖上设有用于测量所述滤桶内部的物料温度的测温计。
15.为了避免污水进入到排水空间，所导致的过滤处理效果不佳的缺陷，优选，所述的污水入口上设有向所述滤桶内延伸的延长管，所述延长管能够将污水直接送入到所述滤桶内。
16.本发明创造的目的之二在于提供重金属废水处理用污泥处理回收利用方法，利用上述装置进行处理，具体包括如下步骤：
17.s1：将重金属废水从所述污水入口送入到所述滤桶内，待所述滤桶内装满后，盖合密封盖；
18.s2：开启所述加热组件对所述处理桶内的物料加热，同时开启所述电机，使得所述电机带动所述搅拌轴转动，带动所述搅拌组件对所述滤桶内部的废水进行50-100r/min搅拌，使得废水在所述滤桶内转动起来，使得加热组件对所述处理桶内的物料均匀加热，加热产生的气体经排气管排出，送入到冷凝系统处理排出的气体，再利用尾气消耗装置消耗尾气，尾气消耗装置就是沼气燃烧装置；
19.s3：待加热至60-80℃处理8-10h后，开启所述排水阀，使得位于所述排水空间内的废水从所述排水管中排出，待所述排水管内无液体排出时，关闭所述排水阀，开启所述排泥阀，使得污泥从所述排泥管内排出，且经所述送料器将位于所述排泥管内的污泥排出，送入到肥料生产车间再利用。
20.与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：
21.经加热组件、滤桶和处理桶之间形成排水空间结构，桶盖和密封盖结构设置，能够实现对进入到滤桶内的温度进行调节和控制，实现厌氧消化效果增强，提高对重金属废水、污水中的重金属固化失活，使得重金属离子沉积在污泥中，避免随着污水、废水而排出，同时也能够使得重金属离子固化在污泥中，避免重金属离子迁移，提高污泥回收再利用的安全性，降低在农业领域应用污泥的成本和利用效率。
22.本发明创造研究者在试验室内装置模拟试验：将含有锰离子的废水与畜禽养殖排出的废液混合装入滤桶内，经检测：混合液锰离子浓度为306.85mg/l，钴离子浓度32.15mg/l。将该混合液送入到滤桶内，滤桶容积0.8m3，处理桶容积1.2m3。盖合桶盖和密封盖，开启搅拌机以100r/min搅拌，同时开启加热组件加热至滤桶内温度为80℃，搅拌处理8h后，开启排水管，将液体从排水管排出，检测排出的液体中锰离子浓度为8.15mg/l、钴离子浓度2.03mg/l；关闭排水管，开启排泥组件，将污泥从排泥组件排出，用清水浸泡污泥，沉降，过滤之后，检测滤液中锰离子浓度为1.31mg/l、钴离子浓度为0.82mg/l。可见，本发明创造中采用的装置结构改进之后，经过将重金属污水、废水与畜禽养殖废水进行混合，充分利用了畜禽废液中残留着的蛋白质、有机酸、硫化物等成分，在厌氧消化处理过程中，实现了将废水、废液中的重金属离子固化稳定到污泥中，降低了重金属成分在污泥中的活性，避免了对污泥回收再利用时造成重金属成分迁移，提高了污泥再利用安全性，降低了污泥在农业领域回收再利用的成本。
23.本发明创造经排水管、排泥组件的结构设置，能够使得将污泥中水脱除率大幅度的提升，降低污泥含水率，避免后续回收再利用时的脱水工艺成本。
24.本发明创造对滤桶底部结构采用弧形滤板拼接成半球状，采用在半球状最低点安装排泥组件，使得污泥排出更加顺畅，同时，通过在底端设置送料器，送料器采用螺旋状结构，提高了对污泥推送排出的效率，避免了堵塞在排泥管内，提高排泥效果。
25.经在底部设置加热组件，实现从底部加热，能够极大程度的提高对沉降到底部的污泥一起加热，提高处理效果。
26.本发明创造结构简单，应用方便，可操作性强，制作成本低，对重金属污水、废水处理回收污泥再利用的效果，提高了污泥再利用安全性。
附图说明
27.图1为本发明创造整体结构示意图。
28.图2为图1剖视结构示意图。
29.图3为图1剖视另一实施方案结构示意图。
30.图4为加热组件结构示意图。
31.1-处理桶 2-加热组件 3-排泥管 4-排泥阀 5-滤桶 6-排水空间 7-排水管 8-桶盖 9-污水入口 10-密封盖 11-电机 12-搅拌轴 13
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送料器 14-隔热罩 15-排水阀 16-排气管 17-测温计 18-搅拌板 19-螺旋叶 20-延长管 21-弧形滤板。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
33.如图1和图2，图3，图4所示，在该实施例中，重金属废水处理用污泥处理回收利用装置，包括处理桶1，所述处理桶1底部设有加热组件2，所述处理桶1靠近底部的侧壁上设有排水管7，所述排水管7 上设有排水阀15；所述处理桶1底部贯穿所述加热组件2设有排泥组件；所述处理桶1内设有滤桶5，所述滤桶5外壁与所述处理桶1内壁之间形成排水空间6，所述排水管7与所述排水空间6连通；所述滤桶 5底部与所述处理桶1的底部固定连接，且所述滤桶5顶部呈敞开状；所述处理桶1顶部设有桶盖8，所述桶盖8顶部设有电机11，所述电机 11的输出端设有向所述处理桶1底部延伸的搅拌轴12，所述搅拌轴12 上设有搅拌组件；所述桶盖8上设有污水入口9和排气管16，且所述污水入口9上设有密封盖10。
34.该装置在使用时，按照如下步骤：
35.s1：将重金属废水和畜禽养殖排出的废液从所述污水入口9送入到所述滤桶5内，待所述滤桶5内装满后，盖合密封盖10；
36.s2：开启所述加热组件2对所述处理桶1内的物料加热，同时开启所述电机11，使得所述电机11带动所述搅拌轴12转动，带动所述搅拌组件对所述滤桶5内部的废水进行50-100r/min搅拌，使得废水在所述滤桶5内转动起来，使得加热组件2对所述处理桶1内的物料均匀加热，加热产生的气体经排气管16排出，送入到冷凝系统处理排出的气体，再利用尾气消耗装置消耗尾气，例如：连接沼气消耗装置进行沼气收集回收利用；
37.s3：待加热至60-80℃处理8-10h后，开启所述排水阀15，使得位于所述排水空间6内的废水从所述排水管7中排出，待所述排水管7 内无液体排出时，关闭所述排水阀15，开启所述排泥阀4，使得污泥从所述排泥管3内排出，且经所述送料器13将位于所述排泥管3内的污泥排出，送入到肥料生产车间再利用，例如直接将污泥送入到肥料拌料车间拌料造粒，制备成颗粒肥。
38.如图1和图2和图3和图4所示，在该实施例中，所述的加热组件2 上设有隔热罩14。能够降低能耗，同时提高加热过程装置使用的安全性。
39.如图2和图3所示，在该实施例中，所述的排泥组件包括贯通所述滤桶5内部的排泥管3，所述排泥管3设在所述滤桶5底部的中心点处；所述排泥管3上设有排泥阀4，所述排泥管3底端设有送料器13，且所述送料器13能够将从所述排泥管3排出的污泥推送出来。有助于提高污泥的排出效率。
40.如图2和图3所示，在该实施例中，所述的滤桶5底部设有若干弧形滤板21拼接而成半球状，且所述半球状最低点处与所述排泥管3连通。有助于提高污泥的排出效率。
41.如图2和图3所示，在该实施例中，所述的送料器13呈螺旋状。有助于提高污泥的排出效率。
42.如图2和图3所示，在该实施例中，所述的搅拌组件包括设置在所述搅拌轴12上的搅拌板18和螺旋叶19，所述搅拌板18设置在所述螺旋叶19的上端。能够使得在底部浓度较大的范围形成良好的涡流状，同时能够使得顶部的液体转动起来，提高对废水处理效果。
43.如图3所示，在该实施例中，所述的螺旋叶19呈多层级设置，且所述螺旋叶19的长度从所述搅拌轴12的底端向上逐渐延长。能够改善搅拌效果，降低搅拌能耗。
44.如图1-3所示，在该实施例中，所述的桶盖8上设有用于测量所述滤桶5内部的物料温度的测温计17。能够准确控制滤桶5内部的温度，保障污水、废水处理效果，同时能够促进厌氧消化过程中重金属稳定固化、失活进入到污泥中，提高污泥回收再利用的安全性，避免
污泥在农业领域回收再利用造成二次污染。
45.如图3所示，在该实施例中，所述的污水入口9上设有向所述滤桶 5内延伸的延长管20，所述延长管20能够将污水直接送入到所述滤桶 5内。避免在向滤桶5内加入废水、废液时，导致含有污泥成分的废水、废液进入到排水空间6内，提高排水管排出的水中污泥脱除率，提高废水处理回收污泥再利用的效果。
46.本发明创造其他未尽事宜参照现有技术或者本领域技术人员所熟知的公知常识，常规技术手段加以实现即可，例如：本发明创造在试验室模拟试验时所采用的含锰离子的废水是直接对锰渣浸泡所得的溶液，而畜禽养殖排出的废液是直接从养殖场的圈舍排出来的废液，其含有大量的蛋白质、有机酸、脂肪、纤维素以及其他代谢产物等。
47.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。