專利名稱：一種用于污(淤)泥處理的推流式生物瀝浸處理工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及市政污(淤)泥、工業(yè)污(淤)泥、江河湖泊淤泥、畜禽糞 便等有機廢物中重金屬脫除及改善脫水性能，實現(xiàn)污(淤)泥高干度脫水的 方法。屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。
二、 技術(shù)背景
據(jù)統(tǒng)計，截止2008年3月底，全國己有1320座城市污水處理廠投入運 營，處理能力達9725萬M"日，在建的城市污水處理廠達890座，處理能力 3639萬噸/日，污(淤)泥產(chǎn)率按1.5干噸污(淤)泥/萬MS污水計，目前我 國污(淤)泥年產(chǎn)量達532萬噸干重，折合含水率80%的脫水污(淤)泥近 3000萬噸。然而由于污(淤)泥濃縮了污水中大部分有害物質(zhì)(尤其是重金 屬)且污(淤)泥水分含量高抗剪切力低(<5KN/m2)，因此脫水污(淤) 泥難于直接采用填埋的方式處置(填埋體容易變形而發(fā)生垮塌事故等)，由于 水分高直接熱干焚燒則成本高昂，采用污(淤)泥土地利用方式則由于存在 重金屬之虞，因此存在環(huán)境風(fēng)險和食品安全問題。因此，我國多數(shù)城市污水 處理廠的脫水污(淤)泥未能得到妥善處置或利用，多數(shù)被任意棄置在污水 處理廠周圍或簡單堆填或被附近農(nóng)民用在農(nóng)地上。污(淤)泥的不規(guī)范處置 已成為我國土壤和水環(huán)境中一個新的環(huán)境污染源，部分抵消了污水處理廠凈 化環(huán)境的功效。城市污(淤)泥的出路已成為水處理行業(yè)迫切需要解決的難題。
再有，在我國還有數(shù)量龐大的各類工業(yè)(如制革業(yè))廢水產(chǎn)生的污(淤) 泥含較高量的有毒重金屬，甚至部分污(淤)泥可歸屬于危險廢物范疇，這 些污(淤)泥成為環(huán)境的重要隱患。
除此而外，我國許多江河湖泊由于受各類工業(yè)廢水如紡織印染、化工行 業(yè)廢水、機械電子行業(yè)等廢水長期污染，淤泥中重金屬和有毒有害有機物含 量有較大增長，有毒有害淤泥的無害化處理與資源化利用已成為淤泥處理的 不可缺少的重要環(huán)節(jié)。另外，清淤時工程抽吸的泥漿水含固率通常為10-15%， 如何能使其快速固液分離，使其含固率達到30%以上，而且后續(xù)能很快脫水 干化達到含固率60%左右， 一直是大面積清淤處理的一大難題。因為快速脫 水干化的淤泥可作為資源利用，可以解決干化場不足和占地的問題。目前我 國許多淤泥在干化場中的干化時間長達一年以上，造成無地可堆放的局面。 隨著我國規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，畜禽糞便產(chǎn)生量急劇增加。全國現(xiàn)有 7000多家大中型畜禽養(yǎng)殖場，據(jù)估算， 一個大型養(yǎng)雞場(400萬只)年產(chǎn)糞 便30萬噸， 一個大型養(yǎng)豬場(5萬頭)年產(chǎn)IO萬噸畜禽糞便。大型養(yǎng)牛場 (l萬頭)年產(chǎn)畜禽糞便5.4萬噸。目前全國畜禽糞便年產(chǎn)生量達21.44億t， 但90%以上沒有得到有效處理與利用。畜禽糞便有機質(zhì)在40-60%，全氮 2-4%，全磷l-3%，全鉀1%，此外還含有微量元素和生物活性物質(zhì)，是優(yōu)良的農(nóng)家肥料。然而近年來全國環(huán)境污染源調(diào)查的結(jié)果顯示，我國一些畜禽糞 便中存在超標(biāo)的有害物質(zhì)尤其是重金屬Cu，Zn,Cr，As等。而且由于一些養(yǎng)殖 場尤其在南方多采用沖洗式清糞，造成水分含量極高，惡臭顯著，存在病原 物等對周邊地區(qū)環(huán)境造成很大影響。
上述這些廢棄物在處理處置中存在有共同的需要解決的問題
1、 污(淤)泥水分含量高，脫水困難，尤其是污(淤)泥。目前我國城 市和工業(yè)液態(tài)污(淤)泥經(jīng)濃縮后水分含量多在96%-98%，進一步重力濃縮 很困難，若進一步機械脫水，則必須加絮凝劑(多數(shù)為聚丙烯酰胺PAM)， 脫水污(淤)泥含水量為80%-85%。由于污(淤)泥水分含量高，造成污(淤) 泥產(chǎn)生量大，運輸極其不便，而且非常不利于后續(xù)處置與利用例如填埋、焚 燒和土地利用(PAM的存在會造成土壤板結(jié)，而且PAM的單體有致癌性)等。 推動污(淤)泥高效濃縮，實現(xiàn)不加PAM即可高干度脫水是最前沿的研究課 題和產(chǎn)業(yè)化方向。
2、 污(淤)泥通常含有許多有毒金屬，尤其在接受有工業(yè)廢水的污水處 理廠污(淤)泥中，或受工業(yè)廢水污染的淤泥中。它們的存在，限制了污(淤) 泥的合理利用。
3、 污(淤)泥由于有機質(zhì)含量高，易腐敗，加之存在許多含硫物(硫化 氫，硫醇，硫醚等)、氨或腐胺類，低分子揮發(fā)性脂肪酸等等，惡臭明顯；且 通常含有大量的病原微生物，因此，衛(wèi)生條件差。
面對著上述所存在的問題，近年來對污(淤)泥處理與處置所做的研究 層出不窮，而去除污(淤)泥中重金屬是研究的焦點，也是最大的難點。為 去除污(淤)泥中重金屬，Macchi等(1998)和Panswad(1995)就曾嘗試過采用 無機酸如硫酸浸提法去除制革污(淤)泥鉻的方案。但該方法耗酸量極大、 環(huán)境不安全(直接加無機酸還會造成大量的有毒氣體硫化氫外泄)、有大量泡 沫產(chǎn)生影響操作。這些缺點使得污(淤)泥的化學(xué)脫毒法并無實際應(yīng)用價值。 近年來，有研究者采用微波法，超聲波法對污(淤)泥細胞進行破碎消融處 理以利于脫水，但該方法并不能使污(淤)泥中重金屬脫出。
本課題組曾發(fā)明了利用微生物主要是嗜酸性硫桿菌的作用將污(淤)泥 中重金屬去除的生物瀝浸技術(shù)(英文名稱為Bioleaching，以前也稱"生物淋 濾"或"生物瀝濾")的若干專利(ZL02137921.1 ; ZL02112924.X; ZL200410014801.X; ZL200410044843.8; ZL200520072316.8)。主要涉及生 物瀝浸用各類微生物和以采用批式運行的工藝及其反應(yīng)器等設(shè)備。但批式運 行的反應(yīng)器(如空氣提升式)通常體積較小，自動化程度和技術(shù)要求高，同 時投資成本與運行費用相對較大。為此，本課題組研發(fā)了一套可進行污(淤) 泥連續(xù)處理的推流式生物瀝浸處理工藝，操作更簡便、投資與運行成本更低。 該工藝不但具有去除重金屬的功效，而且還具有同步脫臭、殺滅病原物和促 進污(淤)泥高效絮凝和高干度脫水的功效，能產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種能連續(xù)處理污(淤)泥的推流式生物瀝浸處 理工藝及相關(guān)設(shè)備。該發(fā)明克服了以往利用批次運行的反應(yīng)器所帶來的缺陷， 如處理量小，自動化程度和操作技術(shù)要求高，設(shè)備投資與運行費用較大。采 用推流式連續(xù)處理工藝，可采用鋼筋混凝土 (鋼混結(jié)構(gòu))構(gòu)筑物作為主反應(yīng) 器，并可用普通的羅茨風(fēng)機或離心風(fēng)機供氧，操作維護方便，對工人的技術(shù) 要求低，且可節(jié)約能耗，產(chǎn)業(yè)化推廣前景大。
技術(shù)方案
本發(fā)明涉及連續(xù)處理污(淤)泥的推流式生物瀝浸處理工藝及主要設(shè)備， 如附圖1所示，主要由以下幾部分組成
從污水處理廠，養(yǎng)殖場或從江河湖泊底泥抽吸的液態(tài)污(淤)泥，首先 進入調(diào)節(jié)池①，再用泵輸送至推流式生物瀝浸反應(yīng)器③，反應(yīng)器中接種有以 嗜酸性硫桿菌菌株和耐酸性異養(yǎng)菌菌株等為主的復(fù)合微生物菌群(如氧化亞
鐵硫桿菌77 o6flcZ//wsy^roo:aV/fl"s LX5、氧化硫硫桿菌7ThoZ^c/〃ws f/ oa V/a/ts TS6、紅酵母R30、白酵母BS6等等)，在配合營養(yǎng)物、好氧、適宜溫度的情 況下，在該池中完成污(淤)泥中重金屬的生物瀝浸浸出。污(淤)泥介質(zhì) 體系在反應(yīng)器中做旋轉(zhuǎn)式推流，隨著污(淤)泥的不斷推移的過程，污(淤) 泥介質(zhì)體系的pH值也沿程下降，當(dāng)污(淤)泥推移到反應(yīng)器終點時，其pH 值應(yīng)降到設(shè)定值(pH2-3，取決于污泥類型)或以下；這樣達到反應(yīng)要求的污 (淤)泥順程流入平流式污(淤)泥濃縮池④，在濃縮池中初步的泥水分離， 下部的濃縮污(淤)泥降到錐形漏斗集泥區(qū)，集泥區(qū)下部管道與隔膜泵⑨連 接，用泵打入廂式壓濾機⑤進行進一步的脫水，脫水污(淤)泥為脫出重金 屬后污(淤)泥(以下簡稱"脫毒"污(淤)泥)；而上部的清液溢流出水進 入回收池 ，在回收池中加入石灰乳，機械或通氣攪拌反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)池中溶 液pH值升至8時，可以停止反應(yīng)；這樣產(chǎn)生的沉淀物經(jīng)自然沉降至錐形收 集泥斗，經(jīng)隔膜泵⑨打入廂式壓濾機⑥進行脫水形成金屬泥，上清液用閥門 控制自然流出，再進入污水處理廠(站)處理(對于污泥或糞污)或排入水 體(對于河流淤泥)。
在本發(fā)明的設(shè)施中，污(淤)泥調(diào)節(jié)池可為圓型或方形，所用材料鋼混 結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)；調(diào)節(jié)池設(shè)攪拌機。調(diào)節(jié)池的作用為暫時儲存污(淤)泥和 調(diào)節(jié)污(淤)泥濃度。調(diào)節(jié)池的設(shè)計主要滿足攪拌混勻均質(zhì)。 推流式生物瀝浸反應(yīng)器是整個工藝流程的核心部分，微生物在反應(yīng)器中產(chǎn)生 作用，將污(淤)泥中重金屬瀝浸出到液相，同時通過氧化反應(yīng)和酸化作用 殺滅病原物，消除惡臭，在此過程中污(淤)泥脫水性能得到極大改善。工 藝的品質(zhì)完全取決于反應(yīng)器中反應(yīng)的效果和質(zhì)量。生物瀝浸反應(yīng)器池外形為 方形，池深為4-8米，配合以曝氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)三部分組合而 成。所用材料采用鋼混結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器內(nèi)壁需做防腐處理或內(nèi)襯PVC板材。 防腐處理可采用我們先前發(fā)明的專利(ZL200410014801.X)中所介紹的方法， 即主要采用環(huán)氧樹脂和玻璃布進行"三布四涂"。生物瀝浸反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)如附圖2所示，進口設(shè)方形槽，在水面以下開長方形進泥口，以淹沒式進 水；反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)隔板，隔板高度上下交替，使反應(yīng)器內(nèi)部泥成上下翻折的 形式行進；反應(yīng)器為溢流出泥。其中，隔板的作用是使整個反應(yīng)器分成幾個
5相對獨立又連通的區(qū)，在每個區(qū)內(nèi)曝氣可使污(淤)泥混合均勻；在停留時 間上隔板還可起到避免污(淤)泥出現(xiàn)短路流態(tài)，保證最佳停留時間為2-3 天。
在本發(fā)明中，與反應(yīng)器(參見附圖3)配套的曝氣系統(tǒng)包括風(fēng)機(羅茨 風(fēng)機、離心風(fēng)機或空壓機等)、流量計、氣壓表、管式微孔曝氣器等。曝氣系 統(tǒng)的作用，是將風(fēng)機產(chǎn)生的空氣經(jīng)進氣管、流量計、氣壓表、管式微孔曝氣 器，以微氣泡的形式分散在污(淤)泥中，保證污(淤)泥中的溶解氧達到 工藝要求(2mg/L以上)的水平，使污(淤)泥中添加的微生物能夠正常生 長，以及保證污(淤)泥能充分混勻。本工藝對反應(yīng)器各分區(qū)進行曝氣，曝 器管單體并聯(lián)以便于拆裝維修。
為保證冬季低溫時反應(yīng)能穩(wěn)定運行，推流式生物瀝浸反應(yīng)器設(shè)置加熱系
統(tǒng)(參見附圖4):該系統(tǒng)采用循環(huán)熱水熱交換的方式加熱，實行分區(qū)加熱總
體控制的形式，其組成主要包括加熱器、循環(huán)泵、熱水分配器、熱交換管、 溫控探頭。由于加熱管路分區(qū)并聯(lián)加熱，為保證各支路管中熱水流量一致， 系統(tǒng)設(shè)熱水分配器。反應(yīng)器內(nèi)部的熱交換管，相應(yīng)對防腐蝕的要求較高，本 工藝采用的是鈦質(zhì)管。對反應(yīng)器的加熱要求能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制，自動控制包 括兩部分，加熱器和反應(yīng)器加熱循環(huán)泵的自動控制。加熱器內(nèi)溫度要求不超
過55'C不低于4(TC,當(dāng)超過高值時，能實現(xiàn)自動停機，當(dāng)超過高值時，能實 現(xiàn)自動開機；反應(yīng)器內(nèi)部污(淤)泥介質(zhì)溫度要保持在3(TC-32。C，當(dāng)超過這 個溫度時循環(huán)泵自動停機，低于這個溫度時，自動開機。
生物瀝浸反應(yīng)器設(shè)置了一個附屬設(shè)施一營養(yǎng)物自動加料池。在反應(yīng)器 連續(xù)不斷輸入新的原始污(淤)泥時，進料泵也按污泥量的0.2%-0.6%的配 比連續(xù)加營養(yǎng)物；進料泵與進泥泵連動，進泥泵停止時，進料泵也自動停止， 實現(xiàn)營養(yǎng)物的自動加料。
該工藝另一重要設(shè)施為平流式污(淤)泥濃縮池(參見附圖5)，其池形 為長方形，底部為錐形漏斗式集泥，這樣可不必設(shè)計刮泥機，漏斗的個數(shù)按 池子的大小來定。濃縮池的作用是完成反應(yīng)后的酸化污(淤)泥初步濃縮。 由于微生物的作用，污(淤)泥在反應(yīng)后可沉降性和脫水性明顯增強，經(jīng)過 濃縮池的濃縮后，約20%的生物瀝浸污(淤)泥回流至活化池，剩余80% 的生物瀝浸污(淤)泥則用泵打入廂式壓濾機進行進一步的脫水；上清液則 溢流進入回收池。濃縮池的材料采用鋼仝結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用"三布 四涂"環(huán)氧樹脂防腐層，防腐材料采用環(huán)氧樹脂WRS618:環(huán)氧樹脂固化劑 鄰本二甲酸二丁
脂=4: 1: 2;在一般碳鋼材料上，按環(huán)氧樹脂WSR610:固化劑605:鄰苯 二甲酸二丁酸=4: 3: l進行配比，現(xiàn)配現(xiàn)用。
活化池，為使回流污(淤)泥在進入反應(yīng)池前有良好的活性，在進入反 應(yīng)器時處在一個良好狀態(tài)，在反應(yīng)器前設(shè)置一活化池。活化池要設(shè)置曝氣系
統(tǒng)，池為方形，所用材料為PVC塑料或經(jīng)防腐的磚混結(jié)構(gòu)?；罨刂械纳?br> 瀝浸污(淤)泥用泵打入反應(yīng)池進泥端，與原始污(淤)泥混合后進入反應(yīng) 池。
本發(fā)明工藝及設(shè)備，還包括一個重金屬回收池，如附圖1所示。含重金 屬的液體(包括污(淤)泥濃縮池所產(chǎn)生的上清液和壓濾機產(chǎn)生的含重金屬
6的液體)匯集在收集池中，在回收池中，設(shè)置了變速攪拌機構(gòu)，包括電 磁調(diào)速電機減速器，池底設(shè)置圓錐型集泥斗及排泥口，池壁設(shè)置豎向擋板， 這樣可實現(xiàn)攪拌機構(gòu)的變速攪拌，便于絮凝沉淀的完成，原始污(淤)泥中 的重金屬就被沉淀下來，沉淀的泥泵打入壓濾機脫水，上清液輸送至污水處 理廠再進行處理。重金屬回收池中的沉淀污(淤)泥經(jīng)脫水后的泥餅主要是 重金屬的鹽類，可回收利用其中的重金屬成分，或進行固化填埋。
有益效果
本發(fā)明處理各類污(淤)泥具有如下優(yōu)點
(1) 本發(fā)明提供的連續(xù)處理工藝使得生產(chǎn)過程更加穩(wěn)定、投資與運行成本 更低。反應(yīng)池由于可采用鋼混結(jié)構(gòu)，且池深僅為4-8米，可采用普通羅茨風(fēng) 機或離心風(fēng)機供氧，因此工程造價比高徑比較大的塔式(如空氣提升式反應(yīng) 器)反應(yīng)器低得多，同時不必采用空壓機，因此能耗成本也更低。
(2) 通過該方法處理，重金屬去除率可達80%以上，處理周期較我們以前 報道的采用批次運行的專利(ZL200410014801.X)更短，反應(yīng)器中污泥停留 時間僅為2-3天。
(3) 通過該方法處理，污(淤)泥一旦進入反應(yīng)器，惡臭即可很快消除。處 理后污(淤)泥中病原物殺滅率可達99.5%以上.
(4) 經(jīng)過該方法處理，污泥的絮凝脫水性能提高至少5-10倍，可不加任 何絮凝劑(如PAM)即可實現(xiàn)機械脫水。如采用廂式壓濾脫水可實現(xiàn)高干度 脫水，泥餅含水率在60%左右，污泥產(chǎn)生量較常規(guī)處理方法減少1/2到2/3。
具體實施例方式
實施例1連續(xù)推流式生物瀝浸法處理制革污泥
根據(jù)本發(fā)明所提及的工藝及設(shè)備，設(shè)計了一套連續(xù)推流式生物瀝浸法處 理污(淤)泥的工藝流程及與設(shè)備(見附圖1)。在該項目中，污(淤)泥調(diào) 節(jié)池30m3,推流式生物瀝浸反應(yīng)器工作體積100m3，平流式濃縮池10m3， 回收池20m3，活化池10 m3，羅茨鼓風(fēng)機功率5. 5KW，風(fēng)壓39kpa，風(fēng)量6mVmin; 脫水機為廂式壓濾脫水機(型號XMG80/1000-U)，過濾面積80m2。
供處理有機廢物為制革污泥，含固率為2%-4%，鉻的含量達 18000-31000mg/kg干泥。在生物瀝浸反應(yīng)器中，原始污泥以20M3/d量進入 反應(yīng)器，同時按5-10MVd進回流的生物瀝浸后活性污泥，反應(yīng)器中污泥停留 時間為3天，出泥端生物瀝浸污泥的pH下降到2以下，污泥中的重金屬鉻 大部分溶出。生物瀝浸處理過的污泥能進一步自然重力濃縮到含水率90%，
繼而采用廂式壓濾機脫水(不加任何絮凝劑)到含水率60%以下。經(jīng)該 處理，制革污泥中的重金屬鉻的回收率為80%，由于實現(xiàn)高干度脫水，污泥 產(chǎn)生量僅為常規(guī)處理(加PAM，然后機械脫水到含水率80-85%)的1/3-1/2。 每噸液態(tài)污泥的處理費用在60元以下。采用本發(fā)明的工藝及其設(shè)備，可大大 節(jié)約成本，并更可具操作性，是制革污泥無害化與減量化的新方法。
實施例2連續(xù)推流式生物瀝浸法處理城市污泥工藝流程與設(shè)備設(shè)施與實施例1相同。供處理有機廢物為城市污水處理廠污 泥，含固率為2-3%左右，重金屬Cu含量達4500mg/kg干泥，Zn2800mg/kg， Ni 525mg/kg,Cd25mg/kg， Cr625mg/kg。在生物瀝浸反應(yīng)器中，原始污泥以 20MVd量進入反應(yīng)器，同時按5-10M"d進回流的生物瀝浸后活性污泥，反應(yīng) 器中污泥停留時間為2-3天，出泥端生物瀝浸污泥的pH下降到2以下，污泥 中重金屬大部分溶出。生物瀝浸處理過的污泥進一步自然重力濃縮后(含水 率93%)，采用廂式壓濾機脫水(不加任何絮凝劑)到含水率65%以下。經(jīng) 該處理，污泥中上述重金屬去除率達80%以上，由于實現(xiàn)高干度脫水，污泥 產(chǎn)生量僅為常規(guī)處理(加PAM，然后機械脫水到含水率80-85%)的1/2。每 噸液態(tài)污泥的處理費用在60元以下。采用本發(fā)明的工藝及其設(shè)備，可大大節(jié) 約成本，并更可具操作性，是城市污泥無害化與減量化的新方法。
實施例3連續(xù)推流式生物瀝浸法處理畜禽糞便
工藝流程與設(shè)備設(shè)施與實施例1相同。供處理有機廢物為規(guī)模化養(yǎng)殖豬場 沖水式畜禽糞便，含固率為7-8%左右，重金屬Cu含量達800mg/kg干泥， Zn544mg/kg， Cr 85mg/kg。為便于處理，在進入生物瀝浸反應(yīng)器前，原始沖 水式畜禽糞在調(diào)節(jié)池中稀釋到含固率4%以下，然后按10M3/d量進入反應(yīng)器， 同時按3-5M3/d進回流的經(jīng)生物瀝浸處理后活性泥，反應(yīng)器中畜禽糞便污泥 停留時間為2天，出泥端生物瀝浸糞污的pH下降到3以下，畜禽糞便中重 金屬大部分溶出。生物瀝浸處理過的糞污進一步自然重力濃縮后(含水率 87%),采用廂式壓濾機脫水(不加任何絮凝劑)到含水率55%以下。經(jīng)該處 理，糞污中上述重金屬去除率達80%以上，由于實現(xiàn)高干度脫水，糞污產(chǎn)生 量僅為常規(guī)處理(加PAM，然后機械脫水到含水率80-85%)的1/3。每噸液 態(tài)糞污的處理費用在50元以下。采用本發(fā)明的工藝及其設(shè)備，可大大節(jié)約成 本，并更可具操作性，是畜禽糞便無害化與減量化的新方法。
實施例4連續(xù)推流式生物瀝浸法處理污染的河流淤泥
工藝流程與設(shè)備設(shè)施與實施例1相同。供處理有機廢物為流入太湖的某河 流受重金屬污染的淤泥，含固率為12%左右，重金屬Cu含量達545mg/kg干 泥，Zn 834mg/kg, Cd 35mg/kg。淤泥按20M3/d量進入反應(yīng)器，同時按5-10M3/d 進回流的經(jīng)生物瀝浸處理后淤泥，反應(yīng)器中淤泥停留時間為l-2天，出泥端
生物瀝浸淤泥的pH下降到3以下，淤泥中重金屬大部分溶出。生物瀝浸處 理過的淤泥能進一步自然重力濃縮后到含水率65%左右，采用廂式壓濾機脫 水(不加任何絮凝劑)到含水率35%以下。經(jīng)該處理，淤泥中上述重金屬去 除率達80%以上，由于實現(xiàn)高干度脫水，淤泥變成干度較高的固體。每噸處 理費用在25元以下。采用本發(fā)明的工藝及其設(shè)備，可大大節(jié)約成本，是河流 底泥無害化與減量化的新方法。五

圖1為連續(xù)處理污(淤)泥的推流式生物瀝浸處理工藝及相關(guān)設(shè)備示意圖
污(淤)泥調(diào)節(jié)池，②活化池，③推流式生物瀝浸反應(yīng)器，④平流式污(淤) 泥濃縮池， 回收池，⑥廂式壓濾機，⑦風(fēng)機，⑧攪拌機，⑨隔膜泵， 污
(淤)泥泵，(Q)溫控探頭。
圖2為推流式生物瀝浸反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
①曝氣管，②加熱管，③瀉水閥門，④溫控探頭
圖2a為推流式生物瀝浸反應(yīng)器平面圖
圖2b為推流式生物瀝浸反應(yīng)器立面圖
圖3為曝氣系統(tǒng)示意圖
圖4為加熱系統(tǒng)示意圖
圖4a為循環(huán)熱水系統(tǒng)圖
圖4b為熱水箱平面圖
圖4c為熱水箱立面圖
圖4d為熱水分配器左立面圖
圖4e為熱水分配器右立面圖
圖5為平流式污(淤)泥濃縮池n
權(quán)利要求
1. 本發(fā)明所提及的工藝及設(shè)備(參見附圖1)主要包括污(淤)泥調(diào)節(jié)池①，活化池②，推流式生物瀝浸反應(yīng)器③，平流式污(淤)泥濃縮池④，回收池⑤，廂式壓濾機⑥，風(fēng)機⑦，攪拌機⑧，隔膜泵⑨，污(淤)泥泵⑩，溫控探頭等。這種工藝主要包括以下過程利用硫桿菌和耐酸性異養(yǎng)菌的復(fù)合菌在好氧條件下，將復(fù)合營養(yǎng)物包括硫粉、黃鐵礦、亞鐵等物質(zhì)氧化成硫酸，從而使污(淤)泥體系的pH下降，當(dāng)pH下降到2-3時，污(淤)泥中重金屬大量溶解到液相中，同時由于微生物的生物氧化作用和微生物生理代謝作用，污(淤)泥得到調(diào)理，其性質(zhì)改善，易于沉降和易于脫水；污(淤)泥在反應(yīng)器中反應(yīng)一定時間后，排出進入濃縮池進行一定時間的重力濃縮；部分濃縮的生物瀝浸污泥經(jīng)活化池回流到反應(yīng)器，剩余污泥排出進行機械脫水；溶于水的重金屬用堿沉淀的方法進行回收。通過此處理污(淤)泥重金屬被大量去除，可實現(xiàn)高干度機械脫水，污泥病原物被殺滅，污泥顏色改變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書l所述，推流式生物瀝浸反應(yīng)器(參見附圖2)的特 征在于其池外形為方形，內(nèi)部用隔板分若干區(qū)，隔板高度上下交替，使反 應(yīng)器內(nèi)部泥成上下翻折的形式行進；反應(yīng)器為溢流出泥。所用材料用鋼混結(jié) 構(gòu)并作防腐襯層。本反應(yīng)器還包括曝氣、加熱和加藥三個輔助系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述，推流式生物瀝浸反應(yīng)器的曝氣系統(tǒng)(參見 附圖3)的特征在于其組成主要包括風(fēng)機、輸氣管路、微孔管式曝氣器等。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述，推流式生物瀝浸反應(yīng)器的加熱系統(tǒng)(參見 附圖4)的特征在于采用循環(huán)熱水熱交換的方式加熱，實行分區(qū)加熱總體 控制，其組成包括加熱器、循環(huán)泵、熱水分配器、熱交換鈦質(zhì)管、溫控探頭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述，推流式生物瀝浸反應(yīng)器的營養(yǎng)物自動加料 池其特征在于反應(yīng)器連續(xù)不斷輸入新的原始污(淤)泥時，進料泵也按一 定配比的量連續(xù)加營養(yǎng)物；進料泵與進泥泵連動，進泥泵停止時，進料泵也 自動停止，實現(xiàn)營養(yǎng)物的自動加料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述，平流式污(淤)泥濃縮池(參見附圖5)其 特征在于池形為長方形，底部為錐形漏斗式集泥，漏斗的個數(shù)按池子的大 小來定。濃縮池的材料可采用鋼混結(jié)構(gòu)并做防腐層，防腐材料采用環(huán)氧樹脂 與玻璃布涂層，按"三布四涂"方式形成防腐層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述，污(淤)泥回收池的特征在于其形狀為 圓形，底部為圓錐形漏斗；收集含重金屬的污水，在劇烈攪拌的情況下，向 反應(yīng)池中投加堿劑(主要為生石灰)，將溶液中重金屬沉淀下來，再壓濾脫水。
8. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述，工藝還包括壓濾設(shè)備，本工藝采用的是廂 式壓濾機，用隔膜泵進泥(見附圖l)，配套管路須耐腐蝕，可用不銹鋼材料 和塑料材質(zhì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述，污(淤)泥在反應(yīng)器中反應(yīng)一定時間，部 分濃縮的生物瀝浸污泥經(jīng)活化池回流到反應(yīng)器，處理后污泥病原物被殺滅， 污泥顏色發(fā)生改變。其特征在于污(淤)泥在反應(yīng)器中停留時間為2-4天， 生物瀝浸污泥經(jīng)活化池回流到反應(yīng)器的回流率為20%-50%，處理后污泥實現(xiàn) 高干度機械脫水指污泥泥餅含水率60%以下，處理后污泥病原物殺滅率99% 以上，處理后污泥呈土黃色。
全文摘要
一種用于污(淤)泥處理的推流式生物瀝浸處理工藝及設(shè)備，包括污(淤)泥調(diào)節(jié)池、活化池、推流式生物瀝浸反應(yīng)器、平流式污(淤)泥濃縮池、重金屬回收池等設(shè)施以及曝氣、加熱、脫水、攪拌等裝置。本工藝是利用硫桿菌和耐酸性異養(yǎng)菌組成的復(fù)合菌在好氧和有硫粉等復(fù)合營養(yǎng)物的條件下使污(淤)泥體系酸化，污(淤)泥中重金屬大量溶解到液相中，同時污(淤)泥得到調(diào)理，易于沉降和易于脫水；污(淤)泥在反應(yīng)器中停留時間2-4天；排出的處理污泥入濃縮池進行重力濃縮；20％-50％濃縮的生物瀝浸污泥回流到反應(yīng)器，剩余污泥則可不加任何絮凝劑廂式壓濾脫水至含水率60％以下；水中重金屬用堿沉淀的方法回收。該方法可使污(淤)泥重金屬大量去除，泥病原物殺滅率99％以上，處理后污泥無惡臭，顏色為土黃色。實現(xiàn)了污(淤)泥的無害化和減量化目標(biāo)。
文檔編號C02F11/12GK101503269SQ20081024258
公開日2009年8月12日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者劉秀海, 周立祥, 廖岳華 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)