專利名稱：一種從污泥中脫除重金屬的方法及專用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域，適用于市政污泥及各種工業(yè)污泥中重金屬的脫除。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市污水處理廠的污泥產(chǎn)量也急劇增加。在這些 污泥大部分是具有活性的微生物菌體，它既含有氮磷鉀等肥料元素，又含有致病菌和重金 屬，而其中比較難解決的是重金屬脫除的問題，因?yàn)檫@些重金屬大部分與有機(jī)體呈絡(luò)合物 形態(tài)存在；如果活性污泥中的重金屬能大部分的去除，則污泥農(nóng)用就是一個(gè)很好的出路， CN200410014801.X公開了一種污泥中重金屬生物脫除工藝及其設(shè)備。其裝置包括污泥調(diào)節(jié) 池、與污泥調(diào)節(jié)池出口連通的生物淋濾池、安裝在生物淋濾池上方的底物投加裝置、安裝在 生物淋濾池下方的鼓風(fēng)機(jī)、酸化污泥沉淀池、收集池、污泥脫水設(shè)備。其脫除工藝是在生物 淋濾池中添加亞鐵和還原性硫等和通氧條件下，利用硫桿菌的生物氧化作用及其產(chǎn)生的低 PH環(huán)境使難溶性形態(tài)存在的重金屬溶出進(jìn)入水相，再通過固液分離而去除，硫化物通過氧 化作用而轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}，污泥中重金屬去除率可達(dá)到85% — 99%。這種方法耗酸少、運(yùn)行 成本低、重金屬去除效率高、實(shí)用性強(qiáng)。但是它采用的主要細(xì)菌如硫桿菌增殖慢、生物淋濾 滯留時(shí)間長(zhǎng)；其高濃度重金屬淋出液會(huì)有二次污染問題，是限制其大規(guī)模應(yīng)用的主要障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有污泥生物淋濾技術(shù)中存在的缺陷，提供一種從污泥中 脫除重金屬的方法。以實(shí)現(xiàn)微生物浸提周期短、效率高、無二次污染的目的。本發(fā)明的工藝包括以下步驟
(1)低頻超聲波對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理用污泥泵將污泥調(diào)節(jié)池中的污泥送入生物淋濾池， 生物淋濾池中的污泥用低頻為10 kHz-60 kHz、振幅為20%的超聲波發(fā)生器進(jìn)行低頻超聲波 強(qiáng)化預(yù)處理lmin-15min ；
(2)生物淋濾處理按已有技術(shù)在生物淋濾池中先接種嗜酸性硫桿菌；再按10g/L的 Fe2+加入硫酸亞鐵和8g/L的量加入硫粉作為淋濾底物，同時(shí)啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)對(duì)生物淋濾過程通 氧，經(jīng)過2-6天的生物淋濾處理，當(dāng)池中的pH值下降至1. 5-1. 9時(shí)；難溶性重金屬溶出進(jìn)入 水相；
(3)沉淀池分離將生物淋濾池中的污泥通過污泥泵泵到污泥沉淀池進(jìn)行自然沉降 2-5小時(shí)，固液分層后上清液流入收集池中，污泥送入污泥脫水設(shè)備；
(4)上清液處理收集池中含重金屬的上清液由污水泵泵入電絮凝機(jī)按照現(xiàn)有電絮凝 技術(shù)進(jìn)行電絮凝處理，再由現(xiàn)有的常規(guī)加藥系統(tǒng)給電絮凝設(shè)備投加堿進(jìn)行污水處理，電絮 凝設(shè)備處理后的水達(dá)標(biāo)排放；
(5)污泥由污泥脫水設(shè)備進(jìn)行脫水，脫水后的固體加堿中和后作肥料；污泥脫水設(shè)備產(chǎn) 生的濾液返回電絮凝設(shè)備進(jìn)行處理。一種污泥中重金屬脫除的專用裝置，包括污泥調(diào)節(jié)池、與污泥調(diào)節(jié)池出口連通的生物淋濾池、安裝在生物淋濾池上方的底物投加裝置、安裝在生物淋濾池下方的鼓風(fēng)機(jī)、與 酸化污泥沉淀池、收集池、污泥脫水設(shè)備；其特征在于，所述生物淋濾池上方設(shè)有低頻超聲 波發(fā)生器，所述收集池的出口經(jīng)污水泵和管道與電絮凝設(shè)備的進(jìn)口連接；所述電絮凝設(shè)備 的上方設(shè)有加藥設(shè)備。所述污泥脫水設(shè)備的出水管與電絮凝設(shè)備連通。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)利用超聲波強(qiáng)化預(yù)處理，加速污泥體系中的傳質(zhì)速度，促進(jìn)嗜 酸性硫桿菌對(duì)底物的利用；使微生物浸提周期縮短、效率提高；(2)利用電絮凝設(shè)備處理重 金屬?gòu)U水；克服了二次污染的問題，從而解決了污泥中重金屬污染的問題，實(shí)現(xiàn)了無害化資 源化。


圖1是污泥中重金屬脫除裝置及處理工藝流程示意圖。圖中1表示污泥調(diào)節(jié)池、2表示污泥泵、3表示生物淋濾池、4表示超聲波發(fā)生器、5 表示底物投加裝置、6表示鼓風(fēng)機(jī)、7表示污泥泵、8表示酸化污泥沉淀池、9表示收集池、10 表示污水泵、11表示電絮凝處理設(shè)備、12表示加藥設(shè)備、13表示污泥脫水設(shè)備。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1 污泥中銅與鋅金屬脫除裝置及處理流程 參照附圖
(1)放置在調(diào)節(jié)池1中的污泥通過污泥泵2送入生物淋濾池3，生物淋濾池3上方裝有 低頻超聲波發(fā)生器4，本實(shí)施例的低頻超聲波發(fā)生器4的頻率為20Hz、振幅為20% ；生物淋 濾池中的污泥先用低頻超聲波發(fā)生器進(jìn)行低頻超聲波強(qiáng)化預(yù)處理lmin-15min ；經(jīng)低頻超 聲波強(qiáng)化預(yù)處理后可加速下步污泥體系中的傳質(zhì)速度，促進(jìn)嗜酸性硫桿菌對(duì)底物的利用；
(2)超聲波強(qiáng)化預(yù)處理結(jié)束后，開啟底物投加裝置5，向生物林濾池3中投加硫酸亞鐵 與硫粉作為淋濾底物，并同時(shí)啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)6對(duì)生物淋濾過程通氧，當(dāng)生物林濾池3中的pH 值降到1. 5-1. 9小時(shí)，將生物林濾池3中的污泥通過污泥泵7泵送到酸化污泥沉淀池8，自 然沉降2-5小時(shí)，固液分層后上清液流入收集池9中，污泥送入污泥脫水設(shè)備13 ；
(4)上清液處理收集池9中含重金屬的上清液由污水泵10泵入電絮凝設(shè)備11機(jī)按 照現(xiàn)有電絮凝技術(shù)進(jìn)行電絮凝處理，電絮凝機(jī)的電化學(xué)作用將上清液中的重金屬生成絮體 去除，電絮凝處理后的水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放，再通過加藥設(shè)備12給電絮凝設(shè)備11投加堿進(jìn)行污水 處理，
(5)產(chǎn)生的污泥由污泥脫水設(shè)備13進(jìn)行脫水后作為肥料；污泥脫水設(shè)備13產(chǎn)生的濾 液從排水管送入到電絮凝設(shè)備11進(jìn)行再處理。實(shí)施例2 含銅與鋅污泥的處理效果
本實(shí)施例污泥含固率為4. 3%，銅與鋅的含量分別為14. 8g/kg與620014. 8g/kg， (1)污泥調(diào)節(jié)池3200 X 3200 X 5000mm ；放置在調(diào)節(jié)池1中的污泥通過污泥泵2送入生 物淋濾池3，生物淋濾池Φ 2800 X 5000mm ；生物淋濾池3上方裝有低頻超聲波發(fā)生器4，本 實(shí)施例的低頻超聲波發(fā)生器4的頻率為20Hz、振幅為20% ；生物淋濾池中的污泥先用低頻超聲波發(fā)生器進(jìn)行低頻超聲波強(qiáng)化預(yù)處理lmin-15min ；
(2)超聲波強(qiáng)化預(yù)處理結(jié)束后，開啟底物投加裝置5，向生物林濾池3中投加硫酸亞鐵 與硫粉作為淋濾底物，并同時(shí)啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)6 (功率為5.5kW，風(fēng)量為5.96m7min，排出 壓力為29. 4kgf/cm2)對(duì)生物淋濾過程通氧，經(jīng)過4天左右的生物淋濾處理，pH下降到1. 6 左右，將生物林濾池3中的污泥通過污泥泵7泵送到酸化污泥沉淀池8，自然沉降2-5小時(shí)； 固液分層后上清液流入收集池9中，污泥送入污泥脫水設(shè)備13 ；
(4)上清液處理經(jīng)檢測(cè)收集池9中銅與鋅的含量分別為14.504g/kg與588813. 6g/ kg，此時(shí)銅與鋅的溶出率分別為98%與92% ；
上清液由污水泵10泵入電絮凝設(shè)備11機(jī)按照現(xiàn)有電絮凝技術(shù)進(jìn)行電絮凝處理，經(jīng)電 絮凝將上清液中的重金屬生成絮體去除，電絮凝處理后的水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放，再通過加藥設(shè)備 12給電絮凝設(shè)備11投加堿進(jìn)行污水處理，
(5)產(chǎn)生的污泥已完全達(dá)到污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)；由污泥脫水設(shè)備13進(jìn)行脫水后作為肥料； 污泥脫水設(shè)備13產(chǎn)生的濾液從排水管送入到電絮凝設(shè)備11進(jìn)行再處理。 采用本發(fā)明的工藝及裝置進(jìn)行污泥重金屬脫除，實(shí)現(xiàn)了污泥的減量化、無害化、資 源化處理。
權(quán)利要求
一種從污泥中脫除重金屬的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)低頻超聲波對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理用污泥泵將污泥調(diào)節(jié)池中的污泥送入生物淋濾池，生物淋濾池中的污泥用低頻為10 kHz 60 kHz、振幅為20%的超聲波發(fā)生器進(jìn)行低頻超聲波強(qiáng)化預(yù)處理1min 15min；(2)生物淋濾處理按已有技術(shù)在生物淋濾池中先接種嗜酸性硫桿菌；再按10g/L 的Fe2+加入硫酸亞鐵和8g/L的量加入硫粉作為淋濾底物，同時(shí)啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)對(duì)生物淋濾過程通氧，經(jīng)過2 6天的生物淋濾處理，當(dāng)池中的pH值下降至1.5 1.9時(shí)；難溶性重金屬溶出進(jìn)入水相；(3)沉淀池分離將生物淋濾池中的污泥通過污泥泵泵到污泥沉淀池進(jìn)行自然沉降2 5小時(shí)，固液分層后上清液流入收集池中，污泥送入污泥脫水設(shè)備；(4)上清液處理收集池中含重金屬的上清液由污水泵泵入電絮凝機(jī)按照現(xiàn)有電絮凝技術(shù)進(jìn)行電絮凝處理，再由現(xiàn)有的常規(guī)加藥系統(tǒng)給電絮凝設(shè)備投加堿進(jìn)行污水處理，電絮凝設(shè)備處理后的水達(dá)標(biāo)排放；(5)污泥由污泥脫水設(shè)備進(jìn)行脫水，脫水后的固體加堿中和后作肥料；污泥脫水設(shè)備產(chǎn)生的濾液返回電絮凝設(shè)備進(jìn)行處理。
2.一種污泥中重金屬脫除的專用裝置，包括污泥調(diào)節(jié)池、與污泥調(diào)節(jié)池出口連通的生 物淋濾池、安裝在生物淋濾池上方的底物投加裝置、安裝在生物淋濾池下方的鼓風(fēng)機(jī)、與酸 化污泥沉淀池、收集池、污泥脫水設(shè)備；其特征在于，所述生物淋濾池上方設(shè)有低頻超聲波 發(fā)生器，所述收集池的出口經(jīng)污水泵和管道與電絮凝設(shè)備的進(jìn)口連接；所述電絮凝設(shè)備的 上方設(shè)有加藥設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥中重金屬脫除的專用裝置，其特征在于，所述污泥脫水 設(shè)備的出水管與電絮凝設(shè)備連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污泥中重金屬脫除工藝及其裝置。用污泥泵將污泥調(diào)節(jié)池中的污泥送入生物淋濾池，生物淋濾池中的污泥用低頻為10kHz-60kHz、振幅為20%的超聲波發(fā)生器進(jìn)行低頻超聲波強(qiáng)化預(yù)處理1min-15min；再經(jīng)生物淋濾處理；沉淀池分離其含重金屬的上清液由污水泵泵入電絮凝機(jī)按照現(xiàn)有電絮凝技術(shù)進(jìn)行電絮凝處理，污泥由污泥脫水設(shè)備進(jìn)行脫水后加堿中和后作肥料；污泥脫水設(shè)備產(chǎn)生的濾液返回電絮凝設(shè)備進(jìn)行處理。本發(fā)明利用超聲波強(qiáng)化預(yù)處理，加速污泥體系中的傳質(zhì)速度，促進(jìn)嗜酸性硫桿菌對(duì)底物的利用；使微生物浸提周期縮短、效率提高；又利用電絮凝設(shè)備處理重金屬?gòu)U水；克服了二次污染的問題，從而解決了污泥中重金屬問題，實(shí)現(xiàn)了無害化資源化。
文檔編號(hào)C02F1/463GK101898859SQ20101024468
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者王韜, 胡本燕 申請(qǐng)人:婁底市裕德科技有限公司