污泥处理沉淀系统的制作方法

本实用新型涉及废水处理设备领域，具体涉及污泥处理沉淀系统。

背景技术：

在处理污泥的实践操作中，由于污泥的来源复杂，在污泥中经常含有多种的且大量的重金属元素。含重金属的污泥的主要来源行业为重有色金属矿采选、冶炼、铅蓄电池、皮革及其制品、化学原料及其制品等行业，来源广泛且量大。如果能对这些污泥中的重金属元素进行分离和回收，可实现重金属的循环利用，减少资源浪费。但是，由于污泥中的重金属成分复杂，很难将污泥中的重金属元素充分回收利用，特别是针对含有铜、铁、铬和铝的污泥，目前尚无有效的分别回收上述四种物质的设备和工艺。

技术实现要素：

本实用新型意在提供污泥处理沉淀系统，解决了同时从污泥中回收铜铁铬铝四种金属元素的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

污泥处理沉淀系统，包括顺次连接的制浆单元、石膏及铜分离单元和铁铬铝分离单元；所述铁铬铝分离单元包括顺次连接的铁铬铝反应罐、铁铬铝分离压滤机、铁铬铝溶解反应罐、沉铬反应罐、铬分离压滤机、沉铝反应罐、铝分离压滤机、沉铁反应罐和铁分离压滤机；所述铁铬铝分离单元还包括第一加药结构和第二加药结构，第一加药结构用于向铁铬铝反应罐添加试剂，第二加药结构用于向沉铬反应罐、沉铝反应罐和沉铁反应罐添加试剂。

本方案的使用方法、原理及优点是：经过制浆单元的处理，污泥形成泥浆，然后再经石膏及铜分离单元的处理，除去了物料中的钙、铜等物质。经过制浆和石膏及铜分离处理之后，物料进入铁铬铝分离单元，分步分离出含有铬、铝和铁的物质。向铁铬铝反应罐中的物料加入试剂(来源于第一加药结构)，铬、铝和铁被沉淀，经铁铬铝分离压滤机的处理，形成含铬铝铁的滤饼。该滤饼加入铁铬铝溶解反应罐，将滤饼溶解之后，液体物料进入沉铬反应罐，使用第二加药结构向沉铬反应罐添加试剂，使得铬被沉淀，再经过铬分离压滤机的处理，形成含铬的滤饼。铬分离压滤机中的液体物料继续进入沉铝反应罐，使用第二加药结构向沉铝反应罐添加试剂，使得铝被沉淀，再经过铝分离压滤机的处理，形成含铝的滤饼。铝分离压滤机中的液体物料继续进入沉铁反应罐，使用第二加药结构向沉铁反应罐添加试剂，使得铁被沉淀，再经过铁分离压滤机的处理，形成含铁的滤饼。至此，已将污泥中的铬、铝和铁三种元素分离，可分别回收再利用。经过制浆单元、石膏及铜分离单元和铁铬铝分离单元的处理中，可以将污泥中的钙元素、铜元素、铬元素、铝元素和铁元素回收。本系统非常适合于处理和回收含有大量钙、铜、铬、铝和铁的污泥，实现可再生资源回收和环境污染处理。

优选的，作为一种改进，还包括回用水单元。这样，系统中产生的废水得到了循化利用，节约能源并提高了物料利用率。

优选的，作为一种改进，所述第一加药结构包括石灰加药罐、碳酸钙加药罐和双氧水加药罐。在铁铬铝反应罐中，物料与石灰水(来自石灰加药罐)、碳酸钙溶液(来自碳酸钙加药罐)和双氧水(来自双氧水加药罐)反应，形成沉淀，以供后续工艺加工。

优选的，作为一种改进，所述第二加药结构为液碱加药罐。这样，向沉铬反应罐、沉铝反应罐和沉铁反应罐依次加入碱液，可将上述三种物质依次分别沉淀分离。

优选的，作为一种改进，所述制浆单元包括顺次连接的打浆罐和浆液中间罐；所述制浆单元还包括用于向打浆罐添加稀硫酸的稀硫酸储罐。通过制浆单元，将污泥转换成泥浆，以供后续工艺处理。

优选的，作为一种改进，所述石膏及铜分离单元包括酸浸反应罐、酸浸压滤机、石膏纯化罐、铜置换反应罐、铜分离压滤机和浓硫酸储罐；浆液中间罐的出口与酸浸反应罐的入口连通，酸浸反应罐的出口与酸浸压滤机的入口连通，酸浸压滤机的固体物料出口与石膏纯化罐的入口连通，酸浸压滤机的液体物料出口与铜置换反应罐的入口连通，铜置换反应罐的出口与铜分离压滤机的入口连通；浓硫酸储罐用于向酸浸反应罐中添加浓硫酸。这样，通过酸浸，使得泥浆中的重金属溶解；在酸浸压滤机中形成带后续处理的固体物料和液体物料；固体物料进入石膏纯化罐，经反应后获得含石膏的滤饼；液体物料进入铜置换反应罐，经置换反应以及后续的铜分离压滤机处理，获得含铜的滤饼。自此，可将石膏和铜先行回收，从铜分离压滤机流出的液体物料将用于后续工艺处理(进入铁铬铝分离单元)。

优选的，作为一种改进，所述回用水单元包括循环水罐、结晶罐和离心机；循环水罐的入口与铁铬铝分离压滤机的液体物料出口连通，且和铁分离压滤机的液体物料出口连通；循环水罐的出口与结晶罐的入口连通，结晶罐的出口与离心机的入口连通，离心机的出口与打浆罐的水入口连通。经结晶处理可将硫酸钠晶体析出，减少废水中离子含量，经处理后的废水可以循环使用。

优选的，作为一种改进，所述铁铬铝分离压滤机的固体物料出口与铁铬铝溶解反应罐的入口连通。铁铬铝分离压滤机的固体物料出口处，产生含有铁铬铝的滤饼，并与其他杂质分离，该滤饼在铁铬铝溶解反应罐中溶解，可用于后续的铁铬铝的分离工艺。

优选的，作为一种改进，所述铁铬铝反应罐与铜分离压滤机的液体物料出口连通；铜分离压滤机的固物料出口连通有铜回收出料通道。铁铬铝反应罐中的待处理物料来自于铜分离压滤机的液体物料出口，且从铜分离压滤机的固物料出口处，可获得含铜滤饼。

优选的，作为一种改进，铁铬铝溶解反应罐的出口与沉铬反应罐的入口连通，沉铬反应罐的出口与铬分离压滤机的入口连通，铬分离压滤机的液体物料出口与沉铝反应罐的入口连通，沉铝反应罐的出口与铝分离压滤机的入口连通，铝分离压滤机的液体物料出口与沉铁反应罐的入口连通，沉铁反应罐的出口与铁分离压滤机的入口连通；所述铬分离压滤机的固体物料出口连通有铬回收出料通道；所述铝分离压滤机的固体物料出口连通有铝回收出料通道；所述铁分离压滤机的固体物料出口连通有铁回收出料通道。采用上述方案，可以利用物料中的碱性依次递增的方式，分别将铬、铝和铁分离开，并实现分别收集。

附图说明

图1为实施例1的制浆单元的设备连接的示意图。

图2为实施例1的石膏及铜分离单元的设备连接的示意图。

图3为实施例1的铁铬铝分离单元的设备连接的示意图。

图4为实施例2的回用水单元的设备连接的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：泵1、稀硫酸储罐2、浓硫酸储罐3、打浆罐4、浆液中间罐5、酸浸反应罐6、酸浸压滤机7、石膏纯化罐8、铜置换反应罐9、铜分离压滤机10、循环水罐11、结晶罐12、离心机13、铁铬铝反应罐14、铁铬铝分离压滤机15、石灰加药罐16、碳酸钙加药罐17、双氧水加药罐18、液碱加药罐19、铁铬铝溶解反应罐20、沉铬反应罐21、铬分离压滤机22、沉铝反应罐23、铝分离压滤机24、沉铁反应罐25、铁分离压滤机26、污泥进料通道a、进水管b、铜回收出料通道c、废水进料管d、回用水出料管e、铬回收出料通道f、铝回收出料通道g、铁回收出料通道h。

实施例1

污泥处理沉淀系统包括制浆单元、石膏及铜分离单元和铁铬铝分离单元。

如图1所示，制浆单元包括顺次通过管道连接的打浆罐4和浆液中间罐5，打浆罐4上设有水入口、泥浆入口和稀硫酸入口，水入口与进水管b连通，泥浆入口与污泥进料通道a连通，稀硫酸入口通过管道连通有稀硫酸储罐2。打浆罐4和稀硫酸储罐2之间的管道上设有泵1，用以从稀硫酸储罐2向打浆罐4泵送物料。打浆罐4的出口通过管道和浆液中间罐5的入口连通。在打浆罐4中，污泥、稀硫酸和水混合形成泥浆，物料流向浆液中间罐5，在浆液中间罐5中，泥浆进一步被充分混合。

如图2所示，石膏及铜分离单元包括浓硫酸储罐3、酸浸反应罐6、酸浸压滤机7、石膏纯化罐8、铜置换反应罐9和铜分离压滤机10。浆液中间罐5的出口通过管道与酸浸反应罐6的入口连通，浆液中间罐5和酸浸反应罐6之间的管道上设有泵1。浓硫酸储罐3的出口通过管道与酸浸反应罐6的入口连通，浓硫酸储罐3和酸浸反应罐6之间的管道上设有泵1。酸浸反应罐6的出口通过管道与酸浸压滤机7的入口连通，酸浸压滤机7的固体物料出口与石膏纯化罐8的入口通过管道连通，酸浸压滤机7的液体物料出口通过管道与铜置换反应罐9的入口连通。铜置换反应罐9的出口通过管道与铜分离压滤机10的入口连通，铜置换反应罐9和铜分离压滤机10之间的管道上设有泵1。铜分离压滤机10的液体物料出口与图3所示的铁铬铝分离单元连通(后文详述)，铜分离压滤机10的固体物料出口连通有铜回收出料通道c，收集含铜的滤饼。

在酸浸反应罐6中，从浆液中间罐5来的泥浆与浓硫酸混合，泥浆中的重金属离子被充分溶解，然后物料流向酸浸压滤机7，经过滤分离处理之后，在酸浸压滤机7的固体物料出口中获得的固体物料进入石膏纯化罐8中，再和石灰水反应获得含石膏的滤饼(需要收集)。从酸浸压滤机7的液体物料出口中，向铜置换反应罐9输入液体物料，在铜置换反应罐9中加入铁粉等反应物，在铜置换反应罐9中发生置换反应，反应后的物料通过管道进入铜分离压滤机10的入口，经过滤分离处理之后，在铜回收出料通道c处收集含铜的滤饼(需要收集)，从铜分离压滤机10出口流出的液体物料将进入图3所示的铁铬铝分离单元。

如图3所示，铁铬铝分离单元包括铁铬铝反应罐14、铁铬铝分离压滤机15、石灰加药罐16、碳酸钙加药罐17、双氧水加药罐18、液碱加药罐19、铁铬铝溶解反应罐20、沉铬反应罐21、铬分离压滤机22、沉铝反应罐23、铝分离压滤机24、沉铁反应罐25和铁分离压滤机26。铜分离压滤机10的液体物料出口与铁铬铝反应罐14的入口通过管道连接，铁铬铝反应罐14的入口还与石灰加药罐16、碳酸钙加药罐17、双氧水加药罐18均通过管道连通。铁铬铝反应罐14和石灰加药罐16之间的管道，铁铬铝反应罐14和碳酸钙加药罐17之间的管道以及铁铬铝反应罐14和双氧水加药罐18之间的管道上均设有泵1。铁铬铝反应罐14的出口与铁铬铝分离压滤机15通过管道连通，铁铬铝分离压滤机15的液体物料出口流出的废水需要后续进行无害化处理。铁铬铝分离压滤机15的固体物料出口通过物料通道与铁铬铝溶解反应罐20的入口连通，铁铬铝溶解反应罐20的出口通过管道与沉铬反应罐21的入口连通，沉铬反应罐21的出口通过管道与铬分离压滤机22的入口连通，铬分离压滤机22的液体物料出口通过管道与沉铝反应罐23连通，铬分离压滤机22的固体物料出口连通有铬回收出料通道f，在铬回收出料通道f处收集含铬滤饼(需要收集)。沉铝反应罐23的出口通过管道与铝分离压滤机24的入口连通，铝分离压滤机24的液体物料出口通过管道与沉铁反应罐25的入口连通，铝分离压滤机24的固体物料出口连通有铝回收出料通道g，从铝回收出料通道g中收集含铝滤饼(需要收集)。沉铁反应罐25的出口通过管道与铁分离压滤机26的入口通过管道连通，铁分离压滤机26的液体物料出口流出的废水需要后续进行无害化处理。铁分离压滤机26的固体物料出口连通有铁回收出料通道h，从铁回收出料通道h中获得含铁滤饼(需要收集)。铁铬铝溶解反应罐20和沉铬反应罐21之间的管道、沉铬反应罐21和铬分离压滤机22之间的管道、沉铝反应罐23和铝分离压滤机24之间的管道、沉铁反应罐25和铁分离压滤机26之间的管道上均设有泵1。液碱加药罐19通过管道与沉铬反应罐21的试剂入口连通，且与沉铝反应罐23的试剂入口连通，且与沉铁反应罐25的试剂入口连通。

在铁铬铝反应罐14中，来自铜分离压滤机10的液体物料出口的物料与石灰水(来自石灰加药罐16)、碳酸钙溶液(来自碳酸钙加药罐17)和双氧水(来自双氧水加药罐18)反应，反应后的物料进入铁铬铝分离压滤机15中。经过滤之后，固体物料从铁铬铝分离压滤机15的固体物料出口送至铁铬铝溶解反应罐20中，再在铁铬铝溶解反应罐20中加入水、稀硫酸和铁粉等物料，经充分反应的物料从铁铬铝溶解反应罐20的出口输送至沉铬反应罐21中，在沉铬反应罐21中加入碱液(来自液碱加药罐19)。经反应后，沉铬反应罐21中的物料进入铬分离压滤机22，经过滤分离之后，从铬回收出料通道f中收集含铬滤饼，铬分离压滤机22中的液体物料流入沉铝反应罐23，在沉铝反应罐23中加入碱液(来自液碱加药罐19)。经反应后，沉铝反应罐23中的物料进入铝分离压滤机24，经过滤分离之后，从铝回收出料通道g中收集含铝滤饼，铝分离压滤机24中的液体物料流入沉铁反应罐25，在沉铁反应罐25中加入碱液(来自液碱加药罐19)。经反应后，沉铁反应罐25中的物料进入铁分离压滤机26，经过滤分离之后，从铁回收出料通道h中回收含铁滤饼，铁分离压滤机26中的液体物料(废水)从系统中流出，后续需要对废水进行无害化回收处理。

在本实施例中，使用到的设备均为化工领域的现有技术中的常规设备：打浆罐4和浆液中间罐5可选用本领域常用的制浆罐。酸浸反应罐6和铁铬铝溶解反应罐20可选用本领域常用的酸浸罐。石膏纯化罐8、铜置换反应罐9、铁铬铝反应罐14、沉铬反应罐21、沉铝反应罐23和沉铁反应罐25可选用本领域常用的反应罐。酸浸压滤机7、铜分离压滤机10、铁铬铝分离压滤机15、铬分离压滤机22、铝分离压滤机24和铁分离压滤机26可选用本领域常用的压滤机(例如，型号为xmzgj60-800-uk的压滤机)。现有的压滤机大体的工作流程为：固液混合的物料通过压滤机的入口进入压滤机，物料在压滤机中实现固液分离，液体部分从液体物料出口输出，固体部分(成为滤饼)从固体物料出口输出。

石灰加药罐16、碳酸钙加药罐17、双氧水加药罐18和液碱加药罐19可选用本领域常用的辅料配液罐；稀硫酸储罐2和浓硫酸储罐3可选用本领域常用的储液罐。

综上，经过制浆单元、石膏及铜分离单元和铁铬铝分离单元的处理中，可以将污泥中的钙元素、铜元素、铬元素、铝元素和铁元素回收。本系统非常适合于处理和回收含有大量钙、铜、铬、铝和铁的污泥，实现可再生资源回收和环境污染处理。

实施例2

本实施例基本同实施例1，不同点如图4所示，污泥处理沉淀系统还包括回用水单元。回用水单元包括循环水罐11、结晶罐12和离心机13，铁铬铝分离压滤机15的液体物料出口与循环水罐11的入口通过废水进料管d连通，铁分离压滤机26的液体物料出口也与循环水罐11的入口通过废水进料管d连通。循环水罐11的出口与结晶罐12的入口通过管道连通，结晶罐12的出口与离心机13的入口通过管道连通，离心机13的出口通过回用水出料管e与制浆单元的进水管b连通。循环水罐11暂存废水，然后在结晶罐12中，使用循环液(例如冷水)将废水冷却至20℃，析出硫酸钠晶体，然后将液体物料送至离心机13中离心处理，离心获得的液体为回用水，将被输入打浆罐4作为制浆的物料。在本方案中，系统中产生的废水得到了循化利用，节约能源并提高了物料利用率。

在本实施例中，循环水罐11(为一种储水罐)、结晶罐12、离心机13均为化工领域的现有技术中的常规设备。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出各种变化。这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。