重金属污泥全资源化处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型是有关于一种重金属污泥全资源化处理系统，该重金属污泥全资源化处理系统设有酸溶反应槽、分子震荡裂解器、连续分离机和盐酸回收器，该分子震荡裂解器与该酸溶反应槽以管路相连接，该连续分离机与该分子震荡裂解器以管路相连接，该盐酸回收器与该连续分离机以管路相连接。利用本新型的系统可将重金属污泥等废弃物所含有用成分分离出，以使该成分可再为其他产业的原料再利用，达到将重金属污泥全资源化效果。
【专利说明】重金属污泥全资源化处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型是有关于一种重金属污泥全资源化处理系统，尤指一种可将重金属污泥等内所含诸多有用成分有效取出再利用，达到将重金属污泥全资源化的处理系统。
【背景技术】
[0002]本实用新型创作人有鉴于现有重金属污泥中许多成分未有效回收利用的弊失，提出中国台湾公开第201245054号的“含重金属碱性污泥资源化处理方法”的专利案，其主要是先用硫酸溶液溶解含重金属碱性污泥，分离出含氧化硅的酸不溶物，再以超声波处理酸溶液，使重金属离子与氢氧化钙脱离，然后加碱，以控制溶液的PH值，使硫酸钙沉淀分离，以处理氢氧化钠碱性污泥没有分离硫酸钙的问题，而以固液分离可得到重金属液体部分及含硫酸钙固体部分，液体部分先用硫酸亚铁处理，使重金属离子均匀分布在硫酸亚铁溶液中，再加碱调整pH值为8.5?9通入压缩空气曝气氧化，部分亚铁形成三价铁，最后形成铁氧晶体，并可制成具有多种用途的添加料，另固体部分中硫酸钙，则作为水泥及石膏板的添加料。
[0003]借由该本实用新型创作人于中国台湾公开第201245054号的“含重金属碱性污泥资源化处理方法”提出的重金属污泥处理方法的教导，已可由重金属碱性污泥中提取出铁氧晶体及硫酸钙等资源，但该重金属碱性污泥中除了可生成铁氧晶体、硫酸钠、硫酸钙外，尚有酸不溶物等产生，水洗后的酸不溶物等已无害化，一般掩埋即可，但尚未达到全资源化理相实用新型内容
[0004]本实用新型是有关于一种重金属污泥全资源化处理系统，其主要目的是为了提供一种可将重金属污泥等内所含诸多有用成分有效取出再利用，达到将重金属污泥全资源化的处理系统。
[0005]为了达到上述实施目的，本实用新型创作人乃研发如下重金属污泥全资源化处理系统，该重金属污泥全资源化处理系统设有酸溶反应槽、分子震荡裂解器、连续分离机和盐酸回收器，该分子震荡裂解器与该酸溶反应槽以管路相连接，该连续分尚机与该分子震荡裂解器以管路相连接，该盐酸回收器与该连续分离机以管路相连接。
[0006]如上所述的重金属污泥全资源化处理系统，其中，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有分子稳定器，且该分子稳定器与该盐酸回收器以管路相连接。
[0007]如上所述的重金属污泥全资源化处理系统，其中，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有硅溶胶反应器，该硅溶胶反应器与该连续分离机以管路相连接。
[0008]如上所述的重金属污泥全资源化处理系统，其中，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有碱物生成器，该碱物生成器至少与该分子稳定器及该硅溶胶反应器其中之一以管路相连接。
[0009]如上所述的重金属污泥全资源化处理系统，其中，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有过滤器，该过滤器与该分子稳定器以管路相连接。
[0010]如上所述的重金属污泥全资源化处理系统，其中，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有浓缩结晶器，该浓缩结晶器与该过滤器以管路相连接。
[0011]如上所述的重金属污泥全资源化处理系统，其中，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有中水回收器，该中水回收器至少与该浓缩结晶器及该碱物生成器其中之一以管路相连接。
[0012]或者，所述的重金属污泥全资源化处理系统设有酸溶反应槽、分子震荡裂解器、连续分离机和盐酸回收器，该分子震荡裂解器与该酸溶反应槽以管路相连接，该连续分离机与该分子震荡裂解器以管路相连接，该盐酸回收器与该连续分离机以管路相连接，其中，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有分子稳定器，且使该分子稳定器与该盐酸回收器以管路相连接，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有碱物生成器，使该碱物生成器与该分子稳定器以管路相连接。
[0013]或者，所述的重金属污泥全资源化处理系统设有酸溶反应槽、分子震荡裂解器、连续分离机和盐酸回收器，该分子震荡裂解器与该酸溶反应槽以管路相连接，该连续分离机与该分子震荡裂解器以管路相连接，该盐酸回收器与该连续分离机以管路相连接，其中，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有分子稳定器，且使该分子稳定器与该盐酸回收器以管路相连接，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有过滤器，使该过滤器与该分子稳定器以管路相连接，又进一步包含有浓缩结晶器，且使该浓缩结晶器与该过滤器以管路相连接。
[0014]或者，所述的重金属污泥全资源化处理系统设有酸溶反应槽、分子震荡裂解器、连续分离机和盐酸回收器，该分子震荡裂解器与该酸溶反应槽以管路相连接，该连续分离机与该分子震荡裂解器以管路相连接，该盐酸回收器与该连续分离机以管路相连接，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有硅溶胶反应器，使该硅溶胶反应器与该连续分离机以管路相连接。
[0015]本实用新型具有如下优点:
[0016]1.本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统是借由分子震荡裂解器，以将溶于酸溶液的重金属污泥中化合物进一步离子化，以分成可溶于酸溶液的重金属离子及不溶于酸溶液的硅、钙等酸不溶物，于此，以更利于连续分离机分离出酸不溶物及溶有重金属离子的酸溶液。
[0017]2.本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统的分子震荡裂解器是利用不同波长的超声波协同将溶于酸溶液的重金属污泥中化合物其分子链结打断，借由该不同波长的协同相乘作用，可更提升将化合物全离子化的效果。
[0018]3.本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统设有硅溶胶反应器，以将硅、钙等酸不溶物进一步添加酸性溶剂后，以生成活性硅酸胶，提供作为湿式水泥等粘结剂使用。
[0019]4.本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统设有盐酸回收器，以将溶有重金属离子的酸溶液，将盐酸蒸发气化后再降温回收，而由该溶有重金属离子的酸溶液提取出高纯度的盐酸等，可直接提供电镀厂、表面处理业厂等再利用。
[0020]5.本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统设有分子稳定器，以将经盐酸回收器留存下含高浓度重金属离子的酸溶液，于经酸碱中和后，形成复合铁氧体，再由分子稳定器磁力线作用，将该复合铁氧体进行有序排列，以形成稳定的复合铁氧体络合物，以提供高科技广品等使用。
[0021]6.本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统设有浓缩结晶器，以将进行酸碱中和后的溶液内产生的氯化钾结晶等提取而出，以提供农业、工业及医疗等产业制成钾肥、钾盐及电解质平衡剂等使用。
[0022]7.本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统设有碱物生成器，以将草木灰、香蕉叶或香蕉假茎等含钾原料中的钾成分萃取出，以提供作为酸碱中和的中和剂及将草木灰、香蕉叶或香蕉假茎等残渣制成活性硅酸胶或形成硅肥等使用。
[0023]8.本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统设有中水回收器，以将氯化钾溶液于取出结晶物前，及草木灰、香蕉叶或香蕉假茎等浸煮后蒸发浓缩工序中产生的水蒸气冷却处理为中水，以供应系统循环再利用或提供给外部工厂使用，避免水资源浪费。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的架构图；
[0025]图2为本实用新型的使用状态图；
[0026]其中各标记符号表示为:
[0027](I)酸溶反应槽
[0028](2)分子震荡裂解器
[0029](3)连续分离机
[0030](4)娃溶胶反应器
[0031](5)盐酸回收器
[0032](6)分子稳定器
[0033](7)过滤器
[0034](8)浓缩结晶器
[0035](9)碱物生成器
[0036](10)中水回收器。
【具体实施方式】
[0037]以下通过具体实施例详细说明本实用新型的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本实用新型的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
[0038]首先，请参阅图1、图2所示，为本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统，是设有酸溶反应槽1，并使酸溶反应槽I以管路与分子震荡裂解器2相连接，该分子震荡裂解器2设有反应槽，并于其反应槽内设有数组可输出不同频率波长的非游离辐射波装置，又设有连续分离机3，该连续分离机3设有分离槽，并于该分离槽内设有多层过滤膜，且使该连续分离机3与该分子震荡裂解器2间以管路相连接，另使该连续分离机3以管路与硅溶胶反应器4及盐酸回收器5相连接，而该硅溶胶反应器4于其反应槽内设有加热装置，并于反应槽中央处设有搅拌杆，另该盐酸回收器5则设有依序连结的蒸发装置、制冷装置及蒸气吸收罐，且于该蒸气吸收罐内设有搅拌泵及浓度计等，又设有分子稳定器6，该分子稳定器6于其反应槽壁处设有线圈，又于反应槽内组设有导磁板，且于反应槽中央处设有一绕设有线圈的搅拌杆，并使该分子稳定器6与盐酸回收器5以管路相连接，且使该分子稳定器6以管路连接有过滤器7，该过滤器7设有过滤槽，并于该过滤槽内设有滤膜，另使该过滤器7以管路与浓缩结晶器8相连接，该浓缩结晶器8在其溶液储存槽后连结有蒸发装置，且于该蒸发装置后分别连结有离心装置及制冷装置，该离心装置则与中水回收器10经管路相连接，又设有碱物生成器9，该碱物生成器9包含有沉淀槽，及与该沉淀槽相连结的蒸发装置，且使该碱物生成器9以管路与分子稳定器6、硅溶胶反应器4及中水回收器10相连接。
[0039]据此，当使用实施时，是于该酸溶反应槽I内容置有铁系废酸洗液等酸溶液，再将欲处理的重金属污泥置入该酸溶反应槽I内，并经搅拌以将该重金属污泥溶解于该酸溶液中，该与酸溶反应槽I以管路相连接的分子震荡裂解器2，将溶有重金属污泥的酸溶液输入分子震荡裂解器2的反应槽，再利用分子震荡裂解器2其反应槽内设置的数组非游离辐射波装置发出不同波长的超声波协同相乘作用将溶于酸溶液的重金属污泥中化合物分子链结打断形成游离状态的离子，以使该重金属污泥中的化合物完全离子化，而该离子化的重金属污泥中化合物大致分有可溶于酸溶液的重金属离子及不溶于酸溶液的硅、钙等酸不溶物，再使分子震荡裂解器2将重金属污泥中化合物完全离子化的酸溶液输往该连续分离机3，以经由该连续分离机3其分离槽内设置的多层过滤膜连续过滤，将不溶于酸溶液的酸不溶物及溶于酸溶液的重金属离子分离，以分离形成酸不溶物及溶有重金属离子的酸溶液。
[0040]然后，将由连续分离机3分离出的含硅、钙等酸不溶物输入与其以管路相连接的硅溶胶反应器4，再于该硅溶胶反应器4其反应槽内添加入由碱物生成器9输入的草木灰、香蕉叶或香蕉假茎残渣等碱性物，并以浓硫酸为酸性溶剂以借由反应槽内设置的加热装置进行加压、加热反应，并由反应槽内的搅拌杆进行搅拌以生成活性硅酸胶。另外，将由连续分离机3分离出的溶有重金属离子的酸溶液输入与连续分离机3以管路相连接的盐酸回收器5的蒸发装置，以使酸溶液蒸发，再经制冷装置冷却后导入蒸气吸收罐，续经蒸气吸收罐内的搅拌泵均匀搅拌后，由浓度计进行浓度检测，以由盐酸回收器5将盐酸蒸发成气体再降温回收，并计算调节该回收酸溶液浓度后回收，本实用新型主要回收的酸溶液为约18%?30%浓度的纯盐酸，该盐酸回收器5将大部份酸溶液回收。
[0041]再者，于该盐酸回收器5留存下含高浓度重金属离子的酸溶液，即输往与其以管路相连接的分子稳定器6，然后于该分子稳定器6的反应槽内，计量加入已调好浓度的钾水等碱溶液，该钾水等碱溶液可由碱物生成器9输入，该碱物生成器9主要将草木灰、香蕉叶或香蕉假茎等含钾原料溶于沉淀槽的水中，然后经浸煮将草木灰、香蕉叶或香蕉假茎等含钾原料中的钾成分萃取出，再经碱物生成器9的蒸发装置蒸发浓缩为50%的钾水输往以管路相连接的分子稳定器6供中和反应使用，或可将一定浓度的氢氧化钾直接添加入该分子稳定器6内，以提供中和反应之用，利用该酸碱值(pH值)控制即可形成复合铁氧体，本实用新型主要是将其酸碱值(pH值)调整至pH9以沉淀形成复合铁氧体，再由该分子稳定器6导入压缩空气进行氧化，以于该中和的酸碱溶液中形成复合铁氧体沉淀，再使该分子稳定器6其反应槽壁处设置的线圈及搅拌杆上绕设的线圈通电产生电磁场，并利用反应槽内组设置的导磁板，导引规划此电磁场内磁力线，并发出规划的磁力线，通过磁化反应，将该复合铁氧体整序排列，使复合铁氧体络合物(错合物)稳定。
[0042]又该分子稳定器6是将该沉淀有复合铁氧体的酸碱溶液经管路输入过滤器7中，以经由该过滤器7其过滤槽内所设滤膜，将该酸碱溶液与复合铁氧体进行分离，该复合铁氧体是再经离心分离，经干燥后形成复合铁氧体粉末，另该酸碱溶液则输往与该过滤器7以管路相连接的浓缩结晶器8，以使该过滤后溶液输入该浓缩结晶器8的溶液储存槽中，再由连结于溶液储存槽后的蒸发装置，对该过滤后溶液进行加热，其加热后产生的蒸气导入制冷装置中冷却，以形成中水，再导入中水回收器10进行回收，另该溶液加热后形成的浓缩液则导入离心装置分离出结晶体。由于本实用新型是于酸溶液中添加钾水为中和剂，以形成复合铁氧体沉淀及氯化钾溶液，而该氯化钾溶液中含有的盐酸氯离子是与该钾水中和剂的钾离子产生化合物，以于该浓缩结晶器8将该含氯化钾溶液蒸发浓缩至过饱和状态后进行氯化钾结晶反应，以获得氯化钾结晶，该氯化钾结晶经离心分离将结晶体分离后，再经干燥以制成氯化钾粉末产品。
[0043]该中水回收器10是将该浓缩结晶器8对中和的氯化钾溶液进行蒸发浓缩工序中，产生的水蒸气经管路导入中水回收器10冷却处理为中水后，可提供碱物生成器9进行草木灰、香蕉叶或香蕉假茎等的浸煮及钾水调制等作业，另该碱物生成器9于将浸煮草木灰、香蕉叶或香蕉假茎等的水蒸发浓缩为钾水的蒸发浓缩工序中，产生的水蒸气经管路导入中水回收器10冷却为中水后备用，另外，过滤器7输出的复合铁氧体，于离心分离及干燥形成复合铁氧体粉末的工序中，产生的水蒸气亦可输送往中水回收器10，以作为中水备用。
[0044]据此，利用本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统即可以将电子领域、印刷电路板领域或电镀领域等，在生产制造过程中，所产出的重金属污泥及废酸洗液等废弃物等一并进行处理，以将该废弃物中所含有害重金属以化学处理分离后再重组，生产复合铁氧体、氯化钾、活性硅酸胶及高纯度盐酸等有用资源提取出，取出的复合铁氧体具有良好导磁性，在高频时有高磁导率，且其电阻率比一般金属磁性材料更大，若再经精炼成纳米级铁氧磁体，其产品用途更可扩大至生物医药领域、磁性密封、磁性保健、磁性记录材料、磁种颗粒、匿踪涂料、铁氧体磁珠、铁氧体触媒及铁氧铁膜等高科技产品使用。
[0045]此外，该氯化钾则可用于农业的钾肥使用，应用于工业时，则可制造钾盐，当用于医疗时，可作为电解质平衡调节药，及预防和治疗进食不足、呕吐、腹泻、失钾性肾病、低钾血症、水肿等病症，与胶凝剂、运动饮料及酵母食品材料等用途。
[0046]另外，该活性硅酸胶可提供作为湿式水泥，以取代现有一般碳酸钙水泥，有优于碳酸钙水泥的表面光滑性、抗酸碱性、不龟裂性及熟成时间短等特性，若再经脱酸反应及纳米化，其优良的高温稳定性、粘结性、成膜性、比表面积大等性能，更可被广泛应用于如:精密铸造粘结剂、耐火保温绝热材料、外墙涂料、玻璃纤维结合剂、纺织工业处理剂、造纸工业表面处理剂、食品工业澄清剂、触媒载体、地板蜡防滑剂、净水剂及半导体元件抛光剂等的用途。
[0047]而该回收的18%?30%浓度盐酸，以其高品质纯度可直接供应电镀厂、表面处理业厂等再使用，另由蒸馏冷凝所产出的中水，除提供系统内部工序使用外，更可销售给耗水量大的工厂使用，不致直接排放掉，造成水资源浪费，故本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统，是为重金属污泥及废酸洗液等废弃物内所含诸多有用成分有效取出，以使该诸多成分可再提供工业使用，而达到将重金属污泥全资源化效果。
[0048]前述的实施例或附图并非限定本实用新型的重金属污泥全资源化处理系统实施方案，本实用新型可于盐酸回收器5中利用该酸碱值(pH值)调整控制取出铬等重金属离子，将该铬元素提取出后，进一步反应生成氢氧化铬，再制成三氯化铬，以提供合成饲料、铬盐等使用，又该碱物生成器9生成的草木灰、香蕉叶或香蕉假茎等的残渣则可输往一干燥机去除水分制成硅肥，以提供农业上利用。
【权利要求】
1.一种重金属污泥全资源化处理系统，其特征在于，该重金属污泥全资源化处理系统设有酸溶反应槽、分子震荡裂解器、连续分离机和盐酸回收器，该分子震荡裂解器与该酸溶反应槽以管路相连接，该连续分离机与该分子震荡裂解器以管路相连接，该盐酸回收器与该连续分离机以管路相连接。
2.如权利要求1所述重金属污泥全资源化处理系统，其特征在于，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有分子稳定器，且该分子稳定器与该盐酸回收器以管路相连接。
3.如权利要求2所述重金属污泥全资源化处理系统，其特征在于，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有硅溶胶反应器，该硅溶胶反应器与该连续分离机以管路相连接。
4.如权利要求3所述重金属污泥全资源化处理系统，其特征在于，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有碱物生成器，该碱物生成器至少与该分子稳定器及该硅溶胶反应器其中之一以管路相连接。
5.如权利要求4所述重金属污泥全资源化处理系统，其特征在于，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有过滤器，该过滤器与该分子稳定器以管路相连接。
6.如权利要求5所述重金属污泥全资源化处理系统，其特征在于，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有浓缩结晶器，该浓缩结晶器与该过滤器以管路相连接。
7.如权利要求6所述重金属污泥全资源化处理系统，其特征在于，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有中水回收器，该中水回收器至少与该浓缩结晶器及该碱物生成器其中之一以管路相连接。
8.如权利要求2所述重金属污泥全资源化处理系统，其特征在于，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有碱物生成器，该碱物生成器与该分子稳定器以管路相连接。
9.如权利要求2所述重金属污泥全资源化处理系统，其特征在于，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有过滤器和浓缩结晶器，该过滤器与该分子稳定器以管路相连接，该浓缩结晶器与该过滤器以管路相连接。
10.如权利要求1所述重金属污泥全资源化处理系统，其特征在于，该重金属污泥全资源化处理系统进一步包含有硅溶胶反应器，该硅溶胶反应器与该连续分离机以管路相连接。
【文档编号】C02F11/00GK203833780SQ201420223908
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】刘文治, 何剑雄, 卓英仁 申请人:台湾押花事业股份有限公司