一种铁盐污泥减量化系统的制作方法

1.本实用新型属于污泥处理技术领域，具体涉及一种铁盐污泥减量化系统。


背景技术：

2.铁盐是水处理领域的一种常用化学药剂，广泛用于混凝剂、还原剂(亚铁)和催化剂。应用于水处理的铁盐，一般都会转化为铁氧化物沉淀，通过固液分离，最终以污泥形式排出系统。传统的铁盐混凝工艺与芬顿氧化工艺都会产生较多的含铁污泥。由于铁盐污泥处理复杂，工业上一般填埋处置这些污泥，但部分废水处理产生的高含铁污泥属于危废，处理费用高昂。因此，含铁污泥的减量化对降低水处理厂的运营成本具有重要意义。
3.在传统铁盐混凝工艺及芬顿氧化工艺中，一般采用高分子絮凝剂(如pam)促进废水中悬浮物(ss)的絮凝、沉降，降低出水ss(悬浮物)含量。因此絮凝沉降所得铁盐污泥中含有稳定性高的有机高分子絮凝剂，一般的化学或生物处理工艺无法使絮凝剂降解。而高分子絮凝剂可能会包裹其中的铁(通常为铁氧化物沉淀)，进而使铁盐的回收利用难以实现。
4.相关技术公开了一种芬顿污泥(铁盐污泥)处理装置，通过铁的还原、分离，实现了部分铁盐的循环利用。此外，还有技术尝试采用化学或生物方法将铁还原为二价。但由于混凝工艺一般采用三价铁盐作混凝剂，此时仅需将铁盐污泥中的铁由固态的铁转化为可溶铁即可，铁的还原是不必要的，此外，大多数情况下，还原所得亚铁不能用作混凝剂；基于此考虑，现有的铁盐污泥的回收方法存在工艺复杂、成本高及处理效率低的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种铁盐污泥减量化系统，能够实现铁盐污泥的低成本高效减量。
6.本实用新型提供了一种铁盐污泥减量化系统，包括经由管道依次相连的浓缩池、酸化池、离心机和铁盐储罐；
7.所述离心机上设有向所述酸化池回流污泥的污泥回流管道。
8.根据本实用新型实施方式的，至少具有如下技术效果：
9.(1)本实用新型采用了污泥回流设计，铁盐污泥中未被酸化池溶解的铁氧化物及其它悬浮固体，经离心脱水机分离后，回流至酸化池，使未溶解的铁氧化物沉淀继续酸化溶解，从而使污泥中的铁盐得到充分溶解，最大程度实现铁盐污泥的减量化、资源化；此外，污泥回流也提高了高分子絮凝剂及有关悬浮固体(ss)在系统内的浓度，而高分子絮凝剂有利于提高离心分离机的固液分离效果。
10.(2)相较于还原法(生物还原和化学还原等)进行铁盐污泥的资源化与减量化，本实用新型提供的减量化系统中，仅通过浓缩池、酸化池、离心机及污泥回流控制装置即实现了铁盐污泥的减量化、资源化，流程简单、高效，成本低；同时还将铁盐回收利用，进一步降低了混凝工艺的成本。
11.根据本实用新型的一些实施方式，所述铁盐污泥来自铁盐混凝工艺或芬顿氧化工
艺。
12.根据本实用新型的一些实施方式，所述酸化池设有第一酸化区和第二酸化区。
13.根据本实用新型的一些实施方式，所述第一酸化区为弱酸化区，其中的ph为1.5～3.0。
14.根据本实用新型的一些实施方式，所述第一酸化区上设有在线ph监控装置。
15.根据本实用新型的一些实施方式，所述第一酸化区上设有搅拌装置。
16.根据本实用新型的一些实施方式，所述第二酸化区为强酸化区，其中的ph为0.5～1.5。
17.根据本实用新型的一些实施方式，所述第二酸化区上设有在线ph监控装置。
18.根据本实用新型的一些实施方式，所述第二酸化区上设有搅拌装置。
19.根据本实用新型的一些实施方式，所述第一酸化区和第二酸化区之间设有分隔墙。
20.根据本实用新型的一些实施方式，所述分隔墙与所述酸化区的顶部的垂直距离为10～50cm。
21.根据本实用新型的一些实施方式，所述分隔墙上设有导管，所述导管连通所述第一酸化区和第二酸化区。
22.根据本实用新型的一些实施方式，所述导管上设有控制阀门。
23.根据本实用新型的一些实施方式，所述第一酸化区和第二酸化区的体积比为1:1～2。
24.根据本实用新型的一些实施方式，所述第一酸化区上设有抽风口。
25.根据本实用新型的一些实施方式，所述抽风口为圆形，其直径为0.5～1.0m。
26.根据本实用新型的一些实施方式，所述抽风口连接有抽气管道。
27.根据本实用新型的一些实施方式，所述抽气管道的另一端连接有抽风机。
28.根据本实用新型的一些实施方式，所述第二酸化区上设有加料口。
29.根据本实用新型的一些实施方式，所述加料口为圆形，其直径为0.5～1.0m。根据本实用新型的一些实施方式，所述离心机安装在所述酸化池上方。
30.根据本实用新型的一些实施方式，所述污泥回流管道连通所述离心机与所述加料口。
31.根据本实用新型的一些实施方式，所述污泥回流管道垂直于水平面。
32.所述离心机安装在所述酸化池上方，使所述离心机的产出的固体经由所述固体出料口、污泥回流管道和加料口，直接落入所述酸化池的第二酸化区，无需动力输送，节省能耗。
33.所述抽风口抽气的过程中，气体可以通过所述加料口进入，以平衡所述酸化池内的气压。
34.通过所述加料口，还可以向所述第二酸化区内添加硫酸，以维持所述第二酸化区的ph。
35.所述铁盐污泥在所述酸化池的酸化过程可能会释放不良气味或有害气体(如硫化氢)，本实用新型设计的酸化池，在所述第一酸化区上设计了所述抽风口，在所述第二酸化区设计了所述进料口(也具有进风作用)，使其形成了半封闭的系统，风从进料口进去从抽
风口通过抽风机送走，防止不良气味或有害气体的现场散逸，提升了该工序的安全性。根据本实用新型的一些优选的实施方式，所述铁盐污泥减量化系统，包括经由管道依次相连的浓缩池、所述酸化池的第一酸化区、离心机和铁盐储罐。
36.ph值越低，所述铁盐污泥中的铁氧化物的酸化溶解反应速率越快，但较低的ph会导致酸化药剂显著过量、浪费，并在所述铁盐储罐中的铁盐溶液回用至混凝系统时，强酸性也会对水质产生不利影响。
37.本实用新型中，创新地设计了分步溶解法，分别设计了强酸化区与弱酸化区，在强酸化区进行快速的酸化溶解反应，在弱酸化区利用浓缩池出料对过量的酸进行中和、利用，分步溶解法实现了反应的快速进行，并使酸性药剂得到充分、有效的利用，也降低了酸性溶液对离心机等设备的腐蚀影响。
38.根据本实用新型的一些实施方式，所述酸化池上方(重力学)设置有至少一个固定桩。
39.根据本实用新型的一些实施方式，所述固定桩的末端与所述离心机连接。
40.所述固定桩起到固定、支撑所述离心机的作用。
41.根据本实用新型的一些实施方式，连通所述浓缩池和所述第一酸化区的管道上设有第一污泥泵。
42.根据本实用新型的一些实施方式，连通所述第一酸化区和所述离心机的管道上设有第二污泥泵。
43.所述第一污泥泵和第二污泥泵用于提供所述铁盐污泥输送的动力。
44.根据本实用新型的一些实施方式，所述污泥回流管道上引出有污泥排出管道。
45.根据本实用新型的一些实施方式，所述污泥排出管道一端与污泥仓连通。
46.根据本实用新型的一些实施方式，所述离心机将所述酸化池产生的铁盐污泥进行固液分离，其中含有铁离子的水相经管道输送至所述铁盐储罐；固相污泥则经所述污泥回流管道回流至所述第二酸化区，或进入所述污泥仓，等待后续处置。
47.所述回流可提升所述铁盐污泥中铁的提取率，并通过所述铁盐污泥中絮凝剂的积累提升所述离心机的固液分离性能。
48.当所述铁盐污泥中的铁被提取后，剩余的以高分子絮凝剂为主的固体物质，则通过所述污泥排出管道排至所述污泥仓。
49.根据本实用新型的一些实施方式，所述离心机产生的固体排入所述污泥仓与所述第二酸化区的比例为1:1～4。
50.根据本实用新型的一些实施方式，所述铁盐储罐上设有溶液出料口。
51.根据本实用新型的一些实施方式，所述溶液出料口与水处理系统的进料口连通，以方便所述铁盐污泥减量化系统产生的铁盐溶液循环用作混凝剂。
52.所述铁盐储罐中的铁盐主要价态为正三价，因此可直接用于所述混凝工艺，而无需进行价态调整。
53.根据本实用新型的一些实施方式，所述铁盐储罐上设有铁盐加料口。
54.根据本实用新型的一些实施方式，所述铁盐加料口连接有铁盐输送管道。
55.根据本实用新型的一些实施方式，所述铁盐输送管道的另一端连接有药剂投加泵。
56.由于所述铁盐污泥减量化系统产生的铁盐溶液的浓度不确定，为满足所述混凝工艺对浓度的要求，则需要所述铁离子监测系统进行浓度监测，并通过所述药剂投加泵，向其中外加铁盐或水以调节浓度，并由所述搅拌系统进行均质化。
附图说明
57.图1为本实用新型铁盐污泥减量化系统的连接示意图；
58.图2为本实用新型铁盐污泥减量化系统中酸化池的结构示意图；
59.图3为本实用新型铁盐污泥减量化系统中铁盐储罐的结构示意图。
60.附图标记：
61.100、浓缩池；
62.200、酸化池；210、第二酸化区；220、第一酸化区；230、导管；231、控制阀门；240、分隔墙；250、抽风口；260、加料口；270、搅拌装置；280、抽气管道；290、抽风机；
63.300、离心机；310、污泥回流管道；320、污泥排出管道；
64.400、铁盐储罐；410、溶液出料口；420、搅拌系统；430、药剂投加泵；440、铁盐输送管道；
65.500、管道；510、第一污泥泵；520、第二污泥泵；
66.600、污泥仓；
67.700、固定桩。
具体实施方式
68.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
69.在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二、第三等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
70.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
71.本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
72.参考图1～3描述本实用新型的铁盐污泥减量化系统。若无特殊说明，管道500、污泥回流管道310、和污泥排出管道320上标示的箭头方向，即为物料流动方向。
73.本实用新型铁盐污泥减量化系统的连接示意图如图1所示，图中显示，来自混凝工艺或芬顿氧化工艺(图中未示出)的铁盐污泥进入铁盐污泥减量化系统后，依次经由了浓缩池100、管道500、第一污泥泵510、酸化池200(第一酸化区220)、管道500、第二污泥泵520和
离心机300；离心机300对其中的铁盐污泥进行固液分离后，清液经由管道500输送至铁盐储罐400，最终经由铁盐溶液出料口410排出系统，可以进入混凝工艺循环使用(图中未示出)；离心机300产生的固体物质经由污泥回流管道310回流至酸化池200中(第二酸化区)；当酸化进行一段时间后，打开控制阀门231，使第二酸化区的污泥经由导管230通过分隔墙240进入第一酸化区，继续进行循环；当离心机300产生的固体中几乎不含铁时，可经由污泥排出管道320排进污泥仓600；
74.其中酸化池200上方(重力学)设置有两个固定桩700，固定桩700的末端与离心机300连接，即离心机300设置于酸化池200的重力学上方，固定桩700起到固定、支撑离心机300的作用。
75.本实用新型中，铁盐污泥减量化系统中管路以及各部件的设计，实现了铁盐污泥减量化的简单化、高效化，同时节约了成本。
76.上述铁盐污泥减量化系统中酸化池200的结构示意图如图2所述，图中显示，酸化池200上设有搅拌装置270、抽风口250和加料口260，其中抽风口250经抽气管道280与抽风机290连通。酸化池200的结构设计，提升了其安全性以及酸化的效率。
77.上述铁盐污泥减量化系统中铁盐储罐400的结构示意图如图3所示，图中显示，铁盐储罐400上设有搅拌系统420，且铁盐储罐400经由铁盐输送管道440和药剂投加泵430连通。铁盐储罐400的结构设计，可以调节铁盐污泥减量化系统所得的铁盐溶液的浓度，使其满足后续混凝系统中对含铁混凝剂的浓度要求，最终可实现铁元素的重复利用，再次降低了混凝生产的成本。
78.在本实用新型的第二种实施方式中，以上述铁盐污泥减量化系统处理了一种铁盐污泥，该污泥来自制药废水的混凝处理；具体流程为，将铁盐污泥在浓缩池100中浓缩至固形物的质量含量为2.5％，固形物中可挥发固形物(600℃灼烧可挥发的物质，主要包括高分子絮凝剂)含量为20wt％；浓缩池100所得铁盐污泥的，ph为7.6，toc(总有机碳)含量为150mg/l；浓缩池100所得铁盐污泥经管道500、第一污泥泵510进入第一酸化区220，采用70wt％的硫酸将第二酸化区210中的污泥调节为ph＝1.0后，酸化时间5h；然后第二酸化区210中污泥进入第一酸化区220，并与来自浓缩池100的污泥按1:1的比例进行混合反应5h，混合液ph升至1.5，接着将第一酸化区220产出的铁盐污泥经由管道500、第二污泥泵520进入离心机300中进行脱水，离心机300所得清液中铁的含量约为5000mg/l，该清液经由管道500进入铁盐储罐400中，调节浓度后可作为混凝剂重新用于混凝工艺中；离心机300所得固体排入第二酸化区210与污泥仓600的比例为2:1；进入污泥仓600的污泥表示已排出铁盐污泥减量化系统；经核算，在以上述铁盐污泥减量化系统处理铁盐污泥的过程中，铁盐污泥减量约80wt％，结合进料的铁盐污泥中可挥发固形物的含量可知，采用上述铁盐污泥减量化系统，可将铁盐污泥中的铁基本去除并回收利用；具有极高的效率和经济价值。
79.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。