一種混凝污泥鋁鹽循環(huán)強化再生系統(tǒng)及處理混凝污泥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥再生領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種混凝污泥鋁鹽循環(huán)強化再生系統(tǒng)及處理混凝污泥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含鋁混凝劑如硫酸鋁、聚合氯化鋁被廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域，包括自來水廠凈水預(yù)處理，工業(yè)廢水污染物的去除等。水體中懸浮固體、膠體、有機(jī)物、色度、微生物等在混凝沉淀的作用下濃度均可得到顯著的降低。
[0003]同時，伴隨著含鋁混凝劑的使用會產(chǎn)生很多殘余污泥。常規(guī)的污泥處置手段包括填埋，焚燒，堆肥等，但是由于分別存在占地面積大，選址難，運行成本高，二次污染等問題，導(dǎo)致上述手段應(yīng)用受到限制。另外混凝污泥中含有很多鋁元素，回收利用其中的鋁既減少了污泥的體積，又能夠得到有價值的產(chǎn)品，因而污泥中鋁的再生得到了很大的重視。
[0004]目前常見的回收技術(shù)主要包括酸溶法、堿溶法、離子交換和膜法。已報道的酸溶法將PH設(shè)置在4以下不同范圍，特別的更有將酸選擇為10以上摩爾濃度的強酸來浸泡，如中國專利申請?zhí)枮?01210022836.2，申請日為2012年2月2日的專利申請文件公開了一種鋁鹽混凝污泥的資源化及安全處置方法，包括:用酸浸出法對鋁鹽印染污泥進(jìn)行資源化處理，重力濃縮污泥，將含鋁鹽的印染污泥泵入污泥處理池中處理，加入濃度為0.5mol/L的硫酸，充分混合反應(yīng)至泥水分層并用離心機(jī)進(jìn)行脫水，回收后的鋁鹽資源化再利用；在分離的污水中加入酸性膨潤土和七水硫酸亞鐵；將分離后的印染污泥中加入作為固化劑的水泥、粉煤灰和煤渣，以固化印染污泥；對污泥進(jìn)行固化養(yǎng)護(hù)，進(jìn)行衛(wèi)生填埋。強酸能增大鋁的浸出量，但是同時也帶來了高濃度酸廢液，極難處理，且不分污泥組成，一步完成不加循環(huán)，酸液用量控制不夠精細(xì)。中國專利申請?zhí)枮?01210038811.1，申請日為2012年2月21日的專利申請文件公開了一種酸浸出法鋁循環(huán)混凝污泥資源化處理方法，包括以下操作步驟:污泥脫水，使鋁鹽混凝污泥的含水率降至80%以下，并烘干焙燒；酸化處理，加入水混和酸，使污泥泥漿的PH值達(dá)到3，控制反應(yīng)的溫度為38°C，攪拌混合液中的污泥與酸，使其充分接觸；分離凈化，最后過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶，得到具有絮凝效用的晶體鋁鹽。但是該發(fā)明并未根據(jù)污泥中鋁的浸出難易程度進(jìn)行針對性的提取，且PH較高，鋁的浸出效果難以保證，同時溫度控制不具有選擇性，遇到不同性質(zhì)的污泥時難以調(diào)整至最適溫度。堿溶法往往將pH控制為11到12之間，常用堿為NaOH和石灰乳，優(yōu)點為有一定選擇性，回收液中其它金屬很少，但是缺點明顯，成本高，回收率低。離子交換和膜法的使用要根據(jù)所需產(chǎn)品純度要求選擇，成本較高。因此，如何協(xié)調(diào)工藝組成，優(yōu)化工藝參數(shù)，取得規(guī)模效益，降低運營成本，是急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.要解決的問題
[0006]針對現(xiàn)有鋁鹽混凝污泥處理方法存在成本高、回收率低、后處理難度大等問題，本發(fā)明提供一種混凝污泥鋁鹽循環(huán)強化再生系統(tǒng)及處理混凝污泥的方法，其再生系統(tǒng)包括混合室、旋轉(zhuǎn)沉降池、強化反應(yīng)室、脫水室和加壓處理室；混凝污泥經(jīng)過與酸液混合、沉降、強化再生處理、脫水、超濾劑納濾處理后，鋁鹽得到再生及資源化利用。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0009]一種混凝污泥鋁鹽循環(huán)強化再生系統(tǒng)，包括混合室、旋轉(zhuǎn)沉降池、強化反應(yīng)室、脫水室和加壓處理室，所述的混合室和強化反應(yīng)室設(shè)有攪拌裝置，所述的強化反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有超聲發(fā)生裝置，底部設(shè)加熱設(shè)備及溫度控制感應(yīng)器；所述的加壓處理室分為兩部分，第一部分為超濾室，第二部分為納濾室；所述的混合室與旋轉(zhuǎn)沉降池連接，旋轉(zhuǎn)沉降池與強化反應(yīng)室連接，強化反應(yīng)室與脫水室連接，脫水室與加壓處理室的超濾室部分連接。
[0010]優(yōu)選地，所述的旋轉(zhuǎn)沉降池分四個部分，旋轉(zhuǎn)速度在O?0.6r/h之間可控。
[0011]優(yōu)選地，所述的脫水室采用全自動板框壓濾機(jī)。
[0012]優(yōu)選地，所述的超濾室設(shè)有截留分子量為300000dalton的陶瓷膜，納濾室設(shè)有聚酰胺復(fù)合膜。
[0013]上述的一種混凝污泥鋁鹽循環(huán)強化再生系統(tǒng)處理混凝污泥的方法，其步驟為:
[0014](a)將待處理的脫水混凝污泥與酸液一加入混合池，攪拌均勻得到混合溶液；
[0015](b)將步驟(a)中的混合溶液流入旋轉(zhuǎn)沉降池，經(jīng)沉降固液分離后上清液為鋁鹽再生液一，旋轉(zhuǎn)沉降池下層濃縮污泥進(jìn)入強化反應(yīng)室；
[0016](c)調(diào)節(jié)強化反應(yīng)室溫度，加入酸液二，同時打開攪拌和超聲發(fā)生裝置，進(jìn)行鋁鹽強化再生；
[0017](d)步驟(C)中強化反應(yīng)室的出水進(jìn)入脫水室的板框壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水，得到的上清液體部分回流至混合室，部分進(jìn)入加壓處理室進(jìn)行下一步處理；
[0018](e)步驟(d)中進(jìn)入加壓處理室的上清液體先通過超濾室進(jìn)行固液分離，超濾截留殘渣回流至脫水室，通過超濾處理的液體進(jìn)入納濾室進(jìn)行納濾處理，通過納濾處理的液體回流至混合室，納濾截留部分為鋁鹽再生液二。
[0019]優(yōu)選地，所述的步驟(a)中酸液一與污泥的液固比為0.5?2g/L，酸液一的pH值為2.5，攪拌強度為60?10rpm，所述的待處理的脫水混凝污泥含水率為40?85%，所述的酸液一為鹽酸或主體為鹽酸的工業(yè)廢酸。
[0020]優(yōu)選地，所述的步驟(C)中強化反應(yīng)室溫度控制為40?70°C，酸液二的pH值為
1.5，攪拌強度為150?300rpm，超聲波功率為1000?3000w，所述的酸液二為鹽酸或主體為鹽酸的工業(yè)廢酸。
[0021]優(yōu)選地，所述的步驟(d)中的板框壓濾機(jī)操作壓力為7?14Bar。
[0022]優(yōu)選地，所述的步驟(b)中旋轉(zhuǎn)沉降池轉(zhuǎn)速為0.5r/h。
[0023]優(yōu)選地，所述的步驟(d)中上清液體的60?80%回流至混合室，20?40%進(jìn)入加壓處理室進(jìn)行下一步處理。
[0024]優(yōu)選地，所述的步驟(e)中超濾的操作壓力為3?5bar，納濾的操作壓力為30?40bar。
[0025]優(yōu)選地，所述的步驟(e)中通過納濾處理的液體回流至混合室的次數(shù)為4?6次，或者回流直到旋轉(zhuǎn)沉降池內(nèi)pH為3時止。
[0026]3.有益效果
[0027]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0028](I)本發(fā)明根據(jù)鋁鹽污泥中鋁的浸出難易程度分兩個階段進(jìn)行再生，用較低濃度的酸提取出固體中鋁的主體部分，對于剩余固體中的鋁元素采取超聲加熱和加少量濃酸的強化手段進(jìn)行處理，酸液循環(huán)，極大的提高了酸液的利用率；
[0029](2)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)沉淀池四部分的設(shè)置可以減少在混合過程中后期加入的混合液對之前混合液固液分離的影響，使沉降和混合可同時運行，提高生產(chǎn)效率；
[0030](3)本發(fā)明的強化反應(yīng)室同時將超聲、溫度控制和攪拌裝置集成在一體，通過傳感器實時監(jiān)控室內(nèi)操作條件，可根據(jù)實際進(jìn)泥的特性進(jìn)行條件的實時調(diào)整，以較低的成本將混凝污泥中較難再生的鋁鹽提取出來，經(jīng)脫水后再生液體可根據(jù)實際需要，改變回流和進(jìn)入加壓處理室的比例，最大程度提高酸液利用率，降低成本；
[0031](4)本發(fā)明的加壓處理室通過膜分離技術(shù)可極大的提高再生液中鋁的濃度，并降低顆粒物及有機(jī)物的含量，系統(tǒng)運行殘余固體量少，極大的減輕了環(huán)境的壓力。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的混凝污泥鋁鹽循環(huán)強化再生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)沉降池的俯視圖。
[0034]圖中:1、混合室；2、旋轉(zhuǎn)沉降池；3、強化反應(yīng)室；4、脫水室；5、加壓處理室；6、第一攪拌裝置；7、第二攪拌裝置；8、超聲發(fā)生裝置；9、溫控設(shè)備；10、回流管道；501、超濾室；502、納濾室。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。
[0036]實施例1
[0037]如圖1所示，一種混凝污泥鋁鹽循環(huán)強化再生系統(tǒng)，包括混合室1、旋轉(zhuǎn)沉降池2、強化反應(yīng)室3、脫水室4和加壓處理室5，混合室I設(shè)有第一攪拌裝置6，強化反應(yīng)室3設(shè)有第二攪拌裝置7，強化反應(yīng)室3側(cè)壁上設(shè)有超聲發(fā)生裝置8，底部設(shè)溫控設(shè)備9 ;旋轉(zhuǎn)沉降池2分四個部分，旋轉(zhuǎn)速度在0-0.6r/h之間可控，脫水室采用全自動板框壓濾機(jī)；加壓處理室5分為兩部分，第一部分為超濾室501，超濾室501中設(shè)有超濾膜，膜材料為截留分子量300000dalton的陶瓷膜，第二部分為納濾室502，納濾室502中設(shè)有納濾膜，材質(zhì)為聚酰胺復(fù)合膜；混合室I與旋轉(zhuǎn)沉降池2連接，旋轉(zhuǎn)沉降池2與強化反應(yīng)室3連接，強化反應(yīng)室3與脫水室4連接，脫水室4與超濾室501連接，脫水室4和納濾室502同時通過回流管道10與混合室I連接。
[0038]采用上述的混凝污泥鋁鹽循環(huán)強化再生系統(tǒng)處理混凝污泥進(jìn)行鋁鹽再生，其步驟為:采取某自來水廠脫水污泥，污泥含水率為40%，烘干后破碎研磨，在混合室I內(nèi)與pH2.5酸液一(將鹽酸溶液PH值調(diào)節(jié)至2.5得到)按照固液比lg/L混合，攪拌強度80rpm?；旌暇鶆蚝笸度胄D(zhuǎn)沉降池2中，旋轉(zhuǎn)沉降池2轉(zhuǎn)速為0.5r/h，旋轉(zhuǎn)一周后下層濃縮固體進(jìn)入強化反應(yīng)室3，上層清液為鋁鹽再生液一，經(jīng)檢測與原料比較，鋁鹽再生液一鋁鹽的回收率為52%。強化反應(yīng)室3溫度設(shè)置為50攝氏度，超聲波功率設(shè)為1500?，加入pHl.5的酸液二(將主體為鹽酸的工業(yè)廢酸的PH調(diào)節(jié)至1.5得到)，固液比lg/L，攪拌強度200rpm，30分鐘后混合液進(jìn)入脫水室4的板框壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水，操作壓力9bar，得到的上清液75%回