一种污泥重金属资源化提取系统及其提取方法技术方案

本发明专利技术涉及一种污泥重金属资源化提取系统及其提取方法，培养液储存罐连着生物反应器；生物反应器连着生物淋浸液储存槽；生物淋浸液储存槽连着生物淋浸反应罐；生物淋浸反应罐连着固液分离池a，固液分离池a的底部连着固体收集池，固液分离池a的上部连着PH调节池；PH调节池连着固液分离池b，固液分离池b的底部连着固体回收池，固液分离池b的上部连着除氟过滤池，固体回收池与生物淋浸反应罐相连接，除氟过滤池连着存储罐a；存储罐a的排液口与生物反应器相连；存储罐a连着存储罐b，存储罐b的出液口连着膜蒸馏浓缩装置；膜蒸馏浓缩装置连着萃取电解装置。本发明专利技术采用生物淋滤技术，处理危险固废的同时能回收重金属，经济、环保、安全。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及污泥处理设备领域，更具体的说是涉及一种污泥重金属资源化提取系统及其提取方法。
技术介绍
：黄泥是不锈钢生产过程中产生的主要污染物，其中含有铁、重金属、铬等多种重金属，填埋后可能对环境造成严重的危害，因此，对于黄泥的处理成为环境保护的一个重要问题。目前，对污泥中重金属的去除主要采用的方法是湿法浸提。湿法浸提是利用酸溶液从固废中提取金属。湿法冶金选择性强，回收效率高，环境污染小，易于量产和自动化。但这种以高浓度强酸为工作介质的湿法浸提工艺，强酸以及氧化剂和还原剂的消耗量很大；大规模的强酸湿法浸提对于设备材质也有很高的要求，操作条件苛刻，安全风险居高。这些都限制了湿法浸提工艺的推广应用。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种污泥重金属资源化提取系统，本专利技术的另一目的是提供一种利用污泥重金属资源化提取系统对污泥中的重金属进行资源化提取的方法，采用生物淋浸技术，利用在微生物作用，生成H+,Fe2+,Fe3+以及其他活性物质。这些活性物质通过氧化、还原、络合、酸解等溶释危废中剧毒和有价
金属，在处理危险固废的同时能够回收重金属等贵重金属，具有可观的经济效益。本专利技术的技术解决措施如下：一种污泥重金属资源化提取系统，包括培养液储存罐，培养液储存罐内装有硫磺和硫化亚铁的混合物；所述培养液储存罐的出液口连接着生物反应器，生物反应器内装有水和微生物；所述生物反应器的出液口连接着生物淋浸液储存槽，生物淋浸液储存槽内储存有生物活性酸；所述生物淋浸液储存槽的出液口连接着生物淋浸反应罐，生物淋浸反应罐内装有黄泥和生物活性酸；所述生物淋浸反应罐的出液口连接着固液分离池a，固液分离池a的底部排渣口连接着固体收集池，固液分离池a的上部排液口连接着PH调节池；所述PH调节池内装有复合碱和黄泥；所述PH调节池的出液口连接着固液分离池b，固液分离池b的底部连接着固体回收池，固液分离池b的上部连接着除氟过滤池，固体回收池与所述的生物淋浸反应罐相连接，除氟过滤池的排液口连接着存储罐a；所述存储罐a的排液口与所述的生物反应器相连接；所述存储罐a的底部通过管道连接着存储罐b；所述存储罐b的出液口连接着膜蒸馏浓缩装置；所述膜蒸馏浓缩装置的浓缩液出口连接着萃取电解装置。作为优选，所述培养液储存罐的出液口并列连接有两组生物反应器，两组生物反应器的出液口分别连接着生物淋浸液储存槽。作为优选，所述生物淋浸液储存槽的出液口并列连接着四组生物淋浸反应罐。作为优选，所述膜蒸馏浓缩装置中安装有多组仅有水蒸气能透过的PTFE疏水膜。采用污泥重金属资源化提取系统对污泥中的重金属进行资源化提取的方法，包括如下步骤：(1)将培养液储存罐中的硫磺和硫化亚铁的混合物输送到生物反应器中，与生物反应器中水和微生物发生反应，生成PH＝1的生物活性酸。(2)将步骤(1)中生成的生物活性酸输送到生物淋浸液储存槽中储存。(3)将步骤(2)中的所述的生物淋浸液储存槽中的生物活性酸输送到生物淋浸反应罐中，同时往生物淋浸反应罐中加入黄泥，且黄泥和生物活性酸的固液质量比为6:100，同时对生物淋浸反应罐中混合物充分搅拌5小时将黄泥中的重金属离子淋浸出来。(4)将步骤(3)中充分搅拌后的混合物输送入固液分离池a，在固液分离池a中进行固液分离，分离出的固体从固液分离池a底部的排渣口排入固体收集池，分离出的生物淋浸液从固液分离池a上部的排液口输送入PH调节池，生物淋浸液中含有金属离子，同时含有大量的F离子。(5)将步骤(4)中的PH调节池中加入复合碱和6％黄泥，调节生物淋浸液的PH值，去除大量的F离子。(6)将步骤(5)中产生的混合物输送入固液分离池b，在固液分离池b中进行固液分离，分离出的固体从固液分离池b底部的排渣
口排入固体回收池，分离出的液体从固液分离池b上部的排液口输送入除氟过滤池，固体回收池将其内的混合物输送入生物淋浸反应罐中进行下次循环，除氟过滤池将除去固液分离池b的液体中少量的F离子；除F后的生物淋浸液输送入存储罐a中储存。(7)将步骤(6)中所述的存储罐a中的除F后的生物淋浸液返输送入所述的生物反应器，进行下一次循环，同时存储罐a内进行重金属离子的富集，每循环一次，重金属离子的浓度增加0.8～1.5g/L，循环20次后，重金属离子的浓度为20～30g/L。(8)将步骤(7)中产生的含有重金属离子浓度为20～30g/L的淋滤老化液排放到存储罐b内，存储罐b将淋滤老化液输送入膜蒸馏浓缩装置中，对淋滤老化液进行膜蒸馏浓缩，使重金属离子浓度为50～60g/L。(9)将步骤(8)中的浓度达到50～60g/L重金属离子的浓缩液输送入萃取电解装置中，通过旋流电解将重金属进行电积，将溶液中重金属累积，获得高纯度重金属单品。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的生物淋浸技术以价格低廉甚至属于废弃物为工作介质，在微生物作用下生成活性物质。通过这些活性物质的间接机制、微生物和直接机制包括氧化、还原、络合、酸解等溶释危废中剧毒和有价金属。生物浸提工艺较之以硫酸和双氧水为工作介质的化学浸提无疑更加经济、绿色、安全和环保，完全可以替代目前应用最广的化学湿法工艺。物淋浸技术主要利用在微生物作用，微生物在适宜的条件下，能够将硫磺和黄铁矿转变为生物活性酸，生成H+，Fe2+，Fe3+以及其他活性物质，利用该生物活性酸能够高效的淋洗危险固废中的重金属，这些活性物质通过氧化、还原、络合、酸解等溶释危废中剧毒和有价金属，在处理危险固废的同时能够回收重金属等贵重金属，具有可观的经济效益。生物淋浸液中不但含有金属离子，同时含有大量的F离子，F离子对微生物有毒害作用，从而限制了淋滤液的再生。本专利技术通过调节PH，添加明矾，PAC,PAM等去除F离子，除F后的生物淋浸液，重新返回生物反应器，通过微生物的作用，将其转变为生物酸，用来淋浸下一批的黄泥从而完成一个循环，实现重金属离子的富集，当重金属离子浓度达到一定程度，再将淋滤老化液进行膜蒸馏浓缩，进一步提高重金属浓度，最后通过旋流电解将重金属进行电积，不断地将溶液中重金属累积，形成重金属单品。本专利技术的淋滤老化液中的废水中含有大量的盐分，无法在用反渗透继续处理，如果直接采用蒸发处理，将消耗大量的热能，处理成本高昂。本专利技术采用膜蒸馏浓缩，采用浸没式内交换膜蒸馏技术，是低温膜蒸馏技术的一种，是基于传统膜分离技术的革新。目前反渗透膜技术已逐渐取代传统的离子交换、电渗析除盐技术，成为纯水制造、城市、工业污废水深度回用处理的首选技术，但反渗透膜技术理论产水率只有75％，实际仅60％左右，并且能耗较高。由于低温膜蒸馏技术是分离过程中，仅有水蒸气能透过疏水膜
孔，因此所产生的水质十分纯净，高于反渗透出水水质，盐浓度以及浓差极化对膜蒸馏影响与反渗透相比微不足道，可以处理极高浓度无机盐的水溶液，甚至可以将溶液浓缩到过饱和状态。理论上膜蒸馏除盐产水率可达到100％，远高于反渗透的75％，这是现有所有除盐处理技术所不能达到的。该技术设备适用于有机化工、精细化工、石油化工、染料、制药、农药、印染、造纸等行业的多种高浓度、高盐度、毒性大、难生化降解的有机废水降解处理。本专利技术的萃取电解装置中，萃取是利用物质在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污泥重金属资源化提取系统，其特征在于：包括培养液储存罐，培养液储存罐内装有硫磺和硫化亚铁的混合物；所述培养液储存罐的出液口连接着生物反应器，生物反应器内装有水和微生物；所述生物反应器的出液口连接着生物淋浸液储存槽，生物淋浸液储存槽内储存有生物活性酸；所述生物淋浸液储存槽的出液口连接着生物淋浸反应罐，生物淋浸反应罐内装有黄泥和生物活性酸；所述生物淋浸反应罐的出液口连接着固液分离池a，固液分离池a的底部排渣口连接着固体收集池，固液分离池a的上部排液口连接着PH调节池；所述PH调节池内装有复合碱和黄泥；所述PH调节池的出液口连接着固液分离池b，固液分离池b的底部连接着固体回收池，固液分离池b的上部连接着除氟过滤池，固体回收池与所述的生物淋浸反应罐相连接，除氟过滤池的排液口连接着存储罐a；所述存储罐a的排液口与所述的生物反应器相连接；所述存储罐a的底部通过管道连接着存储罐b；所述存储罐b的出液口连接着膜蒸馏浓缩装置；所述膜蒸馏浓缩装置的浓缩液出口连接着萃取电解装置。

【技术特征摘要】
1.一种污泥重金属资源化提取系统，其特征在于：包括培养液储存罐，培养液储存罐内装有硫磺和硫化亚铁的混合物；所述培养液储存罐的出液口连接着生物反应器，生物反应器内装有水和微生物；所述生物反应器的出液口连接着生物淋浸液储存槽，生物淋浸液储存槽内储存有生物活性酸；所述生物淋浸液储存槽的出液口连接着生物淋浸反应罐，生物淋浸反应罐内装有黄泥和生物活性酸；所述生物淋浸反应罐的出液口连接着固液分离池a，固液分离池a的底部排渣口连接着固体收集池，固液分离池a的上部排液口连接着PH调节池；所述PH调节池内装有复合碱和黄泥；所述PH调节池的出液口连接着固液分离池b，固液分离池b的底部连接着固体回收池，固液分离池b的上部连接着除氟过滤池，固体回收池与所述的生物淋浸反应罐相连接，除氟过滤池的排液口连接着存储罐a；所述存储罐a的排液口与所述的生物反应器相连接；所述存储罐a的底部通过管道连接着存储罐b；所述存储罐b的出液口连接着膜蒸馏浓缩装置；所述膜蒸馏浓缩装置的浓缩液出口连接着萃取电解装置。2.根据权利要求1所述的一种污泥重金属资源化提取系统，其特征在于：所述培养液储存罐的出液口并列连接有两组生物反应器，两组生物反应器的出液口分别连接着生物淋浸液储存槽。3.根据权利要求2所述的一种污泥重金属资源化提取系统，其特征在于：所述生物淋浸液储存槽的出液口并列连接着四组生物淋浸反应罐。4.根据权利要求1所述的一种污泥重金属资源化提取系统，其特征在于：所述膜蒸馏浓缩装置中安装有多组仅有水蒸气能透过的PTFE疏水膜。5.如权利要求1所述的采用污泥重金属资源化提取系统对污泥中的重金属进行资源化提取的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将培养液储存罐中的硫磺和硫化亚铁的混合物输送到生物反应器中，与生物反应器中水和微生物发生反应，生成PH＝1的生物活性酸；(2)将步骤(1)中生成的生物活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中华，刘宁生，张传友，梁钦，吴东晗，张杨威，沈锦鹏，罗建宇，周云飞，陈越平，杨依然，韩新宽，
申请(专利权)人：湖州森诺膜技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33