连续浸提电镀污泥有价金属的反应器及其浸提方法技术

本发明专利技术公开了一种连续浸提电镀污泥有价金属的反应器及其浸提方法，反应器包括反应罐、搅拌组件、供气组件、供菌液组件，浸出液出液管、废渣排放管和温控系统；反应罐包括罐主体、导流筒、支撑架、保温层和电热盘管，导流筒为铅垂设置的上下两端均开口的圆柱形筒体，导流筒通过支撑架固定在罐主体的内部；搅拌桨叶按照上下向分层固定在杆轴上，杆轴设置在导流筒内部。本发明专利技术的浸提电镀污泥有价金属的反应器将电镀污泥生物浸提技术应用于工程实际中，进行生物浸出菌群对电镀污泥的连续浸出反应，该反应器具有能耗低、搅拌柔和、氧传质效率高、传染效率高、操作简单、投资低的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电镀污泥资源化回收领域，具体涉及一种连续浸提电镀污泥中的有价金属的反应器及其浸提金属的方法。
技术介绍
电镀、化工等行业每年产生大量含重金属的电镀废水，对这些电镀废水进行化学沉淀处理后，产生大量富含重金属的电镀污泥，对环境的污染相当严重。电镀污泥是危险废物，按照《国家危险废物名录》定义的47类危险废弃物中，电镀污泥占据了其中的7大类。其实，电镀污泥中富含大量重金属资源(重金属一般是指密度大于等于5的金属，具体是指元素周期表中原子序数在24以上的金属)，如Cu、Ni、Zn、Cr、Fe等，有的甚至达 到10%以上，等同于低品位矿石。金属资源是国民经济发展最重要的物质保证之一，随着经济的发展，消耗量逐渐增加，金属资源短缺与经济发展需求量增长之间矛盾越来越突出。如果能将含金属资源的危险废物中的金属进行回收，既保护生存环境，又有助于解决目前的资源短缺问题，将产生较好的经济效益、环境效益和社会效益。要回收电镀污泥中的重金属，首先要进行浸出处理。在浸出的诸多技术中，生物浸出技术(Bioleaching)以成本低、环境友好、反应温和、耗酸少、成本低，日益受到重视，因此应用面逐渐扩大。中国专利文献CN 201087155Y (申请号200720081227. 9)公开了一种用于污水处理的上浮气提式生化反应器，包括反应器主体、反应器上部设有出水口、下部设有压缩空气入口 ；在气提式生化反应器流化床内设置缺氧区，在反应器上部中心位置设置清水池，清水池外设置上浮池，反应器循环圈上设有挡盖。工作时，为了防止氧气在没有与污水充分反应就往上串，故在反应器循环圈上设置挡盖。该反应器用于电镀污泥处理时，污泥先由上方进入反应器主体，处理完毕后的污泥还要返回上方，这要求产生上浮力的空气量充足，因此相应的能耗也较高。中国专利文献CN 2846408Y (申请号200520128063. I)公开了一种串联式内循环反应器，在原有传统气提式内循环反应器的基础上，在其上部设置一段气提式内循环反应器两段装置，分别命名为上气提式内循环反应器和下气提式内循环反应器。污泥在曝气室内在升流管内上升，在降流管内下降，经曝气后，上升通过三相分离器，气体从整个反应器的顶部排出，出水经溢流堰排出。由于设置上下两部分内循环反应器，因此反应器的连接较为复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种提取成本低、提取效率高的浸提电镀污泥有价金属的反应器及其浸提方法。实现本专利技术目的的技术方案是一种连续浸提电镀污泥有价金属的反应器，包括反应罐、搅拌组件、供气组件、供菌液组件，浸出液出液管、废渣排放管和温控系统。反应罐包括罐主体、导流筒、支撑架、保温层和电热盘管；罐主体设有浸出液出液管接口 ；导流筒为铅垂设置的上下两端均开口的圆柱形筒体，导流筒通过支撑架固定在罐主体的内部；保温层为包覆在反应罐的外周上的一层保温材料，电热盘管设置在罐主体内部，以螺旋状固定在罐主体的内壁上，且导流筒被电热盘管包围。所述搅拌组件包括电机、杆轴和搅拌桨叶，电机由其电机壳从上方固定在罐主体的顶盖的中央部位上，电机的电机轴沿上下向铅垂设置，从上向下穿过罐主体的顶盖，且电机轴的下端头通过联轴器与杆轴的上端头固定连接在一起，杆轴设置在反应罐的导流筒的中央，搅拌桨叶固定在杆轴上。所述供氧组件包括通过管道依次相连的空气曝气管、空气流量计、阀门和气泵，空气曝气管由外向内伸入反应罐的罐主体内，且空气曝气管的出气口位于罐主体内和导流筒外。供菌液组件包括混合槽、耐酸循环泵、菌液管和喷淋头，耐酸循环泵的吸入室的进液端口通过管道与混合槽的菌液出口相连通，排出室的出液端口通过管道与转接头连接后，再与菌液管的进液端相连，菌液管由外向内伸入反应罐的罐主体内以及导流筒内，且各菌液管的出液口位于导流筒内；喷淋头连接在菌液管的出液口上，并且喷淋头位于导流筒内。所述浸出液出液管位于罐主体外部，且与罐主体的浸出液出液管接口密封固定连接，并且浸出液出液管与罐主体的内腔相通；浸出液出液管上串联设置有阀门。所述废渣排放管位于罐主体外部，且设置在反应罐的底部，并且废渣排放管与罐主体的内腔相通；废渣排放管上串联设置有阀门。所述温控系统包括温控仪、测温管和温度计，测温管设置在罐主体内，测温管位于导流筒的外侧，测温管通过电线与反应罐外的温控仪相连；温度计的测温端伸入罐主体内部。进一步地，反应罐的罐主体由位于上方的圆柱形的上部筒体和位于下方的倒置圆台状的下部筒体连接而成，其中下部筒体的容积占罐主体总容积的1/5 1/3。罐主体的上部筒体上设有与罐主体内腔相通的空气曝气管接口、菌液管接口和浸出液出液管接口 ；罐主体的顶盖上设有电镀污泥的投料口 ；罐主体的下部筒体的底板上设有与罐主体内腔相通的废渣排放管接口。空气曝气管接口设置在菌液管接口的下方和浸出液出液管接口的上方，且空气曝气管从该空气曝气管接口处由外向内伸入反应罐的罐主体内；菌液管接口设置在反应罐的上部筒体的上部位置上，且菌液管从该菌液管接口由外向内伸入反应罐的罐主体内以及伸入导流筒内；浸出液出液管接口位于上部筒体的下端所在平面的上方的5cm 15cm处。进一步地，搅拌组件的搅拌桨叶分上下设有2 3层，每层有2片浆叶，该2层搅拌桨叶均设置在导流筒中。进一步地，空气曝气管伸入罐主体内的管端头靠近导流筒，空气曝气管的伸入罐主体的管段上设有曝气孔；所述空气曝气孔设置在空气曝气管的伸入罐主体的管段的管体的上侧上，且沿与空气曝气管的中心轴线相平行的方向设置成相互平行的两排，并且每一排上的各个空气曝气孔的轴线与经过空气曝气管的中心轴线的铅垂面之间的夹角的锐角0为 40。 50。。进一步地，供菌液组件的混合槽中还设有对菌液进行加热的加热盘管；使用时，所述加热盘管中通有循环热水。所述温控系统的温度计分层设置在罐主体的上部筒体的上部、中部和下部，每层的温度计有2至10个，每层的各个温度计沿着罐主体的上部筒体的外周设置，且同一层的相邻温度计之间所间隔的角度相等。进一步地，搅拌组件还包括转速表，转速表从上方设置在电机上，用以测量杆轴的转速。使用上述连续浸提电镀污泥有价金属的反应器浸提金属的方法，包括以下步骤 ①进料向反应罐中加入经预处理后的电镀污泥粉末，再将混合槽内加热后的菌液由耐酸循环泵打入反应罐内，电镀污泥粉末的浓度为20 30g/L，菌浓度达到IO4-IO6Cell/ mLo②混合反应打开搅拌组件的电机和供气组件的气泵，电镀污泥浆液和菌液在导流筒中由于搅拌桨叶的搅拌作用而混合均匀，并被向下推送至导流筒底部后外翻向上；位于导流筒外的液体则在空气曝气管所释放的向上运动的空气的推力作用下，从导流筒外向上流动到导流筒上部，随后在搅拌桨叶的作用下，又被吸入导流筒中向下流动，从而在反应罐中上下运动，不断循环，使得电镀污泥固体颗粒物、菌体与液体和气体完全混合，电镀污泥固体颗粒物和菌体呈悬浮状，达到良好的传质效果，在持续的混合下进行生物降解反应，时间为3 d到6d。③静置菌液中的菌体与电镀污泥固体颗粒物和空气进行生物降解反应完全后，停止曝气和搅拌，反应罐内混合物料静置I 2小时使得颗粒物沉淀后等待处理，静置后上层为浸出液，下层为废渣。④液体排出打开浸出液出液管上串联的阀门，排放浸出液，从而完成电镀污泥的浸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.11.07 CN 201110349335.01.一种连续浸提电镀污泥有价金属的反应器，其特征在于包括反应罐(I)、搅拌组件(2 )、供气组件(3 )、供菌液组件(4 )，浸出液出液管(5 )、废渣排放管(6 )和温控系统(7 ); 反应罐(I)包括罐主体(11)、导流筒(12)、支撑架(13)、保温层(14)和电热盘管(15)；罐主体(11)设有浸出液出液管接口(11-3);导流筒(12)为铅垂设置的上下两端均开口的圆柱形筒体，导流筒(12)通过支撑架(13)固定在罐主体(11)的内部；保温层(14)为包覆在反应罐(I)的外周上的一层保温材料，电热盘管(15)设置在罐主体(11)内部，以螺旋状固定在罐主体(11)的内壁上，且导流筒(12)被电热盘管(15)包围； 所述搅拌组件(2)包括电机(21)、杆轴(22)和搅拌桨叶(23)，电机(21)由其电机壳从上方固定在罐主体(11)的顶盖(I 1-6)的中央部位上，电机(21)的电机轴沿上下向铅垂设置，从上向下穿过罐主体(11)的顶盖(11-6)，且电机轴的下端头通过联轴器(25)与杆轴(22)的上端头固定连接在一起，杆轴(22)设置在反应罐(I)的导流筒(12)的中央，搅拌桨叶(23)固定在杆轴(22)上； 所述供氧组件(3)包括通过管道依次相连的空气曝气管(31)、空气流量计(32)、阀门(33)和气泵(34)，空气曝气管(31)由外向内伸入反应罐(I)的罐主体(11)内，且空气曝气管(31)的出气口位于罐主体(11)内和导流筒(12)外； 供菌液组件(4)包括混合槽(41)、耐酸循环泵(42)、菌液管(43)和喷淋头(44)，耐酸循环泵(42)的吸入室的进液端口通过管道与混合槽(41)的菌液出口相连通，排出室的出液端口通过管道与转接头连接后，再与菌液管(43)的进液端相连，菌液管(43)由外向内伸入反应罐(I)的罐主体(11)内以及导流筒(12 )内，且各菌液管(43 )的出液口位于导流筒(12 )内；喷淋头(44)连接在菌液管(43)的出液口上，并且喷淋头(44)位于导流筒(12)内；所述浸出液出液管(5)位于罐主体(11)外部，且与罐主体(11)的浸出液出液管接口(11-3)密封固定连接，并且浸出液出液管(5)与罐主体(11)的内腔相通；浸出液出液管(5)上串联设置有阀门(51)； 所述废渣排放管(6 )位于罐主体(11)外部，且设置在反应罐(I)的底部，并且废渣排放管(6)与罐主体(11)的内腔相通；废渣排放管(6)上串联设置有阀门(61)； 所述温控系统(7)包括温控仪(71)、测温管(72)和温度计(73)，测温管(72)设置在罐主体(11)内，测温管(72)位于导流筒(12)的外侧，测温管(72)通过电线与反应罐(I)外的温控仪(71)相连；温度计(73)的测温端伸入罐主体(11)内部。2.根据权利要求I所述的连续浸提电镀污泥有价金属的反应器，其特征在于反应罐(I)的罐主体(11)由位于上方的圆柱形的上部筒体(11-7)和位于下方的倒置圆台状的下部筒体(11-8)连接而成，其中下部筒体(11-8)的容积占罐主体(11)总容积的1/5 1/3 ； 罐主体(11)的上部筒体(11-7)上设有与罐主体(11)内腔相通的空气曝气管接口(11-1 )、菌液管接口( 11-2 )和浸出液出液管接口( 11-3 );罐主体(11)的顶盖(11-6 )上设有电镀污泥的投料口(11-5);罐主体(11)的下部筒体(I 1-8)的底板上设有与罐主体(11)内腔相通的废渣排放管接口(11-4)； 空气曝气管接口(11-1)设置在菌液管接口(11-2)的下方和浸出液出液管接口(11-3)的上方，且空气曝气管(31)从该空气曝气管接口( 11-1)处由外向内伸入反应罐(I)的罐主体(11)内；菌液管接口( 11-2 )设置在反应罐(I)的上部筒体(11-7)的上部位置上，且菌液管(43 )从该菌液管接口( 11-2 )由外向内伸入反应罐(I)的罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：程洁红，周全法，孔峰，陈娴，
申请(专利权)人：江苏技术师范学院，
类型：发明
国别省市：