專利名稱：一種處理高濃度電鍍廢水的裝置及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高濃度電鍍廢水的處理方法，特別涉及一種微孔曝氣中和反應+混凝 斜板沉淀+多介質過濾組合工藝處理高濃度電鍍廢水的方法和專用裝置。
背景技術：
電鍍是金屬表面處理的“美容師”，可在各種基材上獲得功能性、裝飾性和防護性 良好的金屬膜層，其產(chǎn)品應用于各行各業(yè)。因此，電鍍在國民經(jīng)濟建設中有著舉足輕重的地 位，是絕大多數(shù)行業(yè)在生產(chǎn)過程中不可缺少的重要組成部分，也是其它工藝無法取代的。但 是電鍍又以嚴重污染環(huán)境而受到關注。電鍍企業(yè)既是污染大戶，也是用水大戶。電鍍企業(yè)在生產(chǎn)過程中，排放大量廢水，這些廢水主要來自電鍍件的清洗水；廢鍍 液的排放；工藝操作、設備、以及工藝流程的安排等原因造成的“跑、冒、滴、漏”等廢液；刷 洗極板、沖洗車間地面、設備等所產(chǎn)生的部分廢水。目前，隨著電鍍行業(yè)的快速發(fā)展，電鍍酸洗綜合廢水處理的方法也越來越多，工藝 越來越成熟，主要有化學沉淀方法、蒸發(fā)濃縮方法、電解法、離子交換法、吸附法、膜分離法 和生物處理方法。這些工藝方法在某種程度上都受到廢水水質水量的制約，結合不同水質 水量應采取不同的處理工藝，同時又具有一定的局限性。其中，蒸發(fā)濃縮方法、電解法、離子 交換法、吸附法、膜分離法和生物處理方法只適用于處理電鍍廢水。蒸發(fā)濃縮方法一般只適 用于處理含高濃度重金屬離子的電鍍廢水，但因能耗大，操作費用高，雜質干擾回收，應用 受到限制；電解法不適用于處理含較低濃度的電鍍廢水，并且電耗大，成本高；離子交換法 處理電鍍廢水，由于離子交換劑選擇性強，制造復雜，成本高，再生劑量大，因此在應用上受 到很大限制；吸附法處理電鍍廢水，由于使用不同的吸附劑，不同程度存在投資大，運行費 用高，污泥產(chǎn)生量大等問題，處理后的水很難達到排放要求；膜分離法對電鍍廢水水質有特 殊的要求，首先要保證水質對膜無污染，局限性強，且投資較高，產(chǎn)生的濃水還需要再進行 處理；生物處理法只適用于大流量低濃度重金屬的廢水處理，受水質及金屬種類的嚴格限 制。從近幾十年的國內(nèi)外電鍍廢水處理技術發(fā)展趨勢來看，電鍍廢水有80%采用化學 法處理(孟祥和，胡國飛.重金屬廢水處理[M].北京化學工業(yè)出版社，2000)，化學法處理 電鍍廢水，是目前國內(nèi)外應用最廣泛的電鍍廢水處理技術，技術上較為成熟是一種傳統(tǒng)和 應用廣泛的處理電鍍廢水方法，具有投資少，處理成本低，操作簡單等特點，適用于各類電 鍍金屬、酸洗廢水處理。對于高濃度電鍍廢水處理采用一級處理工藝，很難達到理想效果， 只有綜合多種處理技術特點的一體化技術應用，才能達到理想效果。

發(fā)明內(nèi)容
針對處理高濃度電鍍廢水處理達標排放的技術缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種 處理高濃度電鍍廢水的裝置及其應用，其是一種微孔曝氣中和反應+混凝斜板沉淀+多介 質過濾組合工藝處理高濃度電鍍廢水的技術。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種處理高濃度電鍍廢水的裝置，包括電鍍廢水調節(jié)池、微孔曝氣中和反應池、中 間水池、混凝斜板沉淀池、污泥濃縮池、多介質過濾罐、清水池、氫氧化鈣配藥槽、氫氧化鈉 配藥槽、聚丙烯酰胺配藥槽、鹽酸儲槽、廂式壓濾機、水泵、加藥泵、鼓風機、濃漿泵，其中電鍍廢水調節(jié)池內(nèi)裝填有電鍍廢水，電鍍廢水調節(jié)池經(jīng)水泵與微孔曝氣中和反應 池管路連接，氫氧化鈣配藥槽和氫氧化鈉配藥槽均通過加藥泵與微孔曝氣中和反應池管路 連接，且于微孔曝氣中和反應池的底部設置有微孔曝氣器；在微孔曝氣中和反應池的上部設有出水口，在微孔曝氣中和反應池外側的出水口 下方設置有第一個中間水池，廢水通過液面差依靠重力自流入第一個中間水池內(nèi)；在第一 個中間水池下部設有出水口，出水口經(jīng)水泵與混凝斜板沉淀池的上部進口管路連接，聚丙 烯酰胺配藥槽通過加藥泵與混凝斜板沉淀池管路連接，在混凝斜板沉淀池的上部設有出水 口，在混凝斜板沉淀池外側的出水口下方設置有第二個中間水池，廢水通過液面差依靠重 力自流入中間水池內(nèi)；在第二個中間水池下部設有出水口，出水口經(jīng)水泵與多介質過濾罐 的上部進口管路連接；多介質過濾罐的下部出水口與清水池管路連接，鹽酸儲槽通過加藥 泵與清水池管路連接，清水池的上部設有外排水出口 ；鼓風機的氣體出口分別與微孔曝氣 器和多介質過濾罐的下部出水口相連；鼓風機的氣體出口分別與微孔曝氣器和多介質過濾罐的下部出水口相連；混凝斜板沉淀池的下部排泥口經(jīng)水泵與污泥濃縮池的中部進口相連，污泥濃縮池 上部的溢流出口與電鍍廢水調節(jié)池管路連接，污泥濃縮池下部的排泥出口通過濃漿泵與廂 式壓濾機連接。在微孔曝氣中和反應池上方設置有二組ORP值控制器，它們分別與氫氧化鈣配藥 槽和微孔曝氣中和反應池間的加藥泵、氫氧化鈉配藥槽和微孔曝氣中和反應池間的加藥泵 信號連接；在清水池上方設置有一組ORP值控制器，它與鹽酸儲槽和清水池間的加藥泵信 號連接。清水池的下部設置有反洗水出口，反洗水出口通過水泵多介質過濾罐的下部出水 口管路連接，介質過濾罐的上部進水口與電鍍廢水調節(jié)池管路連接，形成一個反沖洗體系。多介質過濾罐內(nèi)裝填的填料介質為活性炭和石英砂，活性炭和石英砂的體積比為 4-10 1。所述裝置的應用，包括如下步驟1)微孔曝氣中和反應高濃度電鍍廢水從電鍍廢水調節(jié)池泵入微孔曝氣中和反 應池，在微孔曝氣中和反應池廢水進入端先投加氫氧化鈣溶液，在微孔曝氣器產(chǎn)生的氣流 作用下，初調PH到7. 0 7. 5 ；在微孔曝氣中和反應池的廢水水流中部再投氫氧化鈉溶液， 將PH微調到污染物形成沉淀所需PH值8. 5 9. 0 ；完成PH調節(jié)的廢水從微孔曝氣中和反 應池末端上部出水口自流入中間水池；所述中和反應池內(nèi)置微孔曝氣器，采用空氣攪拌形式，同時將廢水中的Fe2+氧化 成Fe3+，加速Fe (OH) 3絮體的形成。2)混凝斜板沉淀將 步驟1)的出水從混凝斜板沉淀池的廢水進入端泵入，廢水進 入端設有機械攪拌混凝斗，污水首先進入混凝斗，同時向斗內(nèi)再投加高分子絮凝劑聚丙烯 酰胺，在機械攪拌作用下，促使污水中各種懸浮顆粒相互架橋形成更大更重沉淀物，混凝斗內(nèi)的水自流入斜板沉淀區(qū)，沉淀物沉積池底，清水自流入中間水池；3)污泥脫水將步驟2)沉積在混凝斜板沉淀池底部的污泥由水泵泵入污泥濃縮 池，底部污泥斗內(nèi)的濃縮污泥可濃縮到89 %，再經(jīng)濃漿泵泵入廂式壓濾機脫水，污泥含水率 小于75% ；所述的污泥濃縮池采用二次沉淀池的設計結構與設計理念，混凝斜板沉淀池排泥 與排泥泵連鎖定時自動排泥控制系統(tǒng)。4)多介質過濾將混凝斜板沉淀池外側出水口下 方的第二個中間水池(3)內(nèi)的水 泵入多介質過濾罐，廢水經(jīng)過濾后進入清水池排放；如果清水池內(nèi)的水PH值超過9，可采用 加鹽酸回調，將清水池內(nèi)的水PH調到6 9。裝置中的控制系統(tǒng)，包括微孔曝氣中和反應池進水端PH自動控制儀表(0RP值控 制器)與氫氧化鈣加藥泵連鎖自動控制系統(tǒng)；中和反應池中部PH自動控制儀表與氫氧化鈉 加藥泵連鎖自動控制系統(tǒng)；清水池進口 PH自動控制儀表與鹽酸加藥泵連鎖自動控制系統(tǒng)； 調節(jié)池高低液位與提升泵連鎖液位自動控制系統(tǒng)；中間水池液位與提升泵連鎖液位變頻控 制系統(tǒng)；另一中間水池液位與提升泵連鎖液位變頻控制系統(tǒng)；混凝斜板沉淀池排電動閥與 水泵連鎖定時自動排泥控制系統(tǒng)；廂式壓濾機工作壓力與濃漿泵連鎖壓力自動控制系統(tǒng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點(1)針對高濃度電鍍酸洗綜合廢水處理，一般采用二級處理工藝，本發(fā)明采用一級 處理工藝，即可達到排放要求，節(jié)省工程投資，占地面積小，操作管理方便。(2)中和池內(nèi)置微孔曝氣器，采用氣體攪拌的形式實現(xiàn)中和反應，同時有利于將廢 水中的Fe2+氧化成Fe3+，加速Fe (OH) 3絮體的形成。(3)混凝斜板沉淀池排泥采用PLC定時自動排泥，保證混凝斜板沉淀池及時排泥， 提高了斜板沉淀池有效空間，同時降低了工人勞動強度。(4)污泥濃縮池的設計采用二沉池的結構與設計理念，濃縮后的污泥濃度達到 89 %，上清液可直接過濾進入清水池外排。(5)本發(fā)明處理高濃度電鍍酸洗綜合廢水，去除效果顯著，COD去除率達80%以 上，石油類達95%以上，總磷、鋅、銅、和鐵的去除率達99. 5%以上，總鉻的去除率達99%以 上，鎳的去除率達90%以上。本發(fā)明適用于高濃度電鍍廢水、酸洗廢水的處理。


圖1是本發(fā)明的廢水處理工藝流程圖。圖中1電鍍廢水調節(jié)池、2微孔曝氣中和 反應池、3中間水池、4混凝斜板沉淀池、5水泵、6多介質過濾罐、7清水池、8污泥濃縮池、9 廂式壓濾機、10氫氧化鈣配藥槽、11氫氧化鈉配藥槽、12聚丙烯酰胺配藥槽、13鹽酸儲槽、 14加藥泵、15鼓風機、16濃漿泵。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。如圖1所示，一種處理高濃度電鍍廢水的裝置，包括電鍍廢水調節(jié)池1、微孔曝氣 中和反應池2、中間水池3、混凝斜板沉淀池4、污泥濃縮池8、多介質過濾罐6、清水池7、氫 氧化鈣配藥槽10、氫氧化鈉配藥槽11、聚丙烯酰胺配藥槽12、鹽酸儲槽13、廂式壓濾機9、水泵5、加藥泵14、鼓風機15、濃漿泵16，其中電鍍廢水調節(jié)池1內(nèi)裝填有電鍍廢水，電鍍廢水調節(jié)池1經(jīng)水泵5與微孔曝氣中 和反應池2管路連接，氫氧化鈣配藥槽10和氫氧化鈉配藥槽11分別通過加藥泵14與微孔 曝氣中和反應池2管路連接，且于微孔曝氣中和反應池2的底部設置有微孔曝氣器；在微孔曝氣中和反應池2的上部設有出水口，在微孔曝氣中和反應池2外側的出 水口下方設置有第一個中間水池3，廢水通過液面差依靠重力自流入第一個中間水池3內(nèi)； 在第一個中間水池3下部設有出水口，出水口經(jīng)水泵5與混凝斜板沉淀池4的上部進口管 路連接，聚丙烯酰胺配藥槽12通過加藥泵14與混凝斜板沉淀池4管路連接，在混凝斜板沉 淀池4的上部設有出水口，在混凝斜板沉淀池4外側的出水口下方設置有第二個中間水池 3，廢水通過液面差依靠重力自流入中間水池3內(nèi)；在第二個中間水池3下部設有出水口，出 水口經(jīng)水泵5與多介質過濾罐6的上部進口管路連接；多介質過濾罐6的下部出水口與清 水池7管路連接，鹽酸儲槽13通過加藥泵14與清水池7管路連接，清水池7的上部設有外 排水出口 ；鼓風機15的氣體出口分別與微孔曝氣器和多介質過濾罐6的下部出水口相連； 混凝斜板沉淀池4的下部排泥口經(jīng)水泵5與污泥濃縮池8的進口相連，污泥濃縮 池8上部的溢流出口與電鍍廢水調節(jié)池1管路連接，污泥濃縮池8下部的排泥出口通過濃 漿泵16與廂式壓濾機9連接。在微孔曝氣中和反應池2上方設置有二組ORP值控制器，它們分別與氫氧化鈣配 藥槽10和微孔曝氣中和反應池2間的加藥泵、氫氧化鈉配藥槽11和微孔曝氣中和反應池 2間的加藥泵信號連接；在清水池7上方設置有一組ORP值控制器，它與鹽酸儲槽13和清 水池7間的加藥泵信號連接。清水池7的下部設置有反洗水出口，反洗水出口通過水泵5多介質過濾罐6的下 部出水口管路連接，介質過濾罐6的上部進口與電鍍廢水調節(jié)池1管路連接，形成反沖洗系 統(tǒng)。多介質過濾罐內(nèi)裝填的填料介質為活性炭和石英砂，活性炭和石英砂的體積比為 4-10 1。微孔曝氣中和反應池進水端PH自動控制儀表與氫氧化鈣加藥泵連鎖自動控制加 藥系統(tǒng)；微孔曝氣中和反應池中部PH自動控制儀表與氫氧化鈉加藥泵連鎖自動控制系統(tǒng)； 清水池進口 PH自動控制儀表與鹽酸加藥泵連鎖自動控制系統(tǒng)；調節(jié)池高低液位與提升泵 連鎖液位自動控制系統(tǒng)；中間水池液位與水泵連鎖液位變頻控制系統(tǒng)；混凝斜板沉淀池排 泥與水泵連鎖定時排泥控制系統(tǒng)；廂式壓濾機工作壓力與濃漿泵連鎖壓力自動控制系統(tǒng)。如圖1所示，電鍍酸洗綜合廢水自流進入電鍍廢水調節(jié)池1，實現(xiàn)均化水質，電鍍 廢水調節(jié)池1內(nèi)的廢水由水泵5打入微孔曝氣中和反應池2，由加藥泵14分別加入氫氧化 鈣和氫氧化鈉，在鼓風機15連續(xù)曝氣的條件下，在微孔曝氣中和反應池2內(nèi)實現(xiàn)廢水PH調 節(jié)，將PH值調到一定范圍內(nèi)，使污染物形成懸浮顆粒。微孔曝氣中和反應池2出水自流進 入第一中間水池3，第一中間水池3出水經(jīng)水泵5打入混凝斜板沉淀池4內(nèi)混凝斗，同時由 加藥泵14加入聚丙烯酰胺高分子絮凝劑，在攪拌漿緩慢攪拌下，各種懸浮顆粒相互架橋形 成更大更重絮體，自流到斜板沉降區(qū)，絮體與水分離，上清液自流入第二中間水池3，混凝斜 板沉淀池4底部錐斗污泥定時自動由水泵5排入污泥濃縮池8。第二中間水池3內(nèi)的水經(jīng)水泵5打入多介質過濾罐6過濾，除去懸浮物及有機物，多介質過濾罐6出水自流入清水池 7，多介質過濾罐6反洗水來自清水池7，由水泵5打入多介質過濾罐6，反洗出水自流回電 鍍廢水調節(jié)池1。多介質過濾罐6出水PH值要求在6 9之間，當PH大于9時加藥泵14 加入鹽酸，最終將出水PH調到6 9之間。污泥濃縮池8內(nèi)的污泥濃縮后，經(jīng)濃漿泵16打 入廂式壓濾機9脫水，泥餅外運，濾液回到電鍍廢水調節(jié)池1。本發(fā)明以表1所示的水質為例，進行具體描述。表1電鍍酸洗綜合廢水水質水質情況 實施例1設備處理水量60m3/h，按圖1所示流程進行處理?；炷卑宄恋沓剡M水端投加氫 氧化鈣，將PH值調到7. 0 7. 5，中部再投加氫氧化鈉，微調PH到8. 5 9. 0?；炷卑宄?淀池投加聚丙烯酰胺2mg/L，清水池PH值調控在6. 0 9. 0之間?；炷卑宄恋沓?小時 自動排一次泥。多介質過濾罐12小時反洗一次。濃漿泵工作壓力控制在2kgf/cm2。設備連續(xù)穩(wěn)定運行，處理結果見表2。表2設備處理出水水質 各項指標去除率見表3。表3各項污染物去除率 從表2和表3結果可以看出，采用微孔曝氣中和反應+混凝斜板沉淀+多介質過 濾組合工藝處理電鍍酸洗綜合廢水，COD去除率達80%以上，石油類達97%以上，總磷、鋅、 銅、和總鐵的去除率達99. 5%以上，總鉻的去除率達99%以上，鎳的去除率達90%以上，出 水達到《電鍍污染物排放標準》GB21900-2008。
權利要求
一種處理高濃度電鍍廢水的裝置，其特征在于包括電鍍廢水調節(jié)池(1)、微孔曝氣中和反應池(2)、中間水池(3)、混凝斜板沉淀池(4)、污泥濃縮池(8)、多介質過濾罐(6)、清水池(7)、氫氧化鈣配藥槽(10)、氫氧化鈉配藥槽(11)、聚丙烯酰胺配藥槽(12)、鹽酸儲槽(13)、廂式壓濾機(9)、水泵(5)、加藥泵(14)、鼓風機(15)、濃漿泵(16)，其中電鍍廢水調節(jié)池(1)內(nèi)裝填有電鍍廢水，電鍍廢水調節(jié)池(1)經(jīng)水泵(5)與微孔曝氣中和反應池(2)管路連接，氫氧化鈣配藥槽(10)和氫氧化鈉配藥槽(11)分別通過加藥泵(14)與微孔曝氣中和反應池(2)管路連接，且于微孔曝氣中和反應池(2)的底部設置有微孔曝氣器；在微孔曝氣中和反應池(2)的上部設有出水口，在微孔曝氣中和反應池(2)外側的出水口下方設置有第一個中間水池(3)，廢水通過液面差依靠重力自流入第一個中間水池(3)內(nèi)；在第一個中間水池(3)下部設有出水口，出水口經(jīng)水泵(5)與混凝斜板沉淀池(4)的上部進口管路連接，聚丙烯酰胺配藥槽(12)通過加藥泵(14)與混凝斜板沉淀池(4)管路連接，在混凝斜板沉淀池(4)的上部設有出水口，在混凝斜板沉淀池(4)外側的出水口下方設置有第二個中間水池(3)，廢水通過液面差依靠重力自流入中間水池(3)內(nèi)；在第二個中間水池(3)下部設有出水口，出水口經(jīng)水泵(5)與多介質過濾罐(6)的上部進口管路連接；多介質過濾罐(6)的下部出水口與清水池(7)管路連接，鹽酸儲槽(13)通過加藥泵(14)與清水池(7)管路連接，清水池(7)的上部設有外排水出口；鼓風機(15)的氣體出口分別與微孔曝氣器和多介質過濾罐(6)的下部出水口相連；混凝斜板沉淀池(4)的下部排泥口經(jīng)水泵(5)與污泥濃縮池(8)的中部進口相連，污泥濃縮池(8)上部的溢流出口與電鍍廢水調節(jié)池(1)管路連接，污泥濃縮池(8)下部的排泥出口通過濃漿泵(16)與廂式壓濾機(9)連接。
2.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于在微孔曝氣中和反應池(2)上方設置有 二組ORP值控制器，它們分別與氫氧化鈣配藥槽(10)和微孔曝氣中和反應池(2)間的加藥 泵、氫氧化鈉配藥槽(11)和微孔曝氣中和反應池⑵間的加藥泵信號連接。
3.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于在清水池(7)上方設置有一組ORP值控 制器，它與鹽酸儲槽(13)和清水池(7)間的加藥泵信號連接。
4.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于清水池(7)的下部設置有反洗水出口，反 洗水出口通過水泵(5)多介質過濾罐(6)的下部出水口管路連接，介質過濾罐(6)的上部 進水口與電鍍廢水調節(jié)池(1)管路連接。
5.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于多介質過濾罐內(nèi)裝填的填料介質為活性 炭和石英砂，活性炭和石英砂的體積比為4-10 1。
6.一種權利要求1所述裝置的應用，其特征在于包括如下步驟，1)微孔曝氣中和反應高濃度電鍍廢水從電鍍廢水調節(jié)池泵入微孔曝氣中和反應池， 在微孔曝氣中和反應池廢水進入端先投加氫氧化鈣溶液，在微孔曝氣器產(chǎn)生的氣流作用 下，初調PH到7. 0 7. 5，在微孔曝氣中和反應池的廢水水流中部再投氫氧化鈉溶液，將PH 微調到污染物形成沉淀所需PH值8. 5 9. 0 ；完成PH調節(jié)的廢水從微孔曝氣中和反應池 末端上部出水口自流入中間水池；2)混凝斜板沉淀將步驟1)的出水從混凝斜板沉淀池的廢水進入端泵入，廢水進入端 設有機械攪拌混凝斗，污水首先進入混凝斗，同時向斗內(nèi)再投加高分子絮凝劑聚丙烯酰胺，在機械攪拌作用下，促使污水中各種懸浮顆粒相互架橋形成更大更重沉淀物，混凝斗內(nèi)的 水自流入斜板沉淀區(qū)，沉淀物沉積池底，清水自流入中間水池；3)污泥脫水將步驟2)沉積在混凝斜板沉淀池底部的污泥由水泵泵入污泥濃縮池，底 部污泥斗內(nèi)的濃縮污泥可濃縮到89 %，再經(jīng)濃漿泵泵入廂式壓濾機脫水，污泥含水率小于 75% ； 4)多介質過濾將混凝斜板沉淀池外側出水口下方的第二個中間水池內(nèi)的水泵入多 介質過濾罐，廢水經(jīng)過濾后進入清水池排放；如果清水池內(nèi)的水PH值超過9，可采用加鹽酸 回調，將清水池內(nèi)的水PH調到6 9。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理高濃度電鍍廢水的裝置及其應用，包括電鍍廢水調節(jié)池、微孔曝氣中和反應池、中間水池、混凝斜板沉淀池、污泥濃縮池、多介質過濾罐、清水池、氫氧化鈣配藥槽、氫氧化鈉配藥槽、聚丙烯酰胺配藥槽、鹽酸儲槽、廂式壓濾機、水泵、加藥泵、鼓風機、濃漿泵；采用上述裝置，通過微孔曝氣中和反應+混凝斜板沉淀+多介質過濾組合工藝處理高濃度電鍍廢水。本發(fā)明處理高濃度電鍍酸洗綜合廢水，去除效果顯著，COD去除率達80％以上，石油類達95％以上，總磷、鋅、銅、和總鐵的去除率達99.5％以上，總鉻的去除率達99％以上，鎳的去除率達90％以上。本發(fā)明適用于高濃度電鍍廢水、酸洗廢水的處理。
文檔編號C02F1/74GK101844844SQ20091001087
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權日2009年3月25日
發(fā)明者喬瑞平, 于永輝, 于波, 孫承林, 楊旭, 臧廣安 申請人:中國科學院大連化學物理研究所