重金屬廢水處理設(shè)備和處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種重金屬廢水處理設(shè)備，包括通過管路依次連接的廢水調(diào)節(jié)池、pH調(diào)節(jié)器、循環(huán)池、膜過濾器和中和池，所述的廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有曝氣裝置；所述的pH調(diào)節(jié)器包括通過管路順序連接的至少二個管道混合器；所述的循環(huán)池的下部通過管路連通污泥收集池；所述的膜過濾器采用聚偏氟乙烯材質(zhì)的外置或內(nèi)置管式膜組件，膜過濾器的濃液排出口通過管路連接循環(huán)池；所述的中和池內(nèi)設(shè)有攪拌器、加藥裝置和pH檢測裝置。本發(fā)明匯集了混凝、膜過濾等工藝原理的組合流程，完全代替了傳統(tǒng)廢水處理中的絮凝、沉淀、砂濾、活性炭和超濾等工藝，能夠充分發(fā)揮其技術(shù)的優(yōu)點而避其缺點，以獲得穩(wěn)定、可靠的處理效率，以及滿足更高標準的要求。
【專利說明】重金屬廢水處理設(shè)備和處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種重金屬廢水處理設(shè)備和處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]重金屬廢水主要來源于機械加工、礦山開采業(yè)、鋼鐵及有色金屬的冶煉和部分化工企業(yè)。在高度集中的現(xiàn)代化大工業(yè)情況下，工業(yè)生產(chǎn)排出的廢水，特別是重金屬廢水對周圍環(huán)境的污染日益嚴重。廢水中的重金屬一般不能分解破壞，只能轉(zhuǎn)移其存在位置和轉(zhuǎn)變其物化形態(tài)。重金屬的污染是把含有重金屬的工業(yè)廢水排入江河湖海，它將直接對漁業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)生嚴重影響，同時直接或間接地危害人體健康。
[0003]重金屬污染的特點表現(xiàn)在以下幾方面:(I)水體中的某些重金屬可在微生物作用下轉(zhuǎn)化為毒性更強的金屬化合物，如汞的甲基化作用就是其中典型例子；(2)生物從環(huán)境中攝取重金屬可以經(jīng)過食物鏈的生物放大作用，在較高級生物體內(nèi)成千萬倍地富集起來，然后通過食物進入人體，在人體的某些器官中積蓄起來造成慢性中毒，危害人體健康；(3)在天然水體中只要有微量重金屬即可產(chǎn)生毒性效應(yīng)，一般重金屬產(chǎn)生毒性的范圍大約在I—10mg/L之間，毒性較強的金屬如汞、鎘等產(chǎn)生毒性的質(zhì)量濃度范圍在0.01—0.001mg/L之間。
[0004]重金屬的污染有時會造成很大的危害，例如，日本發(fā)生的水俁病(汞污染)和骨痛病(鎘污染)等公害病，都是由重金屬污染引起的，所以應(yīng)嚴格防止重金屬污染。隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，循環(huán)經(jīng)濟和清潔生產(chǎn)技術(shù)越來越受到人們關(guān)注。重金屬廢水治理從末端治理已向清潔生產(chǎn)工藝、物質(zhì)循環(huán)利用、廢水回用等綜合防治階段發(fā)展。國內(nèi)外學(xué)者對重金屬污染的治理問題做了大量的研究。目前已開發(fā)應(yīng)用的廢水處理方法主要有化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法，包括化學(xué)沉淀、電解、離子交換、膜分離、活性碳和硅膠吸附、生物絮凝、生物吸附、植物整治等方法。針對運行穩(wěn)定、處理效果好、投資少及運作費用低、易于管理和操作、不產(chǎn)生二次污染等要求，上述方法還不能完全滿足要求。穩(wěn)定、高效的重金屬廢水處理技術(shù)的研究和開發(fā)無疑是我國控制重金屬污染的迫切需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中為了使污水處理系統(tǒng)長期穩(wěn)定地滿足達標排放和實質(zhì)性的廢水回用，提供一種重金屬廢水處理設(shè)備和處理方法，代替了傳統(tǒng)廢水處理中的絮凝、沉淀、砂濾、活性炭和超濾等工藝，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，處理效果能連續(xù)滿足達標排放要求，回用水水質(zhì)完全達到車間用水需求。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種重金屬廢水處理設(shè)備，包括通過管路依次連接的廢水調(diào)節(jié)池、PH調(diào)節(jié)器、循環(huán)池、膜過濾器和中和池，
[0007]所述的廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有曝氣裝置，所述的曝氣裝置包括高壓氣源和內(nèi)置于廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)的曝氣管，所述的曝氣管上開設(shè)有若干個氣孔；廢水調(diào)節(jié)池接收來廢水，起到均勻水質(zhì)、水量的作用，確保處理系統(tǒng)處理負荷和處理效果的連續(xù)、穩(wěn)定、高效。[0008]所述的pH調(diào)節(jié)器包括通過管路順序連接的至少二個管道混合器，每個管道混合器的加料口上分別連接有加藥裝置，每個管道混合器的出口端的管路上設(shè)有PH檢測裝置；引入管道閃混技術(shù)，使廢水同藥劑充分混合，達到PH值調(diào)節(jié)、混凝等作用，為后續(xù)處理單元準備條件。
[0009]所述的循環(huán)池的下部通過管路連通污泥收集池，循環(huán)池與膜過濾器之間的管路上設(shè)有增壓泵；循環(huán)池與膜過濾器配合達到攔截并排出污泥的作用，并將一定濃度的污泥排至污泥收集池，以便進行后續(xù)處理。
[0010]所述的膜過濾器采用聚偏氟乙烯材質(zhì)的外置或內(nèi)置管式膜組件，膜過濾器的濃液排出口通過管路連接循環(huán)池；泥水在膜組件的攔截作用使泥和水發(fā)生分離，分離后的清水進入后續(xù)處理單元的中和池，被攔截后的污泥濃液排入循環(huán)池。
[0011]所述的中和池內(nèi)設(shè)有攪拌器、加藥裝置和PH檢測裝置?？梢灾苯优欧呕蜻M入回用系統(tǒng)。
[0012]作為優(yōu)選，所述的pH調(diào)節(jié)器的管道混合器的數(shù)量為三個，前兩個管道混合器連接的加藥裝置為堿液加藥裝置，后一個管道混合器連接的加藥裝置為混凝劑加藥裝置。調(diào)節(jié)好PH值的廢水在混凝劑的作用下，發(fā)生吸附、凝集反應(yīng)，捕捉廢水中的微小粒子和膠體，使之變大析出，通過固液分離而降解廢水中的SS、C0D&和重金屬離子等。
[0013]進一步的，為排出循環(huán)池中積累的污泥，所述的循環(huán)池與污泥收集池之間的管路上設(shè)有隔膜泵。隔膜泵不易被污泥阻塞，使用方便。
[0014]進一步的，為對污泥收集池中的污泥進行處理，所述的污泥收集池的下部通過管路連接有污泥脫水機 ，所述的污泥收集池與污泥脫水機之間的管路上設(shè)有隔膜泵。脫水后的污泥可進行后續(xù)無害化處理。
[0015]為循環(huán)利用脫除重金屬的清水，所述的中和池的出口連接污水回用系統(tǒng)，所述的污水回用系統(tǒng)包括通過管路依次連接的過濾裝置和反滲透膜過濾裝置。
[0016]作為優(yōu)選，所述的過濾裝置包括串聯(lián)的兩個精密過濾器。
[0017]作為優(yōu)選，所述的反滲透膜過濾裝置包括串聯(lián)的兩個反滲透膜過濾器，每個反滲透膜過濾器的出水端連接有儲水箱。
[0018]作為優(yōu)選，所述的兩個反滲透膜過濾器之間設(shè)有精密過濾器。
[0019]一種采用上述重金屬廢水處理設(shè)備的處理方法，具有如下步驟:
[0020]①將重金屬廢水收集后泵入廢水調(diào)節(jié)池，開啟曝氣裝置；
[0021]②在曝氣充分后通過增壓泵將廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水泵入pH調(diào)節(jié)器，向前兩個管道混合器內(nèi)加入堿液調(diào)節(jié)PH值，使廢水的pH調(diào)節(jié)至9-11，向后一個管道混合器內(nèi)加入混凝劑；
[0022]③將調(diào)節(jié)好pH的廢水排入循環(huán)池中，開啟循環(huán)池與膜過濾器之間的增壓泵將廢水泵入膜過濾器中，過濾后的水排至中和池中，并通過加藥裝置將過濾后的水調(diào)節(jié)至偏中性，pH可設(shè)定在6-9之間，濃液回流至循環(huán)池中繼續(xù)處理；
[0023]④當(dāng)循環(huán)池中積累較多污泥時，開啟循環(huán)池與污泥收集池之間的隔膜泵將污泥泵入污泥收集池中。
[0024]作為優(yōu)選，步驟②中所述的堿液為氫氧化鈉溶液，所述的混凝劑為磷酸鹽緩沖液。
[0025]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明匯集了混凝、膜過濾等工藝原理的組合流程，完全代替了傳統(tǒng)廢水處理中的絮凝、沉淀、砂濾、活性炭和超濾等工藝，能夠充分發(fā)揮其技術(shù)的優(yōu)點而避其缺點，以獲得穩(wěn)定、可靠的處理效率，以及滿足更高標準的要求。
[0026]其優(yōu)點在于:處理效果穩(wěn)定，完全滿足污水處理的排放要求；占地面積小，有效節(jié)約土地資源；節(jié)約土建投資；出水調(diào)節(jié)PH值后就可以排放或直接進入回用系統(tǒng)回用；清洗周期長，減少運行費用。
[0027]本發(fā)明的重金屬廢水處理設(shè)備既參與了廢水的前處理，節(jié)省絮凝劑的投加費用，省卻了沉淀池、絮凝池，又作為回用系統(tǒng)的預(yù)處理以便在需要時候回用，節(jié)約了投資、占地。從污泥處理角度看，重金屬廢水處理設(shè)備的污泥收集池的污泥濃度可達到10~20%，大大的降低了污泥濃縮時間，提高了污泥脫水效率。
[0028]通過聚偏氟乙烯膜分離技術(shù)大大提高了膜過濾器的處理效率，與傳統(tǒng)的生物處理工藝相比，該法具有生化效率高、抗沖擊負荷能力強、出水水質(zhì)好且穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長、易實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點。聚偏氟乙烯膜具有較好的表面性能，減少膜的污染堵塞，且清洗方便，以保證膜的處理效果和使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0030]圖1是本發(fā)明的重金屬廢水處理設(shè)備第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2是本發(fā)明的重金屬廢水處理設(shè)備第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中:1.廢水調(diào)節(jié)池 ，2.pH調(diào)節(jié)器，3.循環(huán)池，4.膜過濾器，5.中和池，6.污泥收集池，7.污泥脫水機，8.過濾裝置，9.反滲透膜過濾裝置。
【具體實施方式】
[0033]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明的一種重金屬廢水處理設(shè)備的第一個實施例，包括通過管路依次連接的廢水調(diào)節(jié)池1、PH調(diào)節(jié)器2、循環(huán)池3、膜過濾器4和中和池5，
[0035]所述的廢水調(diào)節(jié)池I內(nèi)設(shè)有曝氣裝置，所述的曝氣裝置包括高壓氣源和內(nèi)置于廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)的曝氣管，所述的曝氣管上開設(shè)有若干個氣孔；廢水調(diào)節(jié)池接收來廢水，起到均勻水質(zhì)、水量的作用，確保處理系統(tǒng)處理負荷和處理效果的連續(xù)、穩(wěn)定、高效。
[0036]所述的pH調(diào)節(jié)器2包括通過管路順序連接的至少二個管道混合器，每個管道混合器的加料口上分別連接有加藥裝置，每個管道混合器的出口端的管路上設(shè)有PH檢測裝置；引入管道閃混技術(shù)，使廢水同藥劑充分混合，達到PH值調(diào)節(jié)、混凝等作用，為后續(xù)處理單元準備條件。
[0037]所述的循環(huán)池3的下部通過管路連通污泥收集池6，循環(huán)池3與膜過濾器4之間的管路上設(shè)有增壓泵；循環(huán)池3與膜過濾器4配合達到攔截并排出污泥的作用，并將一定濃度的污泥排至污泥收集池6，以便進行后續(xù)處理。
[0038]所述的膜過濾器4采用聚偏氟乙烯材質(zhì)的外置或內(nèi)置管式膜組件，膜過濾器4的濃液排出口通過管路連接循環(huán)池3 ;泥水在膜組件的攔截作用使泥和水發(fā)生分離，分離后的清水進入后續(xù)處理單元的中和池5，被攔截后的污泥濃液排入循環(huán)池3。[0039]所述的中和池5內(nèi)設(shè)有攪拌器、加藥裝置和pH檢測裝置。可以直接排放或進入回用系統(tǒng)。
[0040]作為優(yōu)選，所述的pH調(diào)節(jié)器2的管道混合器的數(shù)量為三個，前兩個管道混合器連接的加藥裝置為堿液加藥裝置，后一個管道混合器連接的加藥裝置為混凝劑加藥裝置。調(diào)節(jié)好PH值的廢水在混凝劑的作用下，發(fā)生吸附、凝集反應(yīng)，捕捉廢水中的微小粒子和膠體，使之變大析出，通過固液分離而降解廢水中的SS、CODcr和重金屬離子等。
[0041]進一步的，為排出循環(huán)池3中積累的污泥，所述的循環(huán)池3與污泥收集池6之間的管路上設(shè)有隔膜泵。隔膜泵不易被污泥阻塞，使用方便。
[0042]一種采用上述重金屬廢水處理設(shè)備的處理方法，具有如下步驟:
[0043]①將重金屬廢水收集后栗入廢水調(diào)節(jié)池1，開啟曝氣裝直； [0044]②在曝氣充分后通過增壓泵將廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水泵入pH調(diào)節(jié)器，向前兩個管道混合器內(nèi)加入堿液調(diào)節(jié)PH值，使廢水的pH調(diào)節(jié)至9-11，向后一個管道混合器內(nèi)加入混凝劑；
[0045]③將調(diào)節(jié)好pH的廢水排入循環(huán)池中，開啟循環(huán)池與膜過濾器之間的增壓泵將廢水泵入膜過濾器中，過濾后的水排至中和池中，并通過加藥裝置將過濾后的水調(diào)節(jié)至偏中性，pH可設(shè)定在6-9之間，濃液回流至循環(huán)池中繼續(xù)處理；
[0046]④當(dāng)循環(huán)池中積累較多污泥時，開啟循環(huán)池與污泥收集池之間的隔膜泵將污泥泵入污泥收集池中。
[0047]步驟②中所述的堿液為氫氧化鈉溶液，所述的混凝劑為磷酸鹽緩沖液。
[0048]為對污泥收集池6中的污泥進行處理，所述的污泥收集池6的下部通過管路連接有污泥脫水機7，所述的污泥收集池6與污泥脫水機7之間的管路上設(shè)有隔膜泵。脫水后的污泥可進行后續(xù)無害化處理。
[0049]如圖2所述，本發(fā)明的第二個實施例，與第一個實施例的區(qū)別在于:為循環(huán)利用脫除重金屬的清水，所述的中和池5的出口連接污水回用系統(tǒng)，所述的污水回用系統(tǒng)包括通過管路依次連接的過濾裝置8和反滲透膜過濾裝置9。
[0050]作為優(yōu)選，所述的過濾裝置8包括串聯(lián)的兩個精密過濾器。
[0051]作為優(yōu)選，所述的反滲透膜過濾裝置9包括串聯(lián)的兩個反滲透膜過濾器，每個反滲透膜過濾器的出水端連接有儲水箱。
[0052]作為優(yōu)選，所述的兩個反滲透膜過濾器之間設(shè)有精密過濾器。
[0053]為了更好的實施本發(fā)明，需要在各個裝置之間連接的管理上設(shè)置閥門、壓力計等裝置，但這些閥門等裝置的設(shè)置方式為現(xiàn)有技術(shù)，且不限與本發(fā)明的附圖中設(shè)置方式?？筛鶕?jù)實際需要多設(shè)置或少設(shè)置，并不影響設(shè)備的運行。
[0054]本發(fā)明中采用的增壓泵可根據(jù)實際需要設(shè)置單級或雙極增壓泵，會影響到處理效率，但均不影響設(shè)備的運行。
[0055]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種重金屬廢水處理設(shè)備，其特征是:包括通過管路依次連接的廢水調(diào)節(jié)池、PH調(diào)節(jié)器、循環(huán)池、膜過濾器和中和池， 所述的廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有曝氣裝置，所述的曝氣裝置包括高壓氣源和內(nèi)置于廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)的曝氣管，所述的曝氣管上開設(shè)有若干個氣孔； 所述的PH調(diào)節(jié)器包括通過管路順序連接的至少二個管道混合器，每個管道混合器的加料口上分別連接有加藥裝置，每個管道混合器的出口端的管路上設(shè)有PH檢測裝置； 所述的循環(huán)池的下部通過管路連通污泥收集池，循環(huán)池與膜過濾器之間的管路上設(shè)有增壓泵； 所述的膜過濾器采用聚偏氟乙烯材質(zhì)的外置或內(nèi)置管式膜組件，膜過濾器的濃液排出口通過管路連接循環(huán)池； 所述的中和池內(nèi)設(shè)有攪拌器、加藥裝置和PH檢測裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的重金屬廢水處理設(shè)備，其特征是:所述的PH調(diào)節(jié)器的管道混合器的數(shù)量為三個，前兩個管道混合器連接的加藥裝置為堿液加藥裝置，后一個管道混合器連接的加藥裝置為混凝劑加藥裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的重金屬廢水處理設(shè)備，其特征是:所述的循環(huán)池與污泥收集池之間的管路上設(shè)有隔膜泵。
4.如權(quán)利要求3所述的重金屬廢水處理設(shè)備，其特征是:所述的污泥收集池的下部通過管路連接有污泥脫水機，所述的污泥收集池與污泥脫水機之間的管路上設(shè)有隔膜泵。
5.如權(quán)利要求1所述的重金屬廢水處理設(shè)備，其特征是:所述的中和池的出口連接污水回用系統(tǒng)，所述的污水回用系統(tǒng)包括通過管路依次連接的過濾裝置和反滲透膜過濾裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的重金屬廢水處理設(shè)備，其特征是:所述的過濾裝置包括串聯(lián)的兩個精密過濾器。
7.如權(quán)利要求5所述的重金屬廢水處理設(shè)備，其特征是:所述的反滲透膜過濾裝置包括串聯(lián)的兩個反滲透膜過濾器，每個反滲透膜過濾器的出水端連接有儲水箱。
8.如權(quán)利要求7所述的重金屬廢水處理設(shè)備，其特征是:所述的兩個反滲透膜過濾器之間設(shè)有精密過濾器。
9.一種采用如權(quán)利要求1-8任一項所述的重金屬廢水處理設(shè)備的處理方法，其特征在于具有如下步驟: ①將重金屬廢水收集后泵入廢水調(diào)節(jié)池后，開啟曝氣裝置； ②在曝氣充分后通過增壓泵將廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水泵入PH調(diào)節(jié)器，向前兩個管道混合器內(nèi)加入堿液調(diào)節(jié)PH值，使廢水的pH調(diào)節(jié)至9-11，向后一個管道混合器內(nèi)加入混凝劑； ③將調(diào)節(jié)好PH的廢水排入循環(huán)池中，開啟循環(huán)池與膜過濾器之間的增壓泵將廢水泵入膜過濾器中，過濾后的水排至中和池中，并通過加藥裝置將過濾后的水調(diào)節(jié)至偏中性，濃液回流至循環(huán)池中繼續(xù)處理； ④當(dāng)循環(huán)池中積累較多污泥時，開啟循環(huán)池與污泥收集池之間的隔膜泵將污泥泵入污泥收集池中。
10.如權(quán)利要求9所述的處理方法，其特征是:步驟②中所述的堿液為氫氧化鈉溶液，所述的混凝劑為磷酸鹽緩沖液。
【文檔編號】C02F9/14GK103922546SQ201410179376
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】李繼忠, 唐志明 申請人:江蘇科沛達環(huán)境工程科技有限公司