本發(fā)明屬于重金屬污染廢水的綜合治理與回用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種涉重金屬污染廢水綜合治理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，尤其是電鍍、冶金、礦山、農(nóng)藥、化工以及制革等行業(yè)工業(yè)廢水的大量排放，使土壤和水源中重金屬積累加劇，重金屬的污染也日益嚴(yán)重。由于重金屬易通過食物鏈而生物富集，構(gòu)成對(duì)生物和人體健康的嚴(yán)重威脅。如何有效地治理重金屬污染已成為人類共同關(guān)注的問題。目前，治理含重金屬離子廢水的方法繁多，有用石灰或堿的化學(xué)沉淀法、氧化還原法、離子交換法、超濾、電化學(xué)處理以及蒸發(fā)回收等，這些方法各有利弊和局限性。從實(shí)用性來說，目前多采用的是化學(xué)沉淀法，即通過調(diào)節(jié)廢水ph值的方法，使重金屬離子生成氫氧化物沉淀，達(dá)到與水分離的目的，但這一方法仍存在以下問題。

(1)不同的重金屬離子生成氫氧化物沉淀時(shí)的最佳ph值是不同的。由于許多金屬氫氧化物具有配合陰離子的特性。這些配合離子的產(chǎn)生會(huì)使金屬氫氧化物的溶解度增大。因而在某ph值區(qū)段會(huì)出現(xiàn)最低溶解度，而ph值再升高時(shí)因絡(luò)合陰離子的增多而使溶解度上升。此時(shí)廢水中共存的重金屬離子在該條件下又可能溶于廢水中。

(2)在高堿性介質(zhì)中生成的氫氧化物沉淀，其中有小部分微細(xì)顆粒的氫氧化物，在排放中能隨著ph值的降低將重新溶解于水中，從而使重金屬離子含量超過環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。尤其是對(duì)電鍍，電子等行業(yè)排出的有絡(luò)合劑(如edta，nh，檸檬酸等)存在的金屬離子廢水，效果就更差。鑒于現(xiàn)存方法存在的不足，以及越來越高的環(huán)保要求。本發(fā)明提出一種新型工業(yè)重金屬廢水綜合治理技術(shù)。綜合利用管道混合技術(shù)、鏊合沉淀技術(shù)、高效纖維過濾技術(shù)，達(dá)到快速處理，精密過濾，出水水質(zhì)好的目的。具有處理快速，過濾精度高，占地面積小，自動(dòng)化程度高、便于管理等優(yōu)點(diǎn)。為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本公司提出一種新型工業(yè)重金屬廢水綜合治理工藝。綜合利用靜態(tài)管道混合技術(shù)、鏊合沉淀技術(shù)、高效纖維過濾技術(shù)，達(dá)到快速處理，精密過濾，出水水質(zhì)好的目的。具有處理快速，過濾精度高，占地面積小，自動(dòng)化程度高、便于管理等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種涉重金屬污染廢水綜合治理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括廢水收集池、一次靜態(tài)反應(yīng)裝置、一次斜管沉淀裝置、二次靜態(tài)反應(yīng)裝置、二次斜管沉淀裝置、緩沖水箱、過濾器、排放水箱、污泥濃縮池和污泥干化裝置，所述廢水收集池、一次靜態(tài)反應(yīng)裝置、一次斜管沉淀裝置、二次靜態(tài)反應(yīng)裝置、二次斜管沉淀裝置、緩沖水箱、過濾器、排放水箱、污泥濃縮池和污泥干化裝置依次連接；

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括提升泵，所述緩沖水箱和過濾器、廢水收集池和一次靜態(tài)反應(yīng)裝置、污泥濃縮池和污泥干化裝置之間均通過提升泵連接，所述提升泵用于廢水提升；

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括液位監(jiān)測(cè)儀、ph監(jiān)控儀和orp監(jiān)控儀，所述orp監(jiān)控儀用于監(jiān)控一次靜態(tài)反應(yīng)裝置和二次靜態(tài)反應(yīng)裝置內(nèi)的水質(zhì)，所述ph監(jiān)控儀用于監(jiān)控一次靜態(tài)反應(yīng)裝置和排放水箱的ph值，所述液位監(jiān)測(cè)儀用于監(jiān)測(cè)廢水收集池、緩沖水箱和污泥濃縮池的液位高度；

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括壓力監(jiān)控儀和自動(dòng)控制裝置，所述壓力監(jiān)控儀用于監(jiān)測(cè)污泥干化裝置中的壓力，所述自動(dòng)控制裝置用于對(duì)液位監(jiān)測(cè)儀、ph監(jiān)控儀、orp監(jiān)控儀、壓力監(jiān)控儀進(jìn)行自動(dòng)采集和控制；

進(jìn)一步地，所述一次靜態(tài)反應(yīng)裝置和二次靜態(tài)反應(yīng)裝置均為靜態(tài)混合器，所述靜態(tài)混合器通過固定在管內(nèi)的混合單元內(nèi)件，使二股或多股流體產(chǎn)生流體的分層切割、剪切、或折向和重新混合，使流體不斷改變流動(dòng)方向，不僅將中心液流推向周邊，而且將周邊流體推向中心，使得流體之間三維空間良好分散和充分混合；

進(jìn)一步地，所述過濾器為高效纖維過濾器，所述高效纖維過濾器使用柔軟高強(qiáng)韌性纖維絲作為濾元，使用多束微細(xì)纖維，在設(shè)備內(nèi)部機(jī)構(gòu)擠壓作用下纖維間孔隙變小，形成高目數(shù)的過濾層以達(dá)到很高的過濾精度，所述一次斜管沉淀裝置和二次斜管沉淀裝置均采用螯合沉淀方法；

進(jìn)一步地，一種涉重金屬污染廢水綜合治理方法，所述方法利用管道混合技術(shù)、鏊合沉淀技術(shù)和高效纖維過濾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速處理，精密過濾，對(duì)涉重金屬污染廢水進(jìn)行綜合治理；

進(jìn)一步地，所述方法包括：

s1：廢水由廢水收集池經(jīng)提升泵輸送至一次靜態(tài)反應(yīng)裝置；

s2：在一次靜態(tài)反應(yīng)裝置反應(yīng)完全后流入一次斜管沉淀池；

s3：一次斜管沉淀池出水流入二次靜態(tài)反應(yīng)裝置，在二次靜態(tài)反應(yīng)裝置反應(yīng)完全后流入二次斜管沉淀池；

s4：二次斜管沉淀池出水流入緩沖水池，由緩沖水池經(jīng)提升泵輸送至過濾器，過濾后流入排放水池排放:；

s5：在一次沉淀池和二次沉淀池沉淀分離出來的泥水流入污泥濃縮池，由污泥濃縮池經(jīng)提升泵輸送至污泥干化裝置，做干化處理；

進(jìn)一步地，所述方法設(shè)備布局時(shí)采取一定高程差，廢水的提升在所述緩沖水箱和過濾器、廢水收集池和一次靜態(tài)反應(yīng)裝置、污泥濃縮池和污泥干化裝置之間，其它位置均為重力流；

本發(fā)明的有益效果如下：

1）使用非容器攪拌的靜態(tài)混合反應(yīng)裝置，可節(jié)省大量占地面積；

2）使用orp自動(dòng)控制技術(shù)根據(jù)進(jìn)出水重金屬度差的變化自動(dòng)調(diào)整給藥量，時(shí)刻保證最佳給藥量，系統(tǒng)更穩(wěn)定；

3）控制裝置自動(dòng)化程度高，設(shè)有液位保護(hù)裝置，壓力監(jiān)控裝置，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。下面為本發(fā)明的舉出最佳實(shí)施例：

如圖1所示，本發(fā)明提供一種涉重金屬污染廢水綜合治理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括廢水收集池、一次靜態(tài)反應(yīng)裝置、一次斜管沉淀裝置、二次靜態(tài)反應(yīng)裝置、二次斜管沉淀裝置、緩沖水箱、過濾器、排放水箱、污泥濃縮池和污泥干化裝置，所述廢水收集池、一次靜態(tài)反應(yīng)裝置、一次斜管沉淀裝置、二次靜態(tài)反應(yīng)裝置、二次斜管沉淀裝置、緩沖水箱、過濾器、排放水箱、污泥濃縮池和污泥干化裝置依次連接。所述系統(tǒng)還包括提升泵，所述緩沖水箱和過濾器、廢水收集池和一次靜態(tài)反應(yīng)裝置、污泥濃縮池和污泥干化裝置之間均通過提升泵連接，所述提升泵用于廢水提升，所述系統(tǒng)還包括液位監(jiān)測(cè)儀、ph監(jiān)控儀和orp監(jiān)控儀，所述orp監(jiān)控儀用于監(jiān)控一次靜態(tài)反應(yīng)裝置和二次靜態(tài)反應(yīng)裝置內(nèi)的水質(zhì)，所述ph監(jiān)控儀用于監(jiān)控一次靜態(tài)反應(yīng)裝置和排放水箱的ph值，所述液位監(jiān)測(cè)儀用于監(jiān)測(cè)廢水收集池、緩沖水箱和污泥濃縮池的液位高度，所述系統(tǒng)還包括壓力監(jiān)控儀和自動(dòng)控制裝置，所述壓力監(jiān)控儀用于監(jiān)測(cè)污泥干化裝置中的壓力，所述自動(dòng)控制裝置用于對(duì)液位監(jiān)測(cè)儀、ph監(jiān)控儀、orp監(jiān)控儀、壓力監(jiān)控儀進(jìn)行自動(dòng)采集和控制，所述一次靜態(tài)反應(yīng)裝置和二次靜態(tài)反應(yīng)裝置均為靜態(tài)混合器，所述靜態(tài)混合器通過固定在管內(nèi)的混合單元內(nèi)件，使二股或多股流體產(chǎn)生流體的分層切割、剪切、或折向和重新混合，使流體不斷改變流動(dòng)方向，不僅將中心液流推向周邊，而且將周邊流體推向中心，使得流體之間三維空間良好分散和充分混合，所述過濾器為高效纖維過濾器，所述高效纖維過濾器使用柔軟高強(qiáng)韌性纖維絲作為濾元，使用多束微細(xì)纖維，在設(shè)備內(nèi)部機(jī)構(gòu)擠壓作用下纖維間孔隙變小，形成高目數(shù)的過濾層以達(dá)到很高的過濾精度，所述一次斜管沉淀裝置和二次斜管沉淀裝置均采用螯合沉淀方法。

一種涉重金屬污染廢水綜合治理方法，所述方法利用管道混合技術(shù)、鏊合沉淀技術(shù)和高效纖維過濾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速處理，精密過濾，對(duì)涉重金屬污染廢水進(jìn)行綜合治理。

所述方法包括：

s1：廢水由廢水收集池經(jīng)提升泵輸送至一次靜態(tài)反應(yīng)裝置；

s2：在一次靜態(tài)反應(yīng)裝置反應(yīng)完全后流入一次斜管沉淀池；

s3：一次斜管沉淀池出水流入二次靜態(tài)反應(yīng)裝置，在二次靜態(tài)反應(yīng)裝置反應(yīng)完全后流入二次斜管沉淀池；

s4：二次斜管沉淀池出水流入緩沖水池，由緩沖水池經(jīng)提升泵輸送至過濾器，過濾后流入排放水池排放:；

s5：在一次沉淀池和二次沉淀池沉淀分離出來的泥水流入污泥濃縮池，由污泥濃縮池經(jīng)提升泵輸送至污泥干化裝置，做干化處理。

所述方法設(shè)備布局時(shí)采取一定高程差，廢水的提升在所述緩沖水箱和過濾器、廢水收集池和一次靜態(tài)反應(yīng)裝置、污泥濃縮池和污泥干化裝置之間，其它位置均為重力流。

本專利的技術(shù)方案是：1.靜態(tài)混合器是一種沒有電力攪拌部件的高效混合設(shè)備，通過固定在管內(nèi)的混合單元內(nèi)件，使二股或多股流體產(chǎn)生流體的分層切割、剪切、或折向和重新混合，使流體不斷改變流動(dòng)方向，不僅將中心液流推向周邊，而且將周邊流體推向中心，達(dá)到流體之間三維空間良好分散和充分混合的目的。與此同時(shí)，流體自身的旋轉(zhuǎn)作用在相鄰元件連接處的界面上亦會(huì)發(fā)生。這種完善的徑向環(huán)流混合作用，使流體在管子截面上的溫度梯度、速度梯度和質(zhì)量梯度明顯減少。靜態(tài)混合器的工作原理，就是讓流體在管線中流動(dòng)沖擊各種類型板元件,增加流體層流運(yùn)動(dòng)的速度梯度或形成湍流,層流時(shí)是“分割-位置移動(dòng)-重新匯合”，湍流時(shí)，流體除上述三種情況外，還會(huì)在斷面方向產(chǎn)生劇烈的渦流，有很強(qiáng)的剪切力作用于流體，使流體進(jìn)一步分割混合，以達(dá)到充分混勻的目的。其最大優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省占地面積。

2.螯合沉淀技術(shù)是區(qū)別于中和沉淀法的一種重金屬廢水處理技術(shù)。既有化學(xué)配位反應(yīng)也有物理吸附過程。螯合劑對(duì)于金屬金屬離子比單絡(luò)合劑具有更強(qiáng)大的親和力，螯合物的這種特殊穩(wěn)定性是環(huán)狀結(jié)構(gòu)的形成給帶來的特征之一。正因?yàn)轵蟿┡c金屬離子的這種“螯合效應(yīng)”，所以金屬螯合物較之一般的非螯形絡(luò)合物有著更高的穩(wěn)定性。我們根據(jù)本項(xiàng)目提出的“多種配位體協(xié)同配位理論”（即在重金屬離子與多種配位體進(jìn)行配位反應(yīng)時(shí)，不同類型的配位體同時(shí)與一個(gè)金屬離子配位，形成混配型配合物的概率要大于同類型的配位體同時(shí)與一個(gè)金屬離子配位生成均配型配合物），將六亞甲基四胺作為無機(jī)配位組分，分別選擇具有不同聚合度和不同取代度的羧甲基殼聚糖，進(jìn)行化學(xué)配方的優(yōu)化，用環(huán)氧氯丙烷作緩釋劑和穩(wěn)定劑，并在工藝條件上進(jìn)行了大量的研究工作，制備出一種穩(wěn)定的液態(tài)重金屬離子除去劑，最后形成了專利技術(shù)。

3.高效纖維過濾器實(shí)現(xiàn)過濾裝置采用過濾能力強(qiáng)、占地面積小的空隙調(diào)節(jié)型纖維過濾器，過濾精度達(dá)5-10m，可以有效去除水中懸浮物，并對(duì)水中有機(jī)物、膠體等有明顯去除作用。具有過濾速度快、精度高、截污容量大等特點(diǎn)。出水懸浮物為5mg/l左右，反沖洗水量?jī)H為處理水量的0.5-2%。epf過濾器使用柔軟高強(qiáng)韌性纖維絲作為濾元，使用多束微細(xì)纖維，在設(shè)備內(nèi)部機(jī)構(gòu)擠壓作用下纖維間孔隙變小，形成高目數(shù)的過濾層以達(dá)到很高的過濾精度。當(dāng)過濾器截留的雜質(zhì)增多，處理水量下降，過濾器壓差增大到預(yù)定值或者達(dá)到預(yù)定時(shí)間時(shí)，過濾器進(jìn)入反洗過程。反洗過程中，設(shè)備內(nèi)部機(jī)構(gòu)放松對(duì)纖維的擠壓作用，疏松的纖維在氣流和水沖洗下清除雜質(zhì)和污物，通過排放管道排除。該設(shè)備與傳統(tǒng)砂濾器相比適應(yīng)范圍更廣，操作更簡(jiǎn)便。

4．ph/orp自動(dòng)控制技術(shù)，由工控機(jī)、可編程控制器plc和現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備組成，集計(jì)算技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)及顯示技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測(cè)管理和分散控制，當(dāng)中控微機(jī)出現(xiàn)故障，plc及現(xiàn)場(chǎng)各點(diǎn)都能獨(dú)立、穩(wěn)定的工作，從根本上提高了系統(tǒng)可靠性。plc直接控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備并采集現(xiàn)場(chǎng)全部的模擬信號(hào)和開關(guān)信號(hào)，工控機(jī)通過通訊電纜并按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與plc建立通訊。由于plc有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，以后增加控制任務(wù)時(shí)，無需再增加整個(gè)plc系統(tǒng)，只需通過擴(kuò)展相應(yīng)的擴(kuò)展模塊就可以了，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的性能價(jià)格比。plc與工控機(jī)響應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)速度快，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且大大降低了生產(chǎn)成本和人工勞動(dòng)強(qiáng)度，是一種非常理想的控制系統(tǒng)。

5.系統(tǒng)的運(yùn)行可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制。自控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)工藝過程中的液位、流量、壓力、ph/orp全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集和控制。工控機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示、實(shí)時(shí)報(bào)警，最大限度的減少值守人員。ph和0rp等模擬信號(hào)全部送往plc，plc會(huì)根據(jù)ph和0rp的高低去自動(dòng)控制各加藥泵的啟動(dòng)和停止，同時(shí)又可根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)去自動(dòng)控制各加藥泵的啟動(dòng)和停止。對(duì)非正常的工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)可從工控機(jī)上、儀表上、閃光報(bào)警器上、大型模擬流程圖上實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，及時(shí)提醒操作人員注意。出現(xiàn)危險(xiǎn)和異常狀態(tài)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制并進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)。如：⑴集水池的液位超高限、超低限均有聲光報(bào)警并與相應(yīng)的泵聯(lián)鎖；⑵ph/orp的上下限均有聲光報(bào)警并與相應(yīng)的閥門及泵聯(lián)鎖；⑶壓力的高低限均有聲光報(bào)警并與相應(yīng)的閥門及泵聯(lián)鎖；⑷泵、電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)均有聲光報(bào)警并自動(dòng)切換。工控機(jī)提供裝置運(yùn)行狀態(tài)的各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(如泵的運(yùn)行時(shí)間累計(jì)、操作者、啟動(dòng)時(shí)間、流量瞬時(shí)值、流量累計(jì)值等)和分類報(bào)表。報(bào)表可以按班、日、月等各種需求的時(shí)間段進(jìn)行打印。可清晰展現(xiàn)廢水處理站的運(yùn)行流程示意圖，并動(dòng)態(tài)顯示廢水處理站的運(yùn)行狀態(tài)。包括所有泵、攪拌機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以及管路中液體流動(dòng)的動(dòng)畫顯示、所有檢測(cè)儀表測(cè)量值與設(shè)定值的實(shí)時(shí)顯示、儲(chǔ)水罐中液位的動(dòng)態(tài)顯示、藥槽中藥液的動(dòng)態(tài)顯示、時(shí)間運(yùn)行顯示等。

本發(fā)明工藝技術(shù)方案所需的設(shè)備（設(shè)施）包括廢水收集池1、一次靜態(tài)反應(yīng)裝置2、一次斜管沉淀裝置3、二次靜態(tài)反應(yīng)裝置4、二次斜管沉淀裝置5、緩沖水箱（池）6、過濾器7、排放水箱（池）8、污泥濃縮池9、污泥干化裝置10、提升泵11,22,23、液位監(jiān)測(cè)儀12,17,19、ph監(jiān)控儀13,14,18、orp監(jiān)控儀15,16、壓力監(jiān)控儀20、自動(dòng)控制裝置21。廢水處理流向?yàn)椋簭U水由廢水收集池經(jīng)提升泵輸送至一次靜態(tài)反應(yīng)裝置，在一次靜態(tài)反應(yīng)裝置反應(yīng)完全后流入一次斜管沉淀池，一次斜管沉淀池出水流入二次靜態(tài)反應(yīng)裝置，在二次靜態(tài)反應(yīng)裝置反應(yīng)完全后流入二次斜管沉淀池，二次斜管沉淀池出水流入緩沖水池，由緩沖水池經(jīng)提升泵輸送至過濾器，過濾后流入排放水池排放。在一次沉淀池和二次沉淀池沉淀分離出來的泥水流入污泥濃縮池，由污泥濃縮池經(jīng)提升泵輸送至污泥干化裝置，做干化處理。方案實(shí)施過程中，在設(shè)備布局時(shí)采取一定得高程差，廢水的提升只有提升泵11、22、23所在的三個(gè)環(huán)節(jié)，其它位置均為重力流。

本技術(shù)方法主要用于涉及重金屬污染的水體凈化處理。特別是重金屬污染廢水的綜合治理與回用，適用于冶金，電鍍等行業(yè)含有重金屬離子污染的生產(chǎn)廢水的凈化與水回用。

以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。