專(zhuān)利名稱(chēng):含重金屬?gòu)U水一步凈化法及其裝置的制作方法
本發(fā)明涉及含重金屬?gòu)U水的處理方法及裝置，特別是對(duì)含重金屬離子、酸、堿和重金屬粉末的廢水的處理方法和裝置。
本方法及裝置既可用于鉛酸蓄電池工廠的廢水處理，又可用于電鍍車(chē)間廢水的處理。
目前國(guó)內(nèi)各蓄電池廠的廢水普遍采用“多步法”處理工藝流程，圖1是工藝流程圖。第一步，通過(guò)石灰石中和濾罐1;第二步，通過(guò)斜板沉淀器2;第三步，通過(guò)微孔濾罐3。處理后的水，各項(xiàng)指標(biāo)可以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，清水可以送回車(chē)間復(fù)用。但設(shè)備投資較高，處理水需多次提升，管理較復(fù)雜，微孔濾罐易堵塞，維修麻煩，容易影響處理效果。
國(guó)外蓄電池廠的污水處理，也大都采用“多步法”，并且大多采用壓力過(guò)濾或真空過(guò)濾。圖2是聯(lián)邦德國(guó)哈根蓄電池公司的廢水處理系統(tǒng)。第一步，通過(guò)中和池1;第二步，在罐2內(nèi)進(jìn)行凝聚反應(yīng);第三步，通過(guò)板框壓濾脫水機(jī)3進(jìn)行過(guò)濾及脫水。
在電鍍廢水處理中，一般也是采用多級(jí)處理，如氣浮-過(guò)濾或者氣浮-過(guò)濾-吸附等流程。
目前在給水處理技術(shù)上，有一種JCL-D200型凈水器，采用物理混凝機(jī)理，可以將含有泥砂雜質(zhì)的渾濁河水，經(jīng)過(guò)它一次凈化成清亮的自來(lái)水，但是它不能解決含量金屬?gòu)U水，特別是含重金屬離子廢水的凈化問(wèn)題。
本發(fā)明的任務(wù)是采用化學(xué)中和-物理混凝相結(jié)合的機(jī)理，研究新的技術(shù)參數(shù)并改進(jìn)凈化器的構(gòu)造，簡(jiǎn)化處理工藝及操作，以達(dá)到用“一步凈化法”，使含重金屬?gòu)U水經(jīng)過(guò)一次提升，進(jìn)入“一步凈化罐”后排出清水，去除重金屬離子，水質(zhì)達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，送回車(chē)間復(fù)用。其目的是用較少的投資、較少的占地面積、操作方便、易于控制的方法進(jìn)行含重金屬?gòu)U水的處理。污泥中的重金屬可以進(jìn)行無(wú)害化處理或回收。
圖3是一步凈化法工藝流程圖。
圖4是采用一步凈化法的主體設(shè)備，一步凈化罐的具體結(jié)構(gòu)圖。
圖5～圖8是一步凈化罐內(nèi)局部結(jié)構(gòu)示意圖。
一步凈化法是將通常多步法加以改進(jìn)、綜合，將堿劑共凝、渦流混合反應(yīng)、澄清、斜蜂窩沉淀、過(guò)濾等工藝匯集于一個(gè)裝置內(nèi)完成，圖3是其流程圖。進(jìn)入廢水池14的廢水由泵1通過(guò)管道2、5打入一步凈化罐6進(jìn)行處理，在一步凈化罐6內(nèi)進(jìn)行化學(xué)中和-物理混凝等反應(yīng)，凝聚后的絮狀物經(jīng)沉淀，濃縮的污泥定期取出處理，回收重金屬。清水通過(guò)溢流槽7及管8流入清水池11，清水通過(guò)管道13及泵10分兩路送出。一路定期通過(guò)管道9進(jìn)入反沖器以活化濾料，一路通過(guò)管道12返回車(chē)間重復(fù)使用。
一步凈化法的特點(diǎn)在于免除了多次提升廢水，采用一步凈化罐代替了中和濾罐、斜板沉淀器、微孔濾罐等多臺(tái)設(shè)備，降低了造價(jià)、減少了占地面積，并且簡(jiǎn)化了操作，減少了因微孔過(guò)濾堵塞造成的停工故障。
一步凈化罐的結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4)由外筒體24、渦流混合筒16、喇叭狀反應(yīng)筒18、噴咀15、斜蜂窩沉淀器17、輕質(zhì)濾料20、濾頭21、反沖器19等組成，組合在一個(gè)裝置內(nèi)，并使水在處理過(guò)程中依次進(jìn)入渦流混合區(qū)、反應(yīng)區(qū)、澄清區(qū)、沉淀區(qū)、過(guò)濾區(qū)及污泥濃縮區(qū)等六個(gè)作業(yè)區(qū)，對(duì)廢水進(jìn)行一次提升一次處理。
一步凈化罐的工作原理如下(對(duì)照?qǐng)D3、圖4)廢水通過(guò)進(jìn)水管5進(jìn)入一步凈化罐6內(nèi)的射流噴咀15而進(jìn)入罐內(nèi)，通過(guò)渦流混合筒16和喇叭狀反應(yīng)筒18進(jìn)行混合和反應(yīng)，這時(shí)廢水中的重金屬離子與堿劑的氫氧根(OH-)相結(jié)合，生成不溶于水的金屬氫氧化物，并在凝聚劑的作用下，形成絮狀凝聚物，通過(guò)斜蜂窩沉淀器17后，大部分沉積在污泥槽內(nèi)，并隨著濃度增大，比重增加，往下沉積到污泥斗24內(nèi)，通過(guò)排泥管23定期排出，并回收重金屬。
含絮狀凝聚物較少的廢水隨水流上升，進(jìn)入過(guò)濾區(qū)。過(guò)濾區(qū)由下述幾部分組成輕質(zhì)濾料20、濾頭21及水力旋轉(zhuǎn)管19。廢水通過(guò)過(guò)濾區(qū)經(jīng)輕質(zhì)濾料過(guò)濾，然后通過(guò)濾頭獲得處理后符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的清水，清水通過(guò)溢流槽7流入水管8，再進(jìn)入清水池。濾料需要定期活化，由泵將清水池內(nèi)清水打入清洗水管入口22。水力旋轉(zhuǎn)管是由三根、四根或六根管子組成，在管子一側(cè)打一排孔，清洗水通過(guò)入口22進(jìn)入水力旋轉(zhuǎn)管19，由水力反沖作用，使水力旋轉(zhuǎn)管19轉(zhuǎn)動(dòng)，邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊攪拌濾料，同時(shí)噴出清水清洗濾料表面，使濾料活化。
本發(fā)明采用渦流狀混合筒，見(jiàn)圖5，它由筒體25及螺旋狀擋板26所組成，水在混合筒內(nèi)以旋渦流前進(jìn)，可提高混凝的反應(yīng)效果。喇叭狀反應(yīng)筒(圖4項(xiàng)18)的作用是實(shí)現(xiàn)水流速度由大逐漸變小，從而有利于絮狀凝聚物的形成和穩(wěn)定。
本發(fā)明采用帶有污泥槽的斜蜂窩沉淀結(jié)構(gòu)以提高沉淀效果。通常斜板沉淀器是平板結(jié)構(gòu)，斜蜂窩結(jié)構(gòu)是由此發(fā)展而來(lái)的，本發(fā)明則是在斜蜂窩基礎(chǔ)上設(shè)置了污泥槽。圖6是斜蜂窩沉淀器及其污泥槽的示意圖。其中27為沿圓周分布的斜蜂窩，最佳傾斜角度為55～70°，28為其A向視圖狀況，蜂窩的有效高度和寬度約為30～50毫米，29為蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)的污泥流槽沿著斜板的水流方向設(shè)置，在圖6左側(cè)如虛線所示，呈傾斜狀態(tài)。有了此污泥槽可以有效地實(shí)現(xiàn)泥、水分流，顯著提高沉淀效果。
本發(fā)明采用的濾頭為疊板式結(jié)構(gòu)，每塊板的一面有若干壓制的半圓形小槽，半圓形小槽的高度在0.3～0.5毫米之間，圖7為板式濾頭結(jié)構(gòu)示意圖。其中31為板，30為小槽，e為過(guò)濾縫隙，此縫隙只允許水通過(guò)，輕質(zhì)濾料被擋在外面，具有較好的過(guò)濾能力。
本發(fā)明一步凈化法及一步凈化罐在處理含重金屬?gòu)U水中具有明顯經(jīng)濟(jì)效果，廢水處理能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)含鉛廢水的處理，是在管3、4內(nèi)(圖3)加入氫氯化鈉及硫酸鋁，控制廢液的PH值在7～8之間。對(duì)于電鍍廢液或其他含重金屬離子的廢水則分別作如下處理對(duì)只含有酸、鉛、銅、鎳、鋅、鐵、錳等金屬離子的廢水，只要在廢水中投加堿劑及凝聚劑即可。對(duì)含有六價(jià)鉻和其他金屬離子的廢水，則首先要投加硫酸亞鐵或焦亞硫酸鈉，對(duì)含氰化物及其他鉻合物狀的重金屬?gòu)U水，則還需加次氯酸鈉或漂白粉之類(lèi)的氧化劑。
權(quán)利要求
1.一種含有重金屬離子的混合廢水的處理方法，其特征在于廢水通過(guò)一次提升進(jìn)入處理裝置的一步凈化法，處理方法要點(diǎn)是將堿劑共凝--渦流混合反應(yīng)--澄清--斜蜂窩沉淀--過(guò)濾等匯集在一個(gè)裝置內(nèi)完成，并且用輕質(zhì)濾料過(guò)濾代替微孔過(guò)濾或壓力過(guò)濾。
2.一種使用權(quán)利要求
1所述方法的含有重金屬離子的混合廢水的處理裝置，其特征在于其結(jié)構(gòu)由外筒體〔24〕、渦流混合筒〔16〕、反應(yīng)筒〔18〕、噴咀〔15〕、斜蜂窩沉淀器〔17〕、輕質(zhì)濾料〔20〕、濾頭〔21〕、反沖器〔19〕等組合在一個(gè)裝置內(nèi)。
3.如權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于所述的渦流混合筒〔16〕內(nèi)有螺旋狀的能使水流成渦流狀流動(dòng)的擋板〔26〕。
4.如權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)筒〔18〕是喇叭狀的。
5.如權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于所述的斜蜂窩沉淀器〔17〕的沉淀板中部制作有污泥流槽〔29〕。
6.如權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于采用疊板式濾頭結(jié)構(gòu)，每塊板的一面有若干個(gè)壓制的半園形小槽，高度在0.3～0.5毫米之間。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明是關(guān)于含有重金屬離子廢水的處理方法和裝置，即一步凈化法及一步凈化罐。此法將渦流混合、反應(yīng)、澄清、沉淀及過(guò)濾等工藝流程匯集于一個(gè)一步凈化罐內(nèi)。廢水由廢水池通過(guò)一次提升，送入一步凈化罐進(jìn)行處理，處理后的水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，并可回車(chē)間復(fù)用。本發(fā)明還對(duì)廢水處理通常使用的蜂窩沉淀、混合、反應(yīng)及濾頭等結(jié)構(gòu)作了改進(jìn)。
文檔編號(hào)C02F1/52GK86106448SQ86106448
公開(kāi)日1988年4月20日 申請(qǐng)日期1986年10月11日
發(fā)明者張建國(guó) 申請(qǐng)人:機(jī)械工業(yè)部第七設(shè)計(jì)研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan