專利名稱：：一種含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法及設(shè)備，尤其是一種集靜態(tài)反應(yīng)、重金屬螯合劑、微濾、納濾等技術(shù)為一體，使含重金屬離子廢水的處理過程更科學(xué)、有效，可以實(shí)現(xiàn)水回用的含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
：含重金屬離子廢水，主要是指機(jī)械加工、礦山開采、鋼鐵及有色金屬冶煉、化工、電鍍及蓄電池等行業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量的含鉻、鎘、鉛、鎳、銅、鋅、錳、鐵、鉬、錫、銀、金和汞等的一種或多種的廢水。不進(jìn)行處理的含重金屬離子廢水對(duì)環(huán)境及人類的危害極大，同時(shí)，經(jīng)重金屬離子去除的處理水的大量排放，浪費(fèi)寶貴的水資源。目前，普遍采用化學(xué)沉淀法處理含重金屬離子廢水，根據(jù)廢水中含重金屬離子的種類、濃度，投加一定的化學(xué)藥劑(如氫氧化物、硫化物等)與廢水中重金屬離子反應(yīng)形成沉淀物，達(dá)到去除廢水中重金屬離子的目的?；瘜W(xué)沉淀法工藝流程簡單，操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，得到廣泛應(yīng)用。但是，處理后的廢水僅能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，難以實(shí)現(xiàn)水回用。滿足化學(xué)沉淀法要求開發(fā)的一系列處理設(shè)備，基本采用反應(yīng)容器加攪拌器的方式滿足化學(xué)沉淀反應(yīng)的要求，形成的含重金屬離子沉淀物，通過斜板沉淀或過濾的方式實(shí)現(xiàn)固液分離，處理水排放。中國專利公開號(hào)CN12562公開日2000年06月14日公開的《一種處理重金屬廢水的藥劑和方法》、中國專利公開號(hào)CN1070168公開日1993年03月24日公開的《重金屬廢水處理回用方法及裝置》、中國專利公開號(hào)CN14493公開日2003年10月15日公開的《用于從廢水中除去重金屬的方法和裝置》，它們的共同點(diǎn)是采取加入堿性化合物的方式，使溶解性的重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗芑螂y溶的含重金屬化合物，從而將重金屬離子從廢水中除去，并依據(jù)這些方法發(fā)明出相應(yīng)的處理裝置對(duì)含重金屬廢水進(jìn)行處理。上述技術(shù)方法的共同缺點(diǎn)是針對(duì)廢水中多種重金屬離子或含絡(luò)合物的重金屬離子廢水的全面綜合去除困難，重金屬離子的去除率較低，處理水水質(zhì)指標(biāo)不高，只能排放或只能簡單實(shí)現(xiàn)水回用，不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)水回用?；瘜W(xué)工業(yè)出版社2000年5月出版的《重金屬廢水處理》書中第二章第八節(jié)中介紹了采用反滲透法處理重金屬廢水的方法，特別是針對(duì)含絡(luò)廢水的反滲透的處理方法。重金屬離子廢水經(jīng)簡單預(yù)處理，用高壓泵打入反滲透器，得到含重金屬離子的濃縮液和純化回用水。這種方法的缺點(diǎn)是在廢水進(jìn)入反滲透器處理前，對(duì)廢水未進(jìn)行去除重金屬離子和水中各種雜質(zhì)的預(yù)處理，容易造成反滲透膜的阻塞，同時(shí)，由于反滲透膜進(jìn)水壓力要求高(>2Mpa)、進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)要求高、工藝流程復(fù)雜、設(shè)備費(fèi)用高等原因，造成廢水處理費(fèi)用較高，影響其應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容一種含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法及設(shè)備，應(yīng)用本發(fā)明可以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，理想地處理各種含重金屬離子廢水，并實(shí)現(xiàn)處理水的優(yōu)質(zhì)回用。本發(fā)明的目的是提供一種簡單、高效的去除處理水中重金屬離子和其它雜質(zhì)、連續(xù)實(shí)現(xiàn)處理水純化、得到優(yōu)質(zhì)回用水的方法和設(shè)備。經(jīng)過本發(fā)明處理的含重金屬離子廢水，其回用水水質(zhì)優(yōu)于普通工業(yè)用水指標(biāo)，處理水可以再次用于工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的-含重金屬離子廢水經(jīng)過以下四個(gè)主要步驟得到處理和純化a)由靜態(tài)反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)廢水的PH調(diào)節(jié)；(2)由重金屬螯合劑與廢水中的重金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)，形成螯合鹽沉淀物，實(shí)現(xiàn)廢水中重金屬離子的去除；(3)由微濾實(shí)現(xiàn)經(jīng)固液分離后處理水的凈化；(4)由鈉濾實(shí)現(xiàn)經(jīng)凈化處理水的純化。1、由靜態(tài)反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)廢水的pH調(diào)節(jié)向靜態(tài)反應(yīng)器中加入堿劑，實(shí)現(xiàn)廢水的pH調(diào)節(jié)，得到pH值為6.58.5的待處理廢水。可以采用pH儀進(jìn)行pH值測量和堿劑加入量的控制。如果廢水中含有C,，可在調(diào)節(jié)PH值前，將Cr"還原成Cr3+;如果廢水中含有CN，可在調(diào)節(jié)pH值前，將CN—氧化去除。2、由重金屬螯合劑與廢水中的重金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)，形成螯合鹽沉淀物，實(shí)現(xiàn)廢水中重金屬離子的去除重金屬螯合劑為黃原酸酯類螯合劑或二硫代胺基甲酸鹽類螯合劑，與含重金屬離子廢水中的重金屬離子形成不溶于水的螯合鹽沉淀物，實(shí)現(xiàn)重金屬離子從處理水中的分離。發(fā)生螯合反應(yīng)的廢水pH值范圍為6.58.5，反應(yīng)時(shí)間為515min，至反應(yīng)終點(diǎn)產(chǎn)生50250mv的氧化還原電位降(ORP)?？梢圆捎肙RP儀進(jìn)行ORP值測量和重金屬捕集劑加入量的控制。重金屬螯合劑與廢水中的重金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)不受水中所含重金屬離子種類、數(shù)量及是否有絡(luò)合物的影響，處理后廢水中重金屬離子總濃度可以低于0.5ppm。3、由微濾實(shí)現(xiàn)經(jīng)固液分離后處理水的凈化微濾膜組件孔徑為0.0510um，用于對(duì)經(jīng)固液分離的處理水進(jìn)行深度凈化處理，去除水中微濾及懸浮物，經(jīng)微濾處理的處理水SDI〈5、訓(xùn)<1。在微濾前，采用斜板沉淀、壓濾、過濾等方式，對(duì)沉淀物進(jìn)行固液分離，降低處理水中的固態(tài)物含量，減輕微濾的負(fù)擔(dān)。4、由鈉濾實(shí)現(xiàn)經(jīng)凈化處理水的純化使用鈉濾對(duì)經(jīng)微濾處理的處理水進(jìn)行純化處理，去除處理水中殘余微量重金屬離子、有機(jī)物和無機(jī)鹽，得到可溶性固態(tài)物小于100ppm的優(yōu)質(zhì)純化回用水。本發(fā)明可以產(chǎn)生如下效果靜態(tài)反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)處理水pH值的快速調(diào)節(jié)，并使設(shè)備的體積減小、造價(jià)降低，可以保證使用重金屬螯合劑對(duì)處理水的所需pH值要求，得到最佳的處理效果；使用重金屬螯合劑，保證了在相同pH值情況下，實(shí)現(xiàn)處理水中一種或多種重金屬離子的共沉，沉淀過程不受廢水中是否含絡(luò)合物的影響，保證了重金屬離子在處理水中的最低含量，處理水清澈透明；納濾膜作為處理水的終端處理，使處理水中的重金屬離子、有機(jī)物及可溶性鹽類等得到去除，處理水中重金屬離子總含量可以低于0.010.lppm、可溶性固態(tài)物總含量小于100ppm，實(shí)現(xiàn)了處理水的純化，得到了優(yōu)質(zhì)純化的回用水。圖1是說明本發(fā)明的一種含重金屬離子廢水的處理方法及設(shè)備的示意圖。圖中l(wèi)一靜態(tài)反應(yīng)器、2—反應(yīng)裝置、3—過濾裝置、4一微濾膜組件、5—納濾膜組件、6—中間水池、7—堿液加藥箱、8—重金屬螯合劑加藥箱、9一提升泵、10、11、12—壓力泵、13一pH儀、14一0RP儀、15、16—壓力儀、17—電導(dǎo)儀、18、19一計(jì)量加藥泵、20—攪拌器A—含重金屬離子廢水、B—固態(tài)分離物、C一達(dá)標(biāo)排放水、D—濃縮水、E—回用水本發(fā)明涉及的主要設(shè)備有靜態(tài)反應(yīng)器l、反應(yīng)裝置2、固液分離裝置3、微濾裝置4、鈉濾裝置5、中間水池6、堿液加藥箱7、重金屬螯合劑加藥箱8、壓力泵9、10、11、12、pH儀13、0RP儀14、壓力儀15、16、電導(dǎo)儀17、計(jì)量泵18、19、攪拌器20等組成，各設(shè)備的聯(lián)接方式見圖l。本發(fā)明涉及的主要水處理藥劑為可以與重金屬離子起螯合作用的二硫代氨基甲酸鹽衍生物類螯合劑或黃原酸酯類螯合劑。其中，靜態(tài)反應(yīng)器1是借助于流體管路的各種不同結(jié)構(gòu)混合單元，可以在很寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行流體的混合和反應(yīng)管狀設(shè)備，靜態(tài)反應(yīng)器1與堿劑加藥箱7聯(lián)接，通過pH儀13控制計(jì)量泵18，從而控制堿劑的加入量。靜態(tài)反應(yīng)器1由耐腐蝕材料制成，根據(jù)處理廢水A的流量和PH值，確定靜態(tài)反應(yīng)器1的結(jié)構(gòu)混合單元、管徑和長度，在靜態(tài)反應(yīng)器1中廢水A的pH值調(diào)節(jié)范圍為6.08.5。其中，反應(yīng)裝置2是一帶攪拌器20的耐腐蝕容器，反應(yīng)裝置2與重金屬螯合劑加藥箱聯(lián)接，通過0RP儀14控制計(jì)量泵18，從而控制重金屬螯合劑的加入量。根據(jù)處理廢水A的流量，確定反應(yīng)裝置2的容積和攪拌器20的功率，在反應(yīng)裝置2中實(shí)現(xiàn)去除廢水A中重金屬離子的目的，經(jīng)處理的廢水重金屬離子濃度可以低于0.5ppm。其中，重金屬螯合劑，可以在較寬pH值范圍內(nèi)(pH311)可以與一種或多種廢水中的共存重金屬離子反應(yīng)，生成不溶于水的螯合鹽沉淀物，沉淀物顆粒大、沉降迅速。其中，在微濾裝置3前設(shè)置了過濾裝置3和中間水池6，過濾裝置3用于去除處理水中的螯合鹽沉淀物，實(shí)現(xiàn)固液分離，排入中間水池6的處理水，含重金屬離子總濃度低于0.5ppm，滿足達(dá)標(biāo)排放水要求，可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放或進(jìn)入微濾和納濾實(shí)現(xiàn)水回用。其中，過濾裝置3可以根據(jù)處理水量、處理水質(zhì)要求，選擇斜板沉淀裝置、壓濾裝置及PE過濾裝置等。其中，微濾裝置4由微濾膜組件構(gòu)成，微濾膜孔徑介于0.0510um，微濾膜材質(zhì)為高聚物、燒結(jié)陶瓷，如尼龍微孔濾膜、聚四氟乙烯微孔濾膜、混合纖維微孔濾膜及氧化鋁陶瓷微孔濾膜等。采用微濾裝置對(duì)處理水進(jìn)行深度過濾處理，處理水中微量懸浮物被去除，處理水的SDI〈5、NTIK1，滿足鈉濾裝置5進(jìn)水要求。其中，鈉濾裝置5由鈉濾膜組件構(gòu)成，鈉濾裝置5用于去除處理水中殘余重金屬離子、大分子有機(jī)物及可溶性無機(jī)鹽等。設(shè)計(jì)鈉濾裝置操作壓力小于1.5Mpa，系統(tǒng)脫鹽率可達(dá)85。Z以上，處理水回用率達(dá)75%以上。一般情況下采用一級(jí)納濾，如果對(duì)回用水水質(zhì)要求更高，可采用二級(jí)納濾。處理水水質(zhì)指標(biāo)優(yōu)于工業(yè)用水的水質(zhì)要求，處理后處理水中重金屬離子總量低于0.010.lppm，可溶性固態(tài)物總含量小于100ppm。本發(fā)明實(shí)施的處理流程為含重金屬離子廢水A—靜態(tài)反應(yīng)器l—反應(yīng)裝置2—固液分離裝置3—微濾裝置4—鈉濾裝置5—回用水E下面結(jié)合圖1及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。根據(jù)圖l，含有重金屬離子的廢水A，經(jīng)提升泵9進(jìn)入靜態(tài)反應(yīng)器l進(jìn)行廢水的pH調(diào)節(jié)，根據(jù)需求的PH值，由pH儀13進(jìn)行pH值測定和控制計(jì)量泵18實(shí)現(xiàn)加藥量控制，完成廢水在靜態(tài)反應(yīng)器內(nèi)的ra調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)好pH值的廢水進(jìn)入反應(yīng)裝置2內(nèi)進(jìn)行重金屬離子的去除，由0RP儀14進(jìn)行反應(yīng)過程中的0RP測定和控制計(jì)量泵19實(shí)現(xiàn)重金屬螯合加入量控制，同時(shí)由攪拌器20進(jìn)行攪拌，使反應(yīng)均勻進(jìn)行，反應(yīng)完全的廢水產(chǎn)生含重金屬離子的螯合鹽沉淀物；由壓力泵10將廢水輸入固液分離裝置5進(jìn)行廢水的固液分離，分離沉淀物B排出，過濾水進(jìn)入中間水池6，進(jìn)入中間水池6的處理水，含重金屬離子總濃度可以低于0.5ppm，根據(jù)需求可以作為達(dá)標(biāo)排放水C外排；由壓力泵11將中間水池處理水輸入微濾裝置4，去除處理水中微粒及懸浮物，使處理水的SDK5、NTIK1，滿足鈉濾裝置5的進(jìn)水要求；由壓力泵12將經(jīng)微濾處理的處理水輸入鈉濾裝置5，去除處理水中殘余重金屬離子、有機(jī)物及可溶性無機(jī)鹽等，得到優(yōu)質(zhì)回用水E。為了防止微濾裝置4及納濾裝置5的堵塞，由壓力儀15、16控制對(duì)微濾裝置4及納濾裝置5的強(qiáng)制反沖洗，反沖洗水回固液分離裝置3重新進(jìn)行固液分離。納濾裝置5進(jìn)水量與微濾裝置4出水量要相匹配，納濾裝置5采用一級(jí)納濾，濃縮水D回反應(yīng)裝置2重新進(jìn)行處理，回用水E的水質(zhì)指標(biāo)由電導(dǎo)儀17進(jìn)行監(jiān)測。優(yōu)質(zhì)回用水水質(zhì)指標(biāo)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1、一種含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法，其特征在于，含重金屬離子廢水經(jīng)過以下四個(gè)主要步驟得到處理和純化(1)由靜態(tài)反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)廢水的pH調(diào)節(jié)；(2)由重金屬螯合劑與廢水中的重金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)，形成螯合鹽沉淀物，實(shí)現(xiàn)廢水中重金屬離子的去除；(3)由微濾實(shí)現(xiàn)經(jīng)固液分離后處理水的凈化；(4)由鈉濾實(shí)現(xiàn)經(jīng)凈化處理水的純化。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法，其特征在于，U)使用靜態(tài)反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)含重金屬離子廢水pH值快速調(diào)節(jié)處理，pH值調(diào)節(jié)范圍為6.09.0;(2)使用重金屬螯合劑，與廢水中的一種或多種重金屬離子同時(shí)反應(yīng)，形成不溶性的螯合鹽沉淀物，實(shí)現(xiàn)重金屬離子從廢水中的去除；(3)使用孔徑為0.0510um的微濾膜，對(duì)經(jīng)固液分離的處理水進(jìn)行深度凈化處理，去除水中微粒和懸浮物，得到SDI<5、NTU〈1的凈化處理水；(4)使用鈉濾膜，對(duì)經(jīng)深度凈化處理水進(jìn)行純化處理，去除處理水中殘余微量重金屬離子、有機(jī)物和無機(jī)鹽，得到可溶性固態(tài)物小于100ppm的優(yōu)質(zhì)純化回用水。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法，其特征在于，對(duì)含重金屬離子廢水中重金屬離子濃度在0.5ppm或0.5ppm以上的含重金屬離子廢水進(jìn)行處理，廢水中所含重金屬離子為鉻、鎘、鉛、鎳、銅、鋅、錳、鐵、鉬、錫、銀、金和汞等的一種或多種，經(jīng)處理后的處理水中重金屬離子總含量可以低于0.0]0.lppm。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種含重金屬離子處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法，其特征在于，使用重金屬螯合劑為黃原酸酯類螯合劑或二硫代胺基甲酸鹽類螯合劑。5、一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求l所述含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備主要由靜態(tài)反應(yīng)器l、反應(yīng)裝置2、固液分離裝置3、微濾裝置4和納濾裝置5等組成。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種處理含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)冋用設(shè)備，其特征在于，靜態(tài)反應(yīng)器1中實(shí)現(xiàn)廢水的pll調(diào)節(jié)。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種處理含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用設(shè)備，其特征在于，反應(yīng)裝置2由容器和攪拌器20組成，在反應(yīng)裝置2中加入重金屬螯合劑對(duì)廢水進(jìn)行重金屬離子去除處理。8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種處理含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用設(shè)備，其特征在于，在反應(yīng)裝置2后、微濾裝置4前，設(shè)置固液分離裝置3，實(shí)現(xiàn)處理水的固液分離。固液分離裝置3可以為斜管沉淀池、壓濾機(jī)等。9、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種處理含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用設(shè)備，其特征在于，微濾裝置4由微濾膜組件構(gòu)成，在微濾裝置4中去除經(jīng)固液分離裝置3處理的處理水中的微粒和懸浮物。10、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種處理含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用設(shè)備，其特征在于，鈉濾裝置5由鈉濾膜組件構(gòu)成，在納濾裝置5中截留經(jīng)微濾裝置4處理的處理水中的殘余重金屬離子、有機(jī)物和無機(jī)鹽等。全文摘要一種含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法及設(shè)備，集靜態(tài)反應(yīng)、重金屬螯合劑、微濾、納濾等技術(shù)為一體，使含重金屬離子廢水的處理過程更科學(xué)、有效，并可以實(shí)現(xiàn)處理水優(yōu)質(zhì)回用。含重金屬離子廢水經(jīng)靜態(tài)反應(yīng)裝置調(diào)節(jié)pH值，重金屬螯合劑與廢水中重金屬離子發(fā)生反應(yīng)生出沉淀物實(shí)現(xiàn)重金屬離子從處理水中的固液分離，微濾裝置去除處理水中懸浮物，納濾裝置實(shí)現(xiàn)處理水的純化。含重金屬離子廢水經(jīng)上述步驟的處理后，可以實(shí)現(xiàn)處理水優(yōu)質(zhì)回用，適用于一切含重金屬離子廢水的處理領(lǐng)域。文檔編號(hào)C02F1/62GK101314493SQ200710106019公開日2008年12月3日申請(qǐng)日期2007年5月29日優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日發(fā)明者陳德琪申請(qǐng)人:陳德琪