專利名稱：一種重金屬廢水深度處理及回用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及廢水處理及回用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可實現(xiàn)電鍍廢水高回用率和達標微排放的重金屬廢水深度處理及回用裝置。
背景技術(shù)：
我國的電鍍廠、點約有一萬家，每年排放40億方廢水，國務(wù)院批復(fù)的《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》要求，重點區(qū)域重金屬污染物排放量比2007年減少15%，非重點區(qū)域重金屬污染物排放量不超過2007年水平。因此，研發(fā)行之有效的高回用率、微排放處理技術(shù)成為當今電鍍廢水處理領(lǐng)域的當務(wù)之急?！?200m3/d電鍍廢水膜法回收工程”(《膜科學(xué)與技木》2004年10月第二十四卷第五期，樓永通、宋偉華等)公開了ー種電鍍廢水處理零排放的膜分離方法，主要是將電鍍 廢水過濾、吸附后，進行超濾預(yù)處理，然后超濾出水進入納濾膜分離，透過液作為漂洗水，濃縮液進行反滲透膜處理，透過液回用，濃縮液進行ニ級反滲透處理，透過液回到納濾濃縮系統(tǒng)，濃縮液直接回到電鍍槽中。公開號為CN101024537A的發(fā)明專利公開了ー種電鍍廢水回收利用エ藝及設(shè)備。將含鉻和含鎳電鍍廢水經(jīng)過還原、氧化后與其他廢水混合，進行混凝沉淀處理，上清液經(jīng)過袋式過濾、連續(xù)微濾、碳濾、微濾；將所得的透過液依次進行ー級反滲透和ニ級反滲透處理，ニ級反滲透處理過的透過水可以回用于車間生產(chǎn)，一級反滲透處理和ニ級反滲透處理的濃水經(jīng)ニ級化學(xué)處理即中和反應(yīng)、混凝反應(yīng)、沉淀，得到上清液達標排放，該方法可以從電鍍廢水中回收85%的可重復(fù)利用的濾出水。授權(quán)公告號為CN201458891的實用新型公開了ー種電鍍廢水處理及回收利用集成化裝置。該裝置的處理工藝為電鍍廢水經(jīng)過分子收集、無害化處理后，依次經(jīng)過MBR、R0、EDI后作為電鍍回用水，其中在EDI中對經(jīng)過無害化處理后的處理水濃縮后反饋至RO輸入端繼續(xù)參與流程，在RO步驟中對處理水濃縮液分兩路一路作為最大量5%的排放水，另一路返回到MBR輸入端參與流程。目前對電鍍廢水回用處理的方法主要是經(jīng)過混凝沉淀再通過微濾或超濾后進入集成膜系統(tǒng)進行處理。對含有較多有機物的重金屬廢水，現(xiàn)有技術(shù)涉及較少，進水中含有較多的有機物時不但影響出水水質(zhì)，也易引起膜組件的污堵，影響膜的使用壽命，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的主要目的是克服當前重金屬廢水中有機物含量較高、處理效果不穩(wěn)定及膜使用壽命低等缺點，提供一種回用率高而且處理效果穩(wěn)定的重金屬廢水深度處理及回用的裝置。本實用新型是通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的ー種重金屬廢水深度處理及回用裝置，包括依次連接的EMBBR (高效移動床生物膜)生物處理系統(tǒng)、集成膜處理系統(tǒng)和濃縮液處理系統(tǒng)。所述的EMBBR生物處理系統(tǒng)包括營養(yǎng)物質(zhì)投加系統(tǒng)、曝氣裝置和EMBBR生物反應(yīng)器。所述的集成膜處理系統(tǒng)包括依次連接的砂濾系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、反滲透(RO)系統(tǒng)和納濾(NF)系統(tǒng)。所述濃縮液處理系統(tǒng)包括依次連接的臭氧催化氧化系統(tǒng) 、混凝沉淀系統(tǒng)和重金屬摘集系統(tǒng)。EMBBR生物處理系統(tǒng)出口與砂濾系統(tǒng)入口連接，納濾系統(tǒng)的濃縮液出口與臭氧催化氧化系統(tǒng)的入口連接，納濾系統(tǒng)的透過液出口與反滲透系統(tǒng)的透過液入口連接，使納濾系統(tǒng)的濃水回流至反滲透系統(tǒng)，反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水出口連接至電鍍生產(chǎn)線，使反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水送至電鍍生產(chǎn)線回用。作為ー種優(yōu)選，所述的EMBBR反應(yīng)器中添加有高分子吸附性強的生物活性填料。作為ー種優(yōu)選，所述的超濾系統(tǒng)包括超濾膜組件、超濾儲水池和超濾增壓泵；所述的反滲透系統(tǒng)包括反滲透組件、反滲透保安過濾器、反滲透增壓泵、反滲透高壓泵、反滲透產(chǎn)水池、反滲透濃水池和反滲透循環(huán)泵；所述的反滲透系統(tǒng)優(yōu)選采用多級反滲透系統(tǒng)；所述的納濾系統(tǒng)包括納濾組件、納濾增壓泵、納濾高壓泵、納濾循環(huán)泵和納濾濃水池；所述的納濾組件優(yōu)選為多級納濾系統(tǒng)；所述的臭氧催化氧化系統(tǒng)由臭氧發(fā)生器、反應(yīng)塔組成；所述的混凝沉淀系統(tǒng)由酸堿貯藥桶、混凝劑貯藥桶、助凝劑貯藥桶、計量泵和反應(yīng)池組成；所述的重金屬捕集系統(tǒng)由酸堿貯藥桶、捕集劑貯藥桶、混凝劑貯藥桶、助凝劑貯藥桶、計量泵和反應(yīng)池組成。本實用新型裝置的運行過程如下經(jīng)過前處理的重金屬電鍍廢水首先進入EMBBR生物處理系統(tǒng)，利用EMBBR反應(yīng)器中的強吸附性生物活性填料提高生物處理系統(tǒng)中微生物濃度，通過投加耐重金屬和高鹽度的功能菌種，再利用投加營養(yǎng)物質(zhì)(例如葡萄糖和氮磷等)增強微生物的活性，大大提高了反應(yīng)器對廢水COD的降解，有效的保證了后續(xù)處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。經(jīng)生物強化處理后的廢水進入砂濾系統(tǒng)，有效去除廢水中的微生物、膠體類物質(zhì)，砂濾處理出水濁度可控制在穩(wěn)定小于INTU ;砂濾處理出水進入超濾系統(tǒng)進行超濾處理，通過采取調(diào)節(jié)PH值和投加穩(wěn)定劑的措施充分保證超濾產(chǎn)水收集池中的污染指數(shù)SDI穩(wěn)定小于2，超濾出水經(jīng)增壓后進入多級的反滲透系統(tǒng)進行反滲透處理，反滲透產(chǎn)水的電導(dǎo)率小于300 μ s/cm,即為達到要求的回用水，可實現(xiàn)75%回用于電鍍生產(chǎn)エ藝。反滲透濃水經(jīng)增壓后進入納濾系統(tǒng)，納濾系統(tǒng)的廢水回收率75%-80%，脫鹽率為50-60%，納濾透過液回流至反滲透系統(tǒng)的透過液入口端。集成膜處理系統(tǒng)的廢水總回收率大于95%。出納濾系統(tǒng)的濃縮液首先經(jīng)臭氧催化氧化系統(tǒng)降低其化學(xué)需氧量，再調(diào)節(jié)催化氧化出水的PH值，隨后進入混凝沉淀系統(tǒng)，進入混凝沉淀系統(tǒng)的濃縮液中的重金屬離子進行堿性混凝沉淀處理后，進入重金屬捕集系統(tǒng)通過投加重金屬捕集劑和混凝劑去除廢水中的重金屬離子，經(jīng)該裝置處理后的濃縮液各指標達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)后達標排放。本實用新型的優(yōu)勢在于I、本實用新型裝置采用EMBBR處理技術(shù)作為預(yù)處理工藝，經(jīng)濟、高效、穩(wěn)定的去除了廢水中的有機物，使得進入膜系統(tǒng)的有機物含量大為降低，減小了膜系統(tǒng)的有機物污染的風(fēng)險，延長了膜的 使用壽命，可降低回用系統(tǒng)的維護成本。2、采用集成膜處理技術(shù)，利用砂濾-超濾系統(tǒng)去除廢水中的懸浮物質(zhì)提高RO膜的進水水質(zhì)，RO濃水經(jīng)NF系統(tǒng)處理后降低廢水的含鹽量并將產(chǎn)水回流至RO系統(tǒng)中，提高廢水回收率，充分利用了反滲透和納濾膜的優(yōu)點。3、回收率高，穩(wěn)定性好，處理成本低廉。

圖I為本實用新型裝置的組成及連接示意圖。圖2為本實用新型實施例裝置圖，其中I-EMBBR反應(yīng)器；2_生物活性填料；3-風(fēng)機；4_砂濾泵；5_砂濾裝置；6_超濾增壓泵；7_超濾裝置；8_超濾出水池；9-R0增壓泵；101-第一保安過濾器；II-RO高壓泵；12_ —級RO組件；13-R0循環(huán)泵；14_ ニ級RO組件；15_R0產(chǎn)水池；16_R0濃水池；17_NF增壓泵；18-NF高壓泵；19_ ー級納濾組件；20-NF循環(huán)泵；21_ ニ級納濾組件；22_NF濃水池；23_臭氧處理系統(tǒng)；24_混凝沉淀系統(tǒng)；25_重金屬捕集系統(tǒng)；102_第二保安過濾器。圖3為本實用新型裝置實施例中EMBBR生物處理系統(tǒng)的COD去除效果圖。圖4為本實用新型裝置實施例的RO-NF系統(tǒng)濃縮分離效果圖。圖5為本實用新型裝置實施例的排放水水質(zhì)指標。
具體實施方式
實施例Iー種重金屬廢水深度處理及回用裝置，如圖I所示，包括依次連接的EMBBR生物處理系統(tǒng)、集成膜處理系統(tǒng)和濃縮液處理系統(tǒng)。所述的集成膜處理系統(tǒng)包括依次連接的砂濾系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、反滲透(RO)系統(tǒng)和納濾(NF)系統(tǒng)，所述濃縮液處理系統(tǒng)包括依次連接的臭氧催化氧化系統(tǒng)、混凝沉淀系統(tǒng)和重金屬捕集系統(tǒng)，EMBBR生物處理系統(tǒng)出ロ與砂濾系統(tǒng)入口連接，納濾系統(tǒng)的濃縮液出口與臭氧催化氧化系統(tǒng)的入口連接，納濾系統(tǒng)的透過液出口與反滲透系統(tǒng)的透過液入口連接，反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水出ロ連接至電鍍生產(chǎn)線。如圖2所示，上述重金屬廢水深度處理及回用裝置具體實施組成如下EMBBR反應(yīng)器I、風(fēng)機3、砂濾裝置5、超濾增壓泵6、超濾裝置7、超濾產(chǎn)水池8、RO增壓泵9、保安過濾器10UR0高壓泵11、ー級RO組件12和ニ級RO組件14依次連接，ー級RO組件12與ニ級RO組件14串聯(lián)，出ー級RO組件12的濃水去ニ級RO組件14，ー級RO組件12和ニ級RO組件14的RO產(chǎn)水出口與RO產(chǎn)水池15連接，出RO組件的RO濃水需要多次的過濾，因此有一部分的濃水回流至RO高壓泵11之前、與來自保安過濾器101的廢水一起經(jīng)增壓后打入ー級RO組件中；ニ級RO組件13的RO濃水出ロ分為兩路，一路通過RO循環(huán)泵13連接至ー級RO組件12與RO高壓泵11之間，另一路與RO濃水池16、NF增壓泵17、第二保安過濾器102、NF高壓泵18、ー級納濾組件19、ニ級納濾組件21依次連接，ー級納濾組件19和ニ級納濾組件21的NF產(chǎn)水出ロ連接至超濾產(chǎn)水池8，ニ級納濾組件21的NF濃水出ロ分為兩路，一路連接NF濃水池22，另一路通過NF循環(huán)泵20連接至第二保安過濾器102之前，對NF濃水進行多次過濾；NF濃水約為總水量的5%，首先經(jīng)過臭氧處理系統(tǒng)23將其中的有機物質(zhì)進行降解去除，經(jīng)過處理后的濃水再進入混凝沉淀系統(tǒng)24進行混凝沉淀，除去大部分的重金屬離子，出水經(jīng)過重金屬捕集系統(tǒng)25的處理后達標排放；最終實現(xiàn)95%的水量回收和5%廢水的達標微排放。本實用新型裝置運行過程如下電鍍廢水經(jīng)前處理后，電導(dǎo)率彡5000 μ s/cm。調(diào)節(jié)經(jīng)前處理的電鍍廢水pH值為7-7. 5，進入EMBBR生物反應(yīng)器，EMBBR生物反應(yīng)器內(nèi)添加占反應(yīng)器總?cè)莘e30%的吸附性強的表面改性處理高分子填料，一方面通過投加 營養(yǎng)物質(zhì)促進微生物的生長，另一方面接種耐重金屬和高鹽度的功能性細菌；經(jīng)過ー個月的強化培養(yǎng)，該生物處理系統(tǒng)的COD去除率穩(wěn)定在85%左右，處理出水COD < 70mg/L(如圖3所示)，有效的降低了后續(xù)處理中有機物的負荷；與EMBBR反應(yīng)器連接的風(fēng)機3 —方面提供氧氣，另一方面作為填料循環(huán)的動カ；EMBBR生物處理出水經(jīng)泥水分離后上清液泵入砂濾系統(tǒng)，砂濾出水首先調(diào)節(jié)pH值到6左右,投加5mg/L的穩(wěn)定劑控制超濾SDI的變化,再投加3_5mg/L的次氯酸鈉防止微生物的滋生；砂濾裝置5的出水經(jīng)超濾增壓泵6泵入超濾裝置7，超濾出水送入超濾產(chǎn)水池8貯存；超濾產(chǎn)水池8的出水采用HCl調(diào)節(jié)pH到6左右，加入5mg/L的阻垢劑和還原劑，依次進入ー級RO組件和ニ級RO組件中進行濃縮分離；ー級RO組件12和ニ級RO組件14的產(chǎn)水送至RO產(chǎn)水池15，RO產(chǎn)水可回用至電鍍生產(chǎn)線；出ー級RO組件12的濃水送至ニ級RO組件14繼續(xù)進行RO處理；ニ級RO組件14的濃水分為ニ部分，一部分通過RO循環(huán)泵13回流至ー級RO組件的進水處，濃水回流比為20%-30%，另一部分RO濃水送至RO濃水池1516 ;兩段式RO濃水回流可實現(xiàn)75%產(chǎn)水回收率，大于98%的系統(tǒng)脫鹽率；RO濃水池16內(nèi)的RO濃水經(jīng)HCl調(diào)節(jié)pH到6左右，加入2mg/L的阻垢劑和還原齊U，分別經(jīng)NF增壓泵17增壓、通過5 μ m保安過濾器后再經(jīng)NF高壓泵17增壓以I. 4MPa的壓カ依次進入ー級納濾組件19、ニ級納濾組件21中進行濃縮分離；ー級納濾組件19和ニ級納濾組件21的產(chǎn)水送至超濾產(chǎn)水池8 ;出ー級納濾組件19的濃水部分送到ニ級納濾組件21繼續(xù)納濾處理，另一部分回流至第二保安過濾器102之前；出ニ級納濾組件21的濃水部分回流至ー級納濾組件19的進水處，回流比為15%-30%，另一部分NF濃水送至NF濃水池22 ;兩段式NF濃水回流可實現(xiàn)80%產(chǎn)水回收率，大于65%的系統(tǒng)脫鹽率；NF濃水的pH控制在6. O左右，COD為650_950mg/L，濃縮液首先經(jīng)臭氧催化氧化處理后去除70%的C0D，該催化反應(yīng)pH值為5-6，臭氧用量為90mg/L，反應(yīng)時間50min ;催化氧化出水調(diào)解pH到9. 5，投加PAC和進行ー級堿沉淀處理去除廢水中Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+，出水進入重金屬捕集劑ニ級反應(yīng)沉淀處理單元，加入5mg/L的廣譜型重金屬捕集劑，投加PAC和PAM處理，出水COD為30-50mg/L，其它水質(zhì)指標(如圖5所示)均滿足電鍍廢水排放標準《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)的要求。
權(quán)利要求1.一種重金屬廢水深度處理及回用裝置，包括EMBBR生物處理系統(tǒng)、集成膜處理系統(tǒng)和濃縮液處理系統(tǒng)，其特征在于所述的EMBBR生物處理系統(tǒng)、集成膜處理系統(tǒng)和濃縮液處理系統(tǒng)依次連接，所述的集成膜處理系統(tǒng)包括依次連接的砂濾系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)和納濾系統(tǒng)，所述納濾系統(tǒng)的濃水回流至反滲透系統(tǒng)，所述反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水送至電鍍生產(chǎn)線回用。
2.如權(quán)利要求I所述的重金屬廢水深度處理及回用裝置，其特征在于所述的EMBBR生物處理系統(tǒng)包括營養(yǎng)物質(zhì)投加系統(tǒng)、曝氣裝置和EMBBR生物反應(yīng)器。
3.如權(quán)利要求2所述的重金屬廢水深度處理及回用裝置，其特征在于所述的EMBBR反應(yīng)器中添加高分子吸附性強的生物活性填料。
4.如權(quán)利要求I所述的重金屬廢水深度處理及回用裝置，其特征在于所述的超濾系統(tǒng)包括超濾膜組件、超濾儲水池和超濾增壓泵。
5.如權(quán)利要求I所述的重金屬廢水深度處理及回用裝置，其特征在于所述的反滲透系統(tǒng)包括反滲透組件、反滲透保安過濾器、反滲透增壓泵、反滲透高壓泵、反滲透產(chǎn)水池、反滲透濃水池和反滲透循環(huán)泵。
6.如權(quán)利要求I所述的重金屬廢水深度處理及回用裝置，其特征在于所述的納濾系統(tǒng)包括納濾組件、納濾增壓泵、納濾高壓泵、納濾循環(huán)泵和納濾濃水池。
7.如權(quán)利要求I所述的重金屬廢水深度處理及回用裝置，其特征在于所述的濃縮液處理系統(tǒng)包括依次連接的臭氧催化氧化系統(tǒng)、混凝沉淀系統(tǒng)和重金屬捕集系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述的重金屬廢水深度處理及回用裝置，其特征在于所述的臭氧催化氧化系統(tǒng)由臭氧發(fā)生器、反應(yīng)塔組成。
9.如權(quán)利要求7所述的重金屬廢水深度處理及回用裝置，其特征在于所述的混凝沉淀系統(tǒng)由酸堿貯藥桶、混凝劑貯藥桶、助凝劑貯藥桶、計量泵、反應(yīng)池組成。
10.如權(quán)利要求7所述的重金屬廢水深度處理及回用裝置，其特征在于所述的重金屬捕集系統(tǒng)由酸堿貯藥桶、捕集劑貯藥桶、混凝劑貯藥桶、助凝劑貯藥桶、計量泵、反應(yīng)池組成。
專利摘要本實用新型公開了一種重金屬廢水深度處理及回用裝置，包括依次連接的EMBBR生物處理系統(tǒng)、集成膜處理系統(tǒng)和濃縮液處理系統(tǒng)，所述的集成膜處理系統(tǒng)包括依次連接的砂濾系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)和納濾系統(tǒng)，所述納濾系統(tǒng)的濃水回流至反滲透系統(tǒng)，所述反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水送至電鍍生產(chǎn)線回用。本實用新型裝置采用EMBBR處理技術(shù)作為預(yù)處理工藝，減小了有機物對膜系統(tǒng)的污染風(fēng)險，延長了膜的使用壽命，降低回用系統(tǒng)的維護成本；同時采用集成膜處理技術(shù)，利用砂濾-超濾系統(tǒng)去除廢水中的懸浮物質(zhì)、提高RO膜的進水水質(zhì)；充分合理利用NF產(chǎn)水回流至RO系統(tǒng)中，具有回用率高、穩(wěn)定性好、處理成本低廉等優(yōu)點。
文檔編號C02F103/16GK202415321SQ20112046564
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者楊岳平, 鄭豪, 高沖 申請人:浙江至美環(huán)境科技有限公司