專利名稱:含重金屬廢水一步凈化法及其裝置的制作方法
本發(fā)明涉及含重金屬廢水的處理方法及裝置，特別是對含重金屬離子、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，又可用于電鍍車間廢水的處理。
目前國內(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，通過石灰石中和濾罐1;第二步，通過斜板沉淀器2;第三步，通過微孔濾罐3。處理后的水，各項指標(biāo)可以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，清水可以送回車間復(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濾或真空過濾。圖2是聯(lián)邦德國哈根蓄電池公司的廢水處理系統(tǒng)。第一步，通過中和池1;第二步，在罐2內(nèi)進(jìn)行凝聚反應(yīng);第三步，通過板框壓濾脫水機(jī)3進(jìn)行過濾及脫水。
在電鍍廢水處理中，一般也是采用多級處理，如氣浮-過濾或者氣浮-過濾-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)過它一次凈化成清亮的自來水，但是它不能解決含量金屬廢水，特別是含重金屬離子廢水的凈化問題。
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，簡化處理工藝及操作，以達(dá)到用“一步凈化法”，使含重金屬廢水經(jīng)過一次提升，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)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，送回車間復(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)行含重金屬廢水的處理。污泥中的重金屬可以進(jìn)行無害化處理或回收。
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、過濾等工藝匯集于一個裝置內(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。清水通過溢流槽7及管8流入清水池11，清水通過管道13及泵10分兩路送出。一路定期通過管道9進(jìn)入反沖器以活化濾料，一路通過管道12返回車間重復(fù)使用。
一步凈化法的特點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、微孔濾罐等多臺設(shè)備，降低了造價、減少了占地面積，并且簡化了操作，減少了因微孔過濾堵塞造成的停工故障。
一步凈化罐的結(jié)構(gòu)(見圖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，組合在一個裝置內(nèi)，并使水在處理過程中依次進(jìn)入渦流混合區(qū)、反應(yīng)區(qū)、澄清區(qū)、沉淀區(qū)、過濾區(qū)及污泥濃縮區(qū)等六個作業(yè)區(qū)，對廢水進(jìn)行一次提升一次處理。
一步凈化罐的工作原理如下(對照圖3、圖4)廢水通過進(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)入過濾區(qū)。過濾區(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。廢水通過過濾區(qū)經(jīng)輕質(zhì)濾料過濾，然后通過濾頭獲得處理后符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)的清水，清水通過溢流槽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，邊轉(zhuǎn)動邊攪拌濾料，同時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18)的作用是實現(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為過濾縫隙，此縫隙只允許水通過，輕質(zhì)濾料被擋在外面，具有較好的過濾能力。
本發(fā)明一步凈化法及一步凈化罐在處理含重金屬廢水中具有明顯經(jīng)濟(jì)效果，廢水處理能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
對含鉛廢水的處理，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。對含有六價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，對含氰化物及其他鉻合物狀的重金屬廢水，則還需加次氯酸鈉或漂白粉之類的氧化劑。
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一次提升進(jìn)入處理裝置的一步凈化法，處理方法要點是將堿劑共凝--渦流混合反應(yīng)--澄清--斜蜂窩沉淀--過濾等匯集在一個裝置內(nèi)完成，并且用輕質(zhì)濾料過濾代替微孔過濾或壓力過濾。
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壓制的半園形小槽，高度在0.3～0.5毫米之間。
專利摘要
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、沉淀及過濾等工藝流程匯集于一個一步凈化罐內(nèi)。廢水由廢水池通過一次提升，送入一步凈化罐進(jìn)行處理，處理后的水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，并可回車間復(fù)用。本發(fā)明還對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C02F1/52GK86106448SQ86106448
公開日1988年4月20日 申請日期1986年10月11日
發(fā)明者張建國 申請人:機(jī)械工業(yè)部第七設(shè)計研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan