基于超磁分離和微波能技術(shù)結(jié)合的廢水處理工藝及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于超磁分離和微波能技術(shù)結(jié)合的 廢水處理工藝及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 廢水是電鍍生產(chǎn)過程中鍍件的沖洗廢水、循環(huán)冷卻水以及廢舊的電鍍液等混合 水。其依據(jù)電鍍工藝的不同，廢水水質(zhì)有很大差異。大部分廢水都含有氰化物、鉻及鎳等物 質(zhì)，毒性大，并且難以生化處理。
[0003] 目前國內(nèi)對于廢水的普遍處理方式是化學(xué)沉淀法，主要是加入NaOH或是Na2S將重 金屬離子轉(zhuǎn)變成其氫氧化物或硫化物的沉淀，但是普通的絮凝沉降需要較長的時(shí)間，需要 較大的沉淀池，否則分離不夠充分，導(dǎo)致重金屬的去除效率變差，使廢水很難達(dá)標(biāo)排放。并 且簡單的絮凝沉淀過程無法將廢水中的氰化物以及COD等組分去除，往往需要再加生化工 藝，導(dǎo)致整個(gè)廢水處理工藝占地面積大，處理效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，本發(fā)明提供一種基于超磁分離和微波能技術(shù) 結(jié)合的廢水處理工藝。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供一種基于超磁分離和微波能技術(shù)結(jié)合的廢水處理系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明提供的基于超磁分離和微波能技術(shù)結(jié)合的廢水處理工藝，其特征在于，包 括以下步驟：
[0007] S10、向廢水中加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)得混合液A;
[0008] S20、向混合液A中加入納米磁種粉末、絮凝劑及助凝劑后進(jìn)行絮凝沉降；
[0009] S30、收集沉降后的上清液，并加入氧化劑及催化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)后得混合物B; [0010] S40、將混合物B在微波場中進(jìn)一步強(qiáng)化氧化反應(yīng)得混合物C;
[0011] S50、向混合物C中加入納米磁種、絮凝劑及助凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)后得混合物D;
[0012] S60、將混合物D中的污水、污泥及絮凝顆粒分離。
[0013] 可選的，在步驟SlO之前還包括步驟S05:調(diào)節(jié)廢水PH值為4~5。
[0014] 可選的，所述步驟SlO具體為：向廢水中加入還原劑，并調(diào)節(jié)0RP(0xidation-Reduction Potential，氧化還原電位，下同）至150~250,還原劑的加入量按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì) 為廢水的0.1~0.15%，所述的還原劑為硫酸亞鐵或焦亞硫酸鈉或者兩者的混合物，反應(yīng)時(shí) 間為10~30分鐘，還原反應(yīng)的目的是將毒性高、難沉淀的Cr 6+被還原成Cr3+，堿性條件下易 于沉淀，降低廢水毒性，提高鉻的去除效率。
[0015] 可選的，所述步驟S20具體為：向混合液A中加入納米磁種粉末后，調(diào)節(jié)PH值7~8 后，加入絮凝劑及助凝劑后進(jìn)行絮凝沉降，反應(yīng)時(shí)間為20~60分鐘，納米磁種粉末的加入量 按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為廢水的〇. 04~0.08 %，絮凝劑的加入量按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為廢水的0.005 ~0.015%，助凝劑的加入量按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為廢水的0.00025~0.0005%，所述絮凝劑為 聚合氯化鋁或氯化鐵或者兩者的混合物，所述助凝劑為高分子絮凝劑。本步驟中，利用助凝 劑的吸附架橋作用將沉淀物與納米磁種結(jié)合在一起，相比普通絮凝沉淀物密度更大，減少 了廢水在沉淀池內(nèi)的停留時(shí)間，減小沉淀池的容積，節(jié)約廢水處理工藝占地面積。
[0016] 可選的，所述步驟S30具體為:收集沉降后的上清液，并加入氧化劑及催化劑后，調(diào) 節(jié)0RP300~500后，保持混合物PH3~4進(jìn)行氧化反應(yīng)10~30分鐘后得混合物B，氧化劑的加 入量按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為廢水的0.010~0.030%，催化劑的加入量按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為廢水的 0.030~0.045%，所述氧化劑為雙氧水或臭氧或者兩者的混合物，所述催化劑為亞鐵鹽或 二氧化鈦或者兩者的混合物。本步驟中，氧化反應(yīng)過程可氧化廢水中的氰化物、金屬絡(luò)合物 及有機(jī)物。
[0017] 可選的，所述步驟S40具體為：向混合物B中加入微波敏化劑后，進(jìn)入微波能裝置進(jìn) 一步強(qiáng)化氧化反應(yīng)0.5~3分鐘得混合物C，微波敏化劑的加入量按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為廢水的 0.010~0.050%。加入微波敏化劑的作用是提高微波能的利用效率，微波能裝置中的微波 場能夠加速氧化反應(yīng)，同時(shí)微波敏化劑的加入，進(jìn)一步強(qiáng)化了微波能的利用效率。這一過程 中極性分子進(jìn)入微波能裝置后會急速震蕩，非極性分子借著極性分子震蕩產(chǎn)生的熱而導(dǎo)致 化學(xué)鍵震動加劇。由次能夠使大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物甚至成為無機(jī)物，以及重 金屬絡(luò)合物分解。經(jīng)過微波能反應(yīng)單元后，廢水中的有機(jī)物被礦化，重金屬絡(luò)合物分解。微 波反應(yīng)單元的加入能夠很大程度上節(jié)約氧化反應(yīng)的藥劑量以及反應(yīng)時(shí)間，節(jié)約藥劑成本與 項(xiàng)目占地面積。
[0018] 可選的，所述步驟S50具體為：向混合物C中加入納米磁種后調(diào)節(jié)PH9~10,然后加 入絮凝劑及助凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)后得混合物D，所述納米磁種的加入量按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為 廢水的0.04~0.08%，絮凝劑的加入量按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為廢水的0.005~0.015%，助凝劑 的加入量按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為廢水的0.00025~0.0005%，經(jīng)過氧化反應(yīng)后，廢水中同時(shí)存在 大量的重金屬離子和Fe 2+及Fe3+，通過NaOH的加入，調(diào)節(jié)PH至9~10，能夠使這些金屬離子生 成其氫氧化物等難溶物。此時(shí)向廢水中加入納米磁種與PAC混凝劑，破壞這類懸浮的細(xì)小顆 粒的穩(wěn)態(tài)，與此同時(shí)他們會吸附在納米磁種上而帶有磁性。最后加入PAM助凝劑，通過吸附 架橋作用將納米磁種與難溶物質(zhì)牢固地結(jié)合。
[0019] 可選的，所述步驟S60中利用超磁分離設(shè)備在磁場強(qiáng)度0.4~1.5T條件下將混合物 D中的污水、污泥及絮凝顆粒分離。應(yīng)用超磁分離設(shè)備將混合物D中的污水、污泥及絮凝顆粒 分離，停留時(shí)間僅需約30s，時(shí)間低于普通絮凝沉淀池，占地面積僅為普通沉淀池的5%。本 步驟中由于有較恰當(dāng)?shù)拇判越橘|(zhì)（納米磁種），能夠保證設(shè)備有較高的磁場梯度，分離效率 與速度均優(yōu)于普通磁分離設(shè)備，并且超磁分離設(shè)備所截留下的污泥含水率僅為40~50%， 有利于后續(xù)的污泥處理。本步驟中經(jīng)過加納米磁種絮凝后，廢水中的絮凝物均帶有磁性，此 時(shí)廢水進(jìn)入超磁分離設(shè)備，設(shè)備產(chǎn)生的磁力能夠?qū)⑿躞w截留下來，而不帶磁性的廢水通過， 由此進(jìn)行絮凝物與清水的分離。由于磁性絮凝物與磁場產(chǎn)生的磁力是絮凝物重力的將近 500倍，從而可實(shí)現(xiàn)絮凝物與清水的快速分離。并且不需要再設(shè)置沉淀池，節(jié)約廢水處理工 藝的占地面積。此過程后的處理水可進(jìn)入清水池或直接排放
[0020] 可選的，在步驟S60之后還包括步驟S70為:將絮凝顆粒送入納米磁種回收設(shè)備將 納米磁種與污泥進(jìn)行分離，分離后的納米磁種作為步驟S20中的納米磁種重復(fù)利用，以提高 利用率。
[0021 ]可選的，在步驟S70之后還包括對污泥進(jìn)行壓濾脫水得濾液，將濾液與步驟SlO中 的廢水合并的步驟，泥餅送至專業(yè)的污泥處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行后續(xù)處理。
[0022] 所述步驟S20及S50中調(diào)節(jié)PH所用的物質(zhì)優(yōu)選為工業(yè)片堿或石灰乳。
[0023]本發(fā)明還公開了一種基于超磁分離和微波能技術(shù)結(jié)合的廢水處理系統(tǒng)，包括依次 連通的調(diào)節(jié)池、還原槽、磁加載絮凝沉淀池、催化氧化槽、微波能裝置、絮凝池、超磁分離設(shè) 備，其還包括納米磁種回收設(shè)備，所述納米磁種回收設(shè)備入口與超磁分離設(shè)備及磁加載絮 凝沉淀池均連通，所述納米磁種回收設(shè)備出口與磁加載絮凝沉淀池及絮凝池均連通。
[0024]本發(fā)明的基于超磁分離和微波能技術(shù)結(jié)合的廢水處理工藝及系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)： [0025] (1)采用磁加載絮凝沉淀，在沉淀與處理水分離過程中選擇磁加載沉降以及超磁 分離技術(shù)，減少沉淀停留時(shí)間，效率更高。
[0026] (2)采用微波強(qiáng)化氧化過程，能夠減少氧化反應(yīng)所需藥劑量，減少氧化反應(yīng)時(shí)間， 效率更高。
[0027] (3)對催化氧化后的絮凝沉淀物進(jìn)行分離，分離效果更好，效率高，在設(shè)備中停留 時(shí)間僅需30s，遠(yuǎn)小于普通絮凝沉淀的停留時(shí)間。
[0028] (4)采用超磁分離代替普通絮凝沉淀，產(chǎn)生污泥的含水率只有40~50%，方便污泥 后續(xù)處理。
[0029] (5)本發(fā)明在磁分離工藝后無需再加沉池，水處理工藝占地面積僅有普通工藝的 1/3,節(jié)約占地。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明基于超磁分離和微波能技術(shù)結(jié)合的廢水處理系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0031 ]圖中標(biāo)記示意為：1-調(diào)節(jié)池;2-還原槽;3-磁加載絮凝沉淀池;4-催化氧化槽;5-微 波能裝置;6-絮凝池;7-超磁分離設(shè)備;8-磁種回收設(shè)備;9-清水池。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合實(shí)施例對本申請作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木?體實(shí)施例僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。
[0033]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請。
[0034] 實(shí)施例1
[0035]浙江寧波某電池