專利名稱：高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水的處理方法，特別是高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染， 破壞了大自然的生態(tài)平衡。為了加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，工廠所產(chǎn)生的工業(yè)廢水必須經(jīng)過(guò)回收處理，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，“三廢”(包括廢水、廢氣、廢渣)處理已作為一項(xiàng)重要課題，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究和探討。目前，廢水的處理已采用先進(jìn)的膜分離和反滲透技術(shù)，并取得了良好的效益。但對(duì)于有機(jī)物和重金屬離子含量高的廢水處理技術(shù)尚不成熟，而且處理之后所產(chǎn)生的污泥和廢渣沒(méi)有得以回收利用，因此沒(méi)有完全達(dá)到零排放的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水處理方法。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用超濾膜分離和反滲透技術(shù)，將廢水中的有機(jī)物和重金屬離子先沉淀再濃縮，提純的99%清水用于水處理設(shè)備中，濃縮水和沉淀后的污泥制作成磚，從而實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢水的零排放。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的按以下步驟進(jìn)行工業(yè)廢水通過(guò)水泵(1)送入斜管沉淀池 0)，將其中80% -90%的重金屬通過(guò)CaO沉淀，同時(shí)30%的有機(jī)物被沉淀；出水輸送至清水池(3)，再通過(guò)水泵(4)送到超濾系統(tǒng)( 進(jìn)行超濾膜分離，透過(guò)液送到車間循環(huán)利用，濃縮液進(jìn)入濃水池(6)，經(jīng)過(guò)水泵(7)送入反滲透系統(tǒng)(8)，反滲透的透過(guò)液循環(huán)利用，濃縮液進(jìn)入濃縮池(9)；斜管沉淀池排出的污泥進(jìn)入污泥池(10)，污泥和濃縮池中的濃縮水混合并添加水泥(12)、無(wú)水氯化鈣(1 制成磚。濃縮池9中的濃縮液為原廢水體積的1 %。其中所述的重金屬為Cu、Fe、Ag、Ni中的一種或幾種。斜管沉淀池中CaO的濃度為3000PPM。所述的有機(jī)物為乙酸和醇類。超濾所用的是PVDF抗污染的超濾膜，膜的孔徑為0. 001微米。反滲透所用的是抗污染的反滲透膜。斜管沉淀池中CaO沉淀重金屬的原理為Ca0+H20 = Ca (OH)2,Ca (OH) 2+Cu2+ = Cu (OH) 2 (沉淀)+Ca2+Ca (OH) 2+Fe2+ = Fe (OH) 2 (沉淀)+Ca2+反滲透工藝濃縮重金屬離子和有機(jī)物的原理為重金屬離子的直徑大于反滲透膜孔徑的10倍，有機(jī)物的直徑是反滲透膜孔徑的100-1000倍，因此重金屬離子和有機(jī)物無(wú)法透過(guò)反滲透膜，但水能夠透過(guò)，于是重金屬離子和有機(jī)物被濃縮。本發(fā)明所述超濾(AMRQ是一種無(wú)機(jī)膜分離技術(shù)，其主要元件為多孔性不對(duì)稱無(wú)機(jī)膜，用于溶液中物質(zhì)大分子級(jí)別的分離，以使有用物質(zhì)得到分級(jí)、濃縮和純化。由于廢水質(zhì)變化較大，特別是濁度、PH等，這樣的水質(zhì)變化依靠石英砂過(guò)濾器和活性碳過(guò)濾器需要有充分的設(shè)計(jì)余量來(lái)抵消這種變化，否則如出水SDI增加將造成反滲透系統(tǒng)堵塞，從而造成無(wú)可估量的損失。如采用AMRS系統(tǒng)，AMRS系統(tǒng)有獨(dú)特的正向沖洗、氣水反沖洗和等壓沖洗，可以通過(guò)增加沖洗頻率和強(qiáng)度來(lái)消除水質(zhì)變化而造成的后果。AMRS過(guò)濾是以膜兩側(cè)壓差為驅(qū)動(dòng)力，以機(jī)械篩分原理為基礎(chǔ)的一種溶液分離過(guò)程，使用壓力通常為0. 1-0. 5Mpa,篩分孔徑從lnm-o. 2 μ m,截留分子量范圍從5000-100000 萬(wàn)左右。AMRS過(guò)濾與所有常規(guī)過(guò)濾及微孔過(guò)濾(均為靜態(tài)過(guò)濾)的差別如下1.篩分孔徑小，幾乎能截留溶液中所有的污泥、膠體微粒、蛋白質(zhì)、大分子有機(jī)物。2.膜致密層表面的陶瓷材質(zhì)能耐高酸堿的腐蝕和高有機(jī)溶劑。3.整個(gè)過(guò)程在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行，無(wú)濾餅形成，溶劑僅獲得部分的分離。部分透過(guò)膜成為超濾液，其余則成為濃縮液不斷流出，使膜表面不能透過(guò)物質(zhì)僅為有限的積聚，過(guò)濾速率在穩(wěn)定狀態(tài)下可達(dá)到一平衡值而不致連續(xù)衰減，整個(gè)過(guò)程可長(zhǎng)期持續(xù)進(jìn)行。因此，AMRS過(guò)濾具有如下優(yōu)點(diǎn)1、能適應(yīng)惡劣的廢水水質(zhì)。2、出水水質(zhì)好，SDI小于4、有機(jī)物小于100，大大延長(zhǎng)了反滲透膜的使用壽命。3、自動(dòng)化設(shè)計(jì)、操作簡(jiǎn)便，占地面積小。4、使用壽命長(zhǎng)，可強(qiáng)烈正反清洗。本發(fā)明所述反滲透系統(tǒng)由加藥裝置、反滲透裝置和反滲透清洗裝置三部分組成。1.加藥裝置此裝置內(nèi)投加阻垢劑和亞硫酸氫鈉。由于反滲透膜是聚酰胺復(fù)合膜，受氧化后易被損壞，活性氯具有強(qiáng)氧化性，因此必須控制反滲透進(jìn)水的余氯指標(biāo)，以保護(hù)反滲透膜。雖然活性炭能夠吸附水中大部分的余氯， 但是由于活性炭的吸附能力是否飽和通過(guò)外觀是難以判別的，因此采用投加還原劑亞硫酸氫鈉配合活性炭進(jìn)行雙重防護(hù)。因?yàn)樵诜礉B透工藝中給水的鹽類被濃縮，以致含鹽濃度有可能超過(guò)它們的溶解度，發(fā)生沉積，為了防止?jié)馑?，特別是RO壓力容器中最后一根膜元件的濃水側(cè)CaC03、 MgCO3、CaSO4、MgSO4、BaSO4、SrSO4、SiO2等濃度積大于其平衡溶解度指數(shù)而結(jié)晶析出，從而破壞膜元件的應(yīng)有特性，因此采用在進(jìn)水處投加一種有機(jī)化合阻垢劑的方法，增加鹽類在水中的溶解度，從而隨濃水排放。2.反滲透裝置本裝置包含5 μ m保安過(guò)濾系統(tǒng)、反滲透高壓泵及反滲透脫鹽裝置。5μπι保安過(guò)濾器用以截留膜前水中5μπι以上的顆粒、膠體、懸浮物，以保護(hù)反滲透膜，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。過(guò)濾器的外殼選用不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)裝5 μ m濾芯，使用壓簧多向壓緊，過(guò)濾器選用快開(kāi)式，便于更換濾芯，在正常工作狀況下，該濾芯可維持3-4個(gè)月的壽命，當(dāng)壓差大于0. IMpa時(shí)，需進(jìn)行更換。反滲透好比水處理系統(tǒng)的“心臟”，對(duì)穩(wěn)定出水水質(zhì)起著關(guān)鍵的作用。該技術(shù)是80 年代發(fā)展起來(lái)的高新膜分離技術(shù)，膜的孔徑只有3X10_1(IM，是離子級(jí)的分離設(shè)備，分離對(duì)象是溶液中的離子和分子量很小的有機(jī)物。利用反滲透可去除水中99. 9%的有機(jī)物和細(xì)菌及 98%的鹽類，使水質(zhì)得到很大的改善?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于水的淡化除鹽，高純水的制取，是電子、醫(yī)藥、飲料、生物等常用的過(guò)濾設(shè)備。本發(fā)明所用的反滲透裝置以世界上最先進(jìn)的聚酰胺復(fù)合膜為主體 (DOW SBW30-400或同級(jí)品)，單支膜的脫鹽率在99%以上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度為25°C，回收率 75 %，整個(gè)反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)成兩套，同時(shí)選用高壓壓力容器，進(jìn)口高壓水泵，儀表，高壓管道共同組成。由于水流的固定流向易在膜表面形成順流狀態(tài)，產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，系統(tǒng)設(shè)計(jì)除具備常用功能外，還設(shè)計(jì)了每小時(shí)自動(dòng)沖洗功能，用以破壞順流形成紊流，進(jìn)而降低膜的濃差極化，以保證RO膜的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。為達(dá)到良好的沖洗效果，我們?cè)趦羲?反滲透產(chǎn)品水)中連接自動(dòng)沖洗管路，使用淡水完成自動(dòng)沖洗工序，確保優(yōu)良的保養(yǎng)效果。同時(shí)考慮到反滲透短期停機(jī)的可能，此自動(dòng)沖洗可在短期停機(jī)時(shí)為防止細(xì)菌在膜表面的滋生，自動(dòng)進(jìn)行沖洗。當(dāng)反滲透需要長(zhǎng)期停機(jī)時(shí)，可先沖洗后再用藥劑封存。為防止高壓泵的突然啟動(dòng)增壓對(duì)RO膜元件產(chǎn)生破壞，在高壓泵的出口處設(shè)置電動(dòng)閥，由PLC控制緩慢打開(kāi)閥門，逐漸升壓。當(dāng)RO停止使用時(shí)，打開(kāi)沖洗閥、濃水排放閥和產(chǎn)水閥，用產(chǎn)品水對(duì)反滲透膜組進(jìn)行自動(dòng)沖洗lOmin，以防止?jié)馑械母邼舛塞}類在RO膜表面沉積結(jié)垢而影響膜的性能。為保證反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在高壓泵的進(jìn)出口裝有低壓和高壓保護(hù)開(kāi)關(guān)，當(dāng)供水量不足使高壓泵的入口水壓低于設(shè)定值(通常為0. IMpa)會(huì)自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，停止高壓泵的運(yùn)行，保護(hù)高壓泵不在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作。當(dāng)系統(tǒng)因誤操作或其它原因使高壓泵的出口壓力超過(guò)設(shè)定值，高壓保護(hù)開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)切斷高壓泵，保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備不受損壞。3.反滲透清洗裝置本裝置包含一個(gè)清洗藥箱、一臺(tái)不銹鋼藥洗泵，以及一系列的儀表及連接管件。在反滲透膜組長(zhǎng)期運(yùn)行后，會(huì)受到污染，如長(zhǎng)期的微量鹽分結(jié)垢、有機(jī)物的沉積、膠體的附著和金屬氧化物的污染等，這些污染難以自動(dòng)沖洗掉，進(jìn)而造成膜組件性能下降。當(dāng)反滲透膜受到污染時(shí)，可以利用該清洗裝置對(duì)反滲透進(jìn)行化學(xué)清洗，回復(fù)反滲透的功能。在正常工作狀況下，4-6個(gè)月藥洗一次，具體狀況視反滲透的運(yùn)行參數(shù)而判定，兩套反滲透共用一套清洗系統(tǒng)，為節(jié)約投資成本，可將反沖洗水泵作藥洗泵。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明首先將廢水中有機(jī)物和重金屬離子沉淀在污泥中，再將剩余的有機(jī)物和重金屬離子進(jìn)一步濃縮在1 %的濃縮水里，提純的99%清水循環(huán)利用到水處理設(shè)備中，再將濃縮水和污泥經(jīng)加工制做成磚。本發(fā)明將工業(yè)廢水的循環(huán)利用率提高到99%，大量減少了用水量，使得廢水不再向江河排放，產(chǎn)生的濃縮水和污泥又得以充分利用，從而真正實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢水的零排放。


圖1是本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式工廠排出的工業(yè)廢水通過(guò)水泵(1)送入斜管沉淀池O)，將其中 80% -90%的重金屬(Cu、Fe、Ag、Ni)通過(guò)CaO(3000PPM)沉淀，同時(shí)30%的有機(jī)物(乙酸和醇類)被沉淀；出水輸送至清水池(3)，再通過(guò)水泵(4)送到超濾系統(tǒng)( 進(jìn)行超濾膜分離，膜的孔徑為0. 001微米，透過(guò)液送到車間循環(huán)利用，濃縮液進(jìn)入濃水池(6)，經(jīng)過(guò)水泵(7)送入反滲透系統(tǒng)(8)，反滲透的透過(guò)液循環(huán)利用，原廢水體積的濃縮液進(jìn)入濃縮池(9)；斜管沉淀池排出的污泥進(jìn)入污泥池(10)，污泥和濃縮池中的濃縮水混合并添加水泥(12)、無(wú)水氯化鈣(13)，充分?jǐn)嚢韬笏腿肽＞咧苯訅褐瞥纱u。
權(quán)利要求
1.一種高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水處理方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行工業(yè)廢水通過(guò)水泵(1)送入斜管沉淀池0)，將其中80% -90%的重金屬通過(guò)CaO沉淀，同時(shí) 30%的有機(jī)物被沉淀；出水輸送至清水池(3)，再通過(guò)水泵(4)送到超濾系統(tǒng)( 進(jìn)行超濾膜分離，透過(guò)液送到車間循環(huán)利用，濃縮液進(jìn)入濃水池(6)，經(jīng)過(guò)水泵(7)送入反滲透系統(tǒng) (8)，反滲透的透過(guò)液循環(huán)利用，濃縮液進(jìn)入濃縮池(9)；斜管沉淀池排出的污泥進(jìn)入污泥池(10)，污泥和濃縮池中的濃縮水混合并添加水泥(12)、無(wú)水氯化鈣(1 制成磚。
2.按照權(quán)利要求1所述高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水處理方法，其特征在于濃縮池9中的濃縮液為原廢水體積的1%。
3.按照權(quán)利要求1所述高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水處理方法，其特征在于所述的重金屬為Cu、Fe、Ag、Ni中的一種或幾種。
4.按照權(quán)利要求1所述高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水處理方法，其特征在于斜管沉淀池中CaO的濃度為3000PPM。
5.按照權(quán)利要求1所述高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水處理方法，其特征在于所述的有機(jī)物為乙酸和醇類。
6.按照權(quán)利要求1所述高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水處理方法，其特征在于超濾所用的是PVDF抗污染的超濾膜，膜的孔徑為0. 001微米。
7.按照權(quán)利要求1或2所述高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水處理方法，其特征在于 反滲透所用的是抗污染的反滲透膜。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高有機(jī)物、高重金屬離子工業(yè)廢水處理方法，首先經(jīng)過(guò)斜管沉淀池將廢水中有機(jī)物和重金屬離子沉淀在污泥中，再通過(guò)超濾、反滲透將剩余的有機(jī)物和重金屬離子進(jìn)一步濃縮在1％的濃縮水里，提純的99％清水循環(huán)利用到水處理設(shè)備中，再將濃縮水和污泥經(jīng)加工制做成磚。本發(fā)明將工業(yè)廢水的循環(huán)利用率提高到99％，大量減少了用水量，使得廢水不再向江河排放，產(chǎn)生的濃縮水和污泥又得以充分利用，從而真正實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢水的零排放。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102452746SQ201010525970
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月31日
發(fā)明者虞建忠 申請(qǐng)人:虞建忠