本發(fā)明涉及環(huán)保技術領域，特別涉及一種鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置及方法。
背景技術：
鉛鋅工業(yè)選礦、冶煉行業(yè)排放的廢水含有鉛、鋅、銅、鎘、砷等具有一定毒性的重金屬污染物，如不進行處理而直接排放到水體，將對環(huán)境造成嚴重的污染。由于重金屬在環(huán)境中不能夠被降解，易與環(huán)境中各種配體結合，使其遷移、擴散能力增強，再通過植物吸收并產生生物放大作用，從而通過食物鏈危害人類的健康，因此重金屬污染具有很大的危害性。國家對重金屬污染控制力度越來越大，在重點監(jiān)控區(qū)域，選礦、冶煉廢水排放標準已從《鉛鋅工業(yè)污染物排放標準》GB25466-2010，提高到更嚴格的《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)III類水質標準。由于多數選礦冶煉廢水采用節(jié)水循環(huán)工藝，混入少量生活污水，排放廢水不但含有有毒有害的重金屬，而且氨氮和有機物也超過排放標準。常規(guī)的化學處理、離子交換、膜處理都難以確保有機物、氨氮、重金屬全部達標。
專利ZL 201520377368.X和ZL201520377384.9公開了一種短程膜分離技術，核心裝置為PVDF管式膜分離，該技術在工程實踐中發(fā)現存在以下問題：
1)不能用于處理有機物和氨氮；
2)PVDF管式膜用于選礦冶煉廢水，膜通量下降很快，平均膜通量僅有標稱的50％-70％；
3)PVDF管式微濾膜清洗周期短，僅有8小時,清洗費用高；
4)PVDF管式微濾膜采用循環(huán)過濾，循環(huán)流量及循環(huán)壓力較大，能耗較高。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置及方法。本發(fā)明提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置可以有效去除重金屬、有機物和氨氮，膜通量穩(wěn)定且清洗周期長，能耗低。
本發(fā)明提供了一種鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置，包括依次連通的一級反應池、二級反應池、初沉池和雙膜處理池；所述一級反應池頂部連通有硫化物投加裝置和酸堿投加裝置；所述二級反應池頂部連通有鐵鹽投加裝置；所述雙膜處理池包括沿廢水流向從前到后依次設置的生物膜填料和親水性聚四氟乙烯膜組件，以及設置于所述生物膜填料和親水性聚四氟乙烯膜組件底部的曝氣裝置。
優(yōu)選的，所述生物膜填料包括懸掛填料和/或懸浮填料。
優(yōu)選的，所述親水性聚四氟乙烯膜組件具有簾式中空纖維膜結構。
優(yōu)選的，所述鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置還包括與所述曝氣裝置連通的鼓風設備。
優(yōu)選的，所述一級反應池中還設置有pH控制儀，所述pH控制儀通過控制酸堿投加裝置調整酸堿投加量。
優(yōu)選的，所述一級反應池中還設置有氧化還原電位控制儀，所述氧化還原電位控制儀通過控制硫化物投加裝置調整硫化物投加量。
優(yōu)選的，所述初沉池底部與污泥脫水系統(tǒng)連通。
優(yōu)選的，所述雙膜處理池底部與污泥脫水系統(tǒng)連通。
優(yōu)選的，所述雙膜處理池的出水端連通有自吸泵。
本發(fā)明還提供了一種鉛鋅工業(yè)廢水處理方法，使用權利要求1～9中任意一項所述裝置進行處理，包括以下步驟：
(1)將鉛鋅工業(yè)廢水通入一級反應池，由所述硫化物投加裝置向所述一級反應池投加硫化物，由所述酸堿投加裝置向所述一級反應池中投加pH值調節(jié)劑，使所述一級反應池中的pH值為7～9，將所述鉛鋅工業(yè)廢水進行重金屬沉淀處理；
(2)將經所述步驟(1)處理后的廢水通入二級反應池，控制鐵鹽投加裝置投加鐵鹽，去除殘余硫離子；
(3)將經所述步驟(2)處理后的廢水通入初沉池進行固液分離，得到上清液；
(4)將所述步驟(3)得到的上清液通入雙膜處理池，在曝氣裝置的曝氣作用下，去除上清液中的砷，通過生物膜填料去除上清液中的有機物和氨氮，再經過親水性聚四氟乙烯膜組件進行固液膜分離。
本發(fā)明相對于現有技術取得了以下技術效果：
本發(fā)明提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置包括依次連通的一級反應池、二級反應池、初沉池和雙膜處理池；在一級反應池中，通過酸堿投加裝置控制一級反應池中的pH值，通過硫化物投加裝置投加硫化物與廢水中的銅、鉛、鋅、隔等重金屬離子反應形成沉淀顆粒；在二級反應池中，鐵鹽投加裝置投加鐵鹽與殘余的硫離子進行反應形成硫化物沉淀，亞鐵離子水解生成氫氧化亞鐵，部分再被氧化成氫氧化鐵，鐵離子水解生成氫氧化鐵，可絮凝、吸附部分有機物、砷和重金屬離子；在初沉池中進行初步固液分離；在雙膜處理池中的曝氣裝置的供氧環(huán)境下，廢水中的有機物、氨氮被生物膜填料中的微生物氧化，亞鐵離子被溶解氧和微生物氧化，殘余的砷與氧化后的鐵離子生成砷酸鐵沉淀，殘余的重金屬被微生物吸附，再經過親水性聚四氟乙烯膜組件進行膜分離，攔截懸浮的化學沉淀顆粒和生物污泥。本發(fā)明提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置采用親水性聚四氟乙烯膜材質，膜通量比較穩(wěn)定，能夠達到標稱值；膜清洗周期長達半年以上，清洗費用低；全流量膜過濾，能耗低。
實驗結果表明，鉛鋅工業(yè)廢水經本發(fā)明提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置處理后，有機物、氨氮以及砷、銅、鉛、鋅、鎘等污染物含量符合GB3838三類標準，可以直接排放；該裝置運行9個月，親水性聚四氟乙烯膜組件沒有進行過任何清洗，膜通量基本上沒有衰減，膜分離能耗僅有常規(guī)PVDF方案的10～20％，總能耗僅有常規(guī)PVDF方案的50％左右。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置的示意圖；
圖中，1為一級反應池，2為二級反應池，3為初沉池，4為雙膜處理池，5為親水性聚四氟乙烯膜組件，6為生物膜填料，7為曝氣裝置，8為鼓風設備，9為硫化物投加裝置，10為鐵鹽投加裝置，11為酸堿投加裝置，12為自吸泵，13為第一攪拌裝置，14為第二攪拌裝置，15為第一pH控制儀，16為第一氧化還原電位控制儀，17為流量計，18為第一計量泵，19為硫化物加料口，20為第二計量泵，21為pH調節(jié)劑加入口，22為第三計量泵，23為鐵鹽加料口，24為第二pH控制儀，25為第一氧化還原電位控制儀。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置，包括依次連通的一級反應池1、二級反應池2、初沉池3和雙膜處理池4；所述一級反應池1頂部連通有硫化物投加裝置9和酸堿投加裝置11；所述二級反應池2頂部連通有鐵鹽投加裝置10；所述雙膜處理池4包括沿廢水流向從前到后依次設置的生物膜填料6和親水性聚四氟乙烯膜組件5，以及設置于所述生物膜填料6和親水性聚四氟乙烯膜組件5底部的曝氣裝置7。
如圖1所示，本發(fā)明提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置包括一級反應池1，所述一級反應池1頂部連通有硫化物投加裝置9和酸堿投加裝置11。在本發(fā)明的一個實施例中，所述硫化物投加裝置9中設置有第一計量泵18；所述酸堿投加裝置11中設置有第二計量泵20。具體的，所述一級反應池1的頂部設置有硫化物加料口19和pH值調節(jié)劑加入口，所述硫化物加料口與所述第一計量泵18的出口相連通，所述pH值調節(jié)劑加入口21與第二計量泵20的出口相連通。在本發(fā)明中，所述硫化物投加裝置向一級反應池中投加硫化物，與廢水中的銅、鉛、鋅、鎘等重金屬離子反應形成化學沉淀顆粒。在本發(fā)明中，所述酸堿投加裝置向一級反應池中投加酸或堿，調節(jié)一級反應池中的pH值。
在本發(fā)明中，所述一級反應池的側壁上端設置有一級反應池進水口，所述一級反應池出水口與一級反應池進水口相對設置。在本發(fā)明中，所述一級反應池進水口與一級反應池出水口的設置保證水流路徑最長，避免短流。
本發(fā)明對所述一級反應池的尺寸和材質沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的反應池的尺寸和材質即可。在本發(fā)明中，所述一級反應池的尺寸優(yōu)選為0.4～0.6m×0.4～0.6m×1.8～2.2m，所述一級反應池的材質優(yōu)選為聚丙烯。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述一級反應池1中設置有第一pH控制儀15，所述第一pH控制儀15通過控制信號電纜與酸堿投加裝置11相連，控制第二計量泵20調整酸堿投加量。在本發(fā)明中，所述第一pH控制儀監(jiān)測一級反應池中的pH值，比較一級反應池中的pH值與設定pH值的差值，經過運算后，輸出模擬控制信號經控制信號電纜傳輸到酸堿投加裝置中的第二計量泵，自動控制酸堿投加量。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述一級反應池1中還設置有第一氧化還原電位控制儀16，所述第一氧化還原電位(ORP)控制儀16通過控制信號電纜與硫化物投加裝置9相連，控制第一計量泵18調整硫化物投加量。在本發(fā)明中，所述第一氧化還原電位(ORP)控制儀檢測一級反應池中的ORP值，比較一級反應池中反應ORP值與設定ORP值的差值，經過運算后，輸出模擬控制信號經控制信號電纜傳輸到硫化物投加裝置中的第一計量泵，自動控制硫化物投加量。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述一級反應池1中還設置有第一攪拌裝置13。在本發(fā)明中，所述第一攪拌裝置對一級反應池中的廢水進行攪拌，使硫化物與廢水中的重金屬離子充分反應。
本發(fā)明提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置包括進水口與所述一級反應池1出水口相連通的二級反應池2，所述二級反應池2頂部連通有鐵鹽投加裝置10。在本發(fā)明的一個實施例中，所述鐵鹽投加裝置10中設置有第三計量泵22。具體的，所述二級反應池的頂部設置有鐵鹽加料口23，所述鐵鹽加料口與第三計量泵22的出口相連通。在本發(fā)明中，所述鐵鹽投加裝置向二級反應池中投加鐵鹽，與殘余的硫離子反應形成硫化物沉淀，剩余的亞鐵離子水解生成氫氧化亞鐵，部分再被氧化成氫氧化鐵，鐵離子水解生成氫氧化鐵，可絮凝、吸附部分有機物、砷和重金屬離子。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述二級反應池的進水口設置于二級反應池的側壁上端，所述二級反應池出水口與二級反應池進水口相對設置。在本發(fā)明中，所述二級反應池的進水口與出水口的設置保證水流路徑最長，避免短流。
本發(fā)明對所述二級反應池的尺寸和材質沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的反應池的尺寸和材質即可。在本發(fā)明中，所述二級反應池的尺寸優(yōu)選為0.4～0.6m×0.4～0.6m×1.8～2.2m，所述二級反應池的材質優(yōu)選為聚丙烯。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述二級反應池2中還設置有第二攪拌裝置14。在本發(fā)明中，所述第二攪拌裝置對二級反應池中的廢水進行攪拌，使鐵鹽與廢水中的硫離子充分反應。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述二級反應池1中設置有第二pH控制儀24，所述第二pH控制儀24通過控制信號電纜與酸堿投加裝置11相連，控制第二計量泵20調整酸堿投加量。在本發(fā)明中，所述pH控制儀監(jiān)測二級反應池中的pH值，反饋控制酸堿投加裝置中的第二計量泵，自動控制酸堿投加量。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述二級反應池1中還設置有第二氧化還原電位控制儀25，所述第二氧化還原電位(ORP)控制儀25通過控制信號電纜與鐵鹽投加裝置9相連，控制第三計量泵22調整鐵鹽投加量。在本發(fā)明中，所述第二氧化還原電位(ORP)控制儀檢測二級反應池中的ORP值，比較二級反應池中反應ORP值與設定ORP值的差值，經過運算后，輸出模擬控制信號經控制信號電纜傳輸到鐵鹽投加裝置中的第三計量泵，自動控制鐵鹽投加量。
本發(fā)明提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置包括與所述二級反應池2出水口相連通的初沉池3。具體的，所述初沉池的進水口設置于初沉池的側壁上端，所述初沉池的出水口與所述初沉池進水口相對設置。在本發(fā)明中，所述初沉池對廢水進行初步固液分離，除去部分重金屬、砷和有機物的絮凝沉淀顆粒，避免有毒物質抑制或毒害后續(xù)雙膜處理池中的微生物。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述初沉池3底部設置有排泥口，所述排泥口與污泥脫水系統(tǒng)的進口連通。在本發(fā)明中，所述初沉池中沉淀下來的污泥定期排入污泥脫水系統(tǒng)處理。
本發(fā)明對所述初沉池的尺寸和材質沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的反應池的尺寸和材質即可。在本發(fā)明中，所述初沉池的尺寸優(yōu)選為0.8～1.2m×0.4～0.6m×1.8～2.2m，所述初沉池的材質優(yōu)選為聚丙烯。
本發(fā)明提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置包括進水口與所述初沉池3的出水口相連通的雙膜處理池4，所述雙膜處理池4包括沿廢水流向從前到后依次設置的生物膜填料6和親水性聚四氟乙烯膜組件5，以及設置于所述生物膜填料和親水性聚四氟乙烯膜組件底部的曝氣裝置7。具體的，所述雙膜處理池的進水口設置于雙膜處理池的側壁上端，所述雙膜處理池的出水口與所述雙膜處理池進水口相對設置。
在本發(fā)明中，所述雙膜處理池4的前端設置有生物膜填料6。在本發(fā)明中，所述生物膜填料優(yōu)選包括懸掛填料和/或懸浮填料。在本發(fā)明中，所述懸掛填料優(yōu)選包括彈性立體填料、軟性填料和半軟性填料中的一種或多種；所述懸浮填料優(yōu)選包括環(huán)狀懸浮填料、球狀懸浮填料、柱狀懸浮填料和組合懸浮填料中的一種。
本發(fā)明對所述生物膜填料的載體材質沒有特殊的要求，采用本領域技術人員熟知的生物膜填料載體即可。在本發(fā)明中，所述生物膜填料的載體材質優(yōu)選為金屬、陶瓷和聚合物中的一種或多種。
本發(fā)明對所述生物膜填料的填充度沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的填充度進行填充即可。在本發(fā)明中，所述生物膜填料在雙膜處理池中的填充度優(yōu)選為10～75％，更優(yōu)選為20～60％，最優(yōu)選為30～50％。在本發(fā)明中，所述生物膜填料的填充度具體的根據待處理廢水中的有機物和氨氮負荷確定。
在本發(fā)明中，所述雙膜處理池4的后端設置有親水性聚四氟乙烯膜組件5。本發(fā)明對所述親水性聚四氟乙烯膜組件的來源沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的市售產品即可。在本發(fā)明中，所述親水性聚四氟乙烯膜組件優(yōu)選為日本住友SUMITOMO型或SPMW型。
在本發(fā)明中，所述親水性聚四氟乙烯膜組件優(yōu)選具有簾式中空纖維膜結構；所述中空纖維膜優(yōu)選采用單層設置。在本發(fā)明中，所述親水性聚四氟乙烯膜組件的膜絲外徑優(yōu)選為2～2.5mm；膜絲平均截留孔徑優(yōu)選為0.05～0.10μm，更優(yōu)選為0.40～0.08μm；膜絲長度優(yōu)選為2800～4800mm，更優(yōu)選為3200～4200mm，最優(yōu)選為3500～4000mm。
在本發(fā)明中，所述親水性聚四氟乙烯膜組件的孔徑優(yōu)選為0.05～0.1μm，更優(yōu)選為0.06～0.08μm；所述親水性聚四氟乙烯膜組件的高度優(yōu)選為2800～4800mm，更優(yōu)選為3000～4000mm，最優(yōu)選為3500～3800mm；所述親水性聚四氟乙烯膜組件的面積優(yōu)選為6～3000m2，更優(yōu)選為12～2500m2，最優(yōu)選為1000～2000m2。
本發(fā)明對所述親水性聚四氟乙烯膜組件的封裝材料沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的封裝材料即可。在本發(fā)明中，所述親水性聚四氟乙烯膜組件的封裝材料優(yōu)選為亞胺酯/環(huán)氧樹脂復合材料。在本發(fā)明的一個實施例中，所述親水性聚四氟乙烯膜組件的封裝位置設置有集水管。在本發(fā)明中，所述親水性聚四氟乙烯膜組件可以攔截懸浮的化學沉淀顆粒和生物污泥，進行固液膜分離，使凈化后的水經過集水管由自吸泵排出。
在本發(fā)明中，所述生物膜填料6和親水性聚四氟乙烯膜組件5的底部設置有曝氣裝置7。本發(fā)明對所述曝氣裝置的種類沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的曝氣裝置即可。在本發(fā)明中，所述曝氣裝置優(yōu)選包括大中孔曝氣器或中微孔曝氣器。在本發(fā)明中，所述大中孔曝氣器的孔徑優(yōu)選為2～5mm；孔距優(yōu)選為50～150mm，更優(yōu)選為80～120mm。在本發(fā)明的實施例中，所述大中孔曝氣器可具體為2～5mm塑料穿孔管、2～5mm不銹鋼穿孔管。在本發(fā)明的實施例中，所述中微孔曝氣器可具體為每米不少于1600孔的可變孔曝氣軟管BZ-G-S-63或每個不少于2000個孔的微孔曝氣盤BD-P-J-215。在本發(fā)明中，所述曝氣裝置為雙膜處理池提供氧氣，同時對親水性聚四氟乙烯膜組件的膜絲進行空氣沖洗，防止污泥在膜表面大量沉積導致堵塞。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述曝氣裝置7與鼓風設備8連通。在本發(fā)明的實施例中，所述鼓風設備可具體為鼓風機或氣泵。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述雙膜處理池4的底部設置有排泥口，所述排泥口與污泥脫水系統(tǒng)的進口連通。具體的，所述污泥脫水系統(tǒng)設置有兩個進口，分別為第一進口和第二進口，所述第一進口與初沉池3的排泥口連通，所述第二進口與雙膜處理池4的排泥口連通。在本發(fā)明中，被親水性聚四氟乙烯膜組件攔截的化學沉淀顆粒和生物污泥進入污泥脫水系統(tǒng)進行處理。
在本發(fā)明中，所述雙膜處理池通過生物膜處理與浸入式親水性聚四氟乙烯膜組件結合，去除廢水中的重金屬、氨氮和有機物，解決了常規(guī)膜分離工藝清洗周期短、能耗高、膜使用壽命短、有機物和氨氮去除效率低的弊端。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述雙膜處理池4的出水口連通有自吸泵12。在本發(fā)明的實施例中，所述雙膜處理池4的出水端為親水性聚四氟乙烯膜組件的封裝位置，通過集水管與自吸泵12連接。在本發(fā)明中，所述自吸泵產生負壓，將凈化后的水抽取排除，自吸泵流量等于待處理廢水進水流量，揚程小，能耗低。
本發(fā)明還提供了一種鉛鋅工業(yè)廢水處理方法，使用上述技術方案所述裝置進行處理，包括以下步驟：
(1)將鉛鋅工業(yè)廢水通入一級反應池，由所述硫化物投加裝置向所述一級反應池中投加硫化物，由所述酸堿投加裝置向所述一級反應池中投加pH值調節(jié)劑，使所述一級反應池中的pH值為7～9，將所述鉛鋅工業(yè)廢水進行重金屬沉淀處理；
(2)將經所述步驟(1)處理后的廢水通入二級反應池，控制鐵鹽投加裝置投加鐵鹽，去除殘余硫離子；
(3)將經所述步驟(2)處理后的廢水通入初沉池進行固液分離，得到上清液；
(4)將所述步驟(3)得到的上清液通入雙膜處理池，在曝氣裝置的曝氣作用下，去除上清液中的砷，通過生物膜填料去除上清液中的有機物和氨氮，再經過親水性聚四氟乙烯膜組件進行固液膜分離。
本發(fā)明將鉛鋅工業(yè)廢水通入一級反應池，由所述硫化物投加裝置向所述一級反應池中投加硫化物，由所述酸堿投加裝置向所述一級反應池中投加pH值調節(jié)劑，使所述一級反應池中的pH值為7～9，將所述鉛鋅工業(yè)廢水進行重金屬沉淀處理。在本發(fā)明中，所述硫化物優(yōu)選包括硫化鈉和/或硫氫化鈉。本發(fā)明優(yōu)選采用ORP控制儀自動控制硫化物投加量。在本發(fā)明中，所述硫化物的投加速率優(yōu)選為150～180g/h，更優(yōu)選為160～170g/h。在本發(fā)明中，所述硫化物與廢水中重金屬離子的質量比優(yōu)選為5～6：1，更優(yōu)選為5.3～5.6:1。在本發(fā)明中，所述廢水在一級反應池中的反應時間優(yōu)選為0.5～3h，更優(yōu)選為1～2h。在本發(fā)明中，所述廢水在一級反應池中與硫化物反應，使廢水中的銅、鉛、鋅、鎘等重金屬離子反應形成化學沉淀顆粒。
在本發(fā)明中，所述鉛鋅工業(yè)廢水的水力停留時間優(yōu)選為8～12h，更優(yōu)選為9～11h。在本發(fā)明中，所述一級反應池中的水力停留時間優(yōu)選為1～1.5h；所述二級反應池中的水力停留時間優(yōu)選為1～1.5h；所述初沉池中的水力停留時間優(yōu)選為3～5h，更優(yōu)選為3.5～4.5h；所述雙膜處理池的水力停留時間優(yōu)選為3～5h，更優(yōu)選為3.5～4.5h。
在本發(fā)明中，所述一級反應池中的pH值優(yōu)選為7.5～8。本發(fā)明優(yōu)選采用pH控制儀自動控制酸/堿的投加量。在本發(fā)明中，所述酸優(yōu)選為無機強酸，更優(yōu)選為鹽酸或硫酸。在本發(fā)明中，所述堿優(yōu)選為無機強堿，更優(yōu)選為堿金屬或堿土金屬的氫氧化物，最優(yōu)選為氫氧化鈉和/或氫氧化鈣。在本發(fā)明中，所述pH值可以節(jié)約投藥量，使反應效果更好，凈化更徹底。
本發(fā)明優(yōu)選對所述一級反應池中的廢水進行攪拌。本發(fā)明對所述一級反應池中攪拌的操作沒有特殊的限定，按照污水混凝與絮凝處理工程技術規(guī)范(HJ 2006-2010)設計即可。在本發(fā)明中，所述一級反應池中攪拌的速率優(yōu)選為30～120r/min，更優(yōu)選為50～100r/min，最優(yōu)選為70～80r/min；所述一級反應池中攪拌的中心線速度優(yōu)選為0.2～0.5m/s，更優(yōu)選為0.3～0.5m/s。
經一級反應池處理后，本發(fā)明將所述處理后的廢水通入二級反應池，控制鐵鹽投加裝置投加鐵鹽，去除殘余硫離子。在本發(fā)明中，所述鐵鹽中鐵元素與廢水中硫離子的摩爾比優(yōu)選為1:1～1.2，更優(yōu)選為1:1.05～1.1。在本發(fā)明中，所述二級反應池中的反應時間優(yōu)選為0.5～3h，更優(yōu)選為1～2h。在本發(fā)明中，所述鐵鹽優(yōu)選包括亞鐵鹽和/或三價鐵鹽，更優(yōu)選包括無機亞鐵鹽、無機三價鐵鹽和聚合硫酸鐵中的一種或幾種。在本發(fā)明中，所述無機亞鐵鹽優(yōu)選包括硫酸亞鐵和/或氯化亞鐵；所述無機三價鐵鹽優(yōu)選包括硫酸鐵和/或氯化鐵。在本發(fā)明中，所述鐵鹽與廢水中殘余的硫離子反應形成硫化物沉淀，亞鐵離子水解生成氫氧化亞鐵，部分再被氧化成氫氧化鐵，鐵離子水解生成氫氧化鐵，可絮凝、吸附部分有機物、砷和重金屬離子。優(yōu)選的，當所述鐵鹽為硫酸亞鐵時，與聚合硫酸鐵作為除砷劑相比，可以降低藥劑費用，成本低。
本發(fā)明優(yōu)選對二級反應池中的廢水進行攪拌。本發(fā)明對所述一級反應池中攪拌的操作沒有特殊的限定，按照污水混凝與絮凝處理工程技術規(guī)范(HJ 2006-2010)設計即可。在本發(fā)明中，所述二級反應池中攪拌的參數優(yōu)選與一級反應池中攪拌參數相同。
經二級反應池處理后，本發(fā)明將所述處理后的廢水通入初沉池進行固液分離，得到上清液。在本發(fā)明中，所述廢水在初沉池中的停留時間優(yōu)選為1～3h，更優(yōu)選為1.5～2h。在本發(fā)明中，所述廢水在初沉池中進行初步固液分離，除去部分重金屬、砷和有機物的絮凝沉淀顆粒，避免有毒物質抑制或毒害后續(xù)雙膜處理池中的微生物。
得到上清液后，本發(fā)明將所述上清液通入雙膜處理池，在曝氣裝置的曝氣作用下，去除上清液中的砷，通過生物膜填料去除上清液中的有機物和氨氮，再經過親水性聚四氟乙烯膜組件進行固液膜分離。在本發(fā)明中，所述雙膜處理池中的氣水比優(yōu)選為8～20:1，更優(yōu)選為10～15:1。在本發(fā)明中，所述生物膜填料部分的氣水比優(yōu)選為5～10:1，更優(yōu)選為6～9:1。在本發(fā)明中，所述親水性聚四氟乙烯膜組件部分的氣水比優(yōu)選為3～8:1，更優(yōu)選為4～6:1。在本發(fā)明中，所述上清液在曝氣裝置的曝氣充氧作用下，有機物、氨氮被微生物氧化，上清液中亞鐵離子也被氧化形成鐵離子，鐵離子與上清液中的砷酸根離子形成砷酸鐵沉淀，再經過浸入式親水性聚四氟乙烯膜組件進行固液膜分離，懸浮生物污泥和化學沉淀顆粒被攔截，使上清液進一步凈化。
本發(fā)明優(yōu)選在雙膜處理池處理后，用自吸泵進行抽取。在本發(fā)明中，所述自吸泵的抽取的流量優(yōu)選與待處理廢水進水量相同。
為了進一步說明本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理方法進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。
實施例1:
某鉛鋅選礦廠排放廢水含有銅、鉛、鋅、隔、砷、有機物和氨氮等有害成分，廢水呈中性，采用本發(fā)明所述裝置處理，處理水量10噸/天。
選礦廢水經耐腐蝕自吸泵提升到一級反應池，投加氫氧化鈉預調pH到8.0～9.0，按照120mg/L比例投加硫化鈉，攪拌反應1h。
進入二級反應池，按照160mg/L的比例投加硫酸亞鐵，攪拌反應1h。
進入初沉池進行固液分離，上清液排入雙膜處理池。
采用自吸泵抽取處理后的清水，出水流量與待處理水流量相同，揚程小于10m，能耗低，出水pH值為7.2。
初沉池和雙膜處理池的污泥定期排入污泥池。
本實施例使用裝置及具體規(guī)格參數如表1所示。
表1實施例1主要構筑物和設備參數
對本實施例處理后的水進行檢測，結果如表2所示。
表2實施例1廢水處理檢測結果
注：ND表示該分析結果低于方法的最低檢出限
從表2中可以看出，出水中的有機物、氨氮以及砷、銅、鉛、鋅、鎘等污染物含量符合GB3838規(guī)定的地表水三類標準，可以直接排放。
本實施例運行9個月，浸入式親水性聚四氟乙烯膜組件沒有進行過任何清洗，膜通量基本上沒有衰減。
實施例2:
某鉛鋅金屬冶煉企業(yè)排放冶煉廢水和少量生活污水，含有機物、氨氮、鉛、鋅、砷、鎘等超過排放標準的污染物，廢水偏酸性，pH值4-7。
采用實施例1的試驗裝置進行處理，處理水量6噸/天。
鉛鋅工業(yè)冶煉廢水經耐酸泵提升到處理裝置一級反應池，投加氫氧化鈣預調pH到8.0-9.0，按照160mg/L比例投加硫化鈉，攪拌反應1.5h。
進入二級反應池，按照220mg/L的比例投加硫酸亞鐵，攪拌反應1.5h。
進入初沉池進行固液分離，上清液排入雙膜處理池。
采用自吸泵抽取處理后的清水，出水流量與待處理水流量相同，揚程小于10m，能耗低，出水pH值為6.8。
初沉池和雙膜處理池的污泥定期排入污泥池。
對本實施例處理后的水進行檢測，結果如表3所示。
表3實施例2廢水處理檢測結果
注：ND表示該分析結果低于方法的最低檢出限
從表3中可以看出，出水中的有機物、氨氮以及砷、銅、鉛、鋅、鎘等污染物含量可達到GB3838規(guī)定的地表水三類標準規(guī)定的限值以下，可以直接排放。
本案例運行6個月，親水性聚四氟乙烯膜組件沒有進行過任何清洗，膜通量基本上沒有衰減。
從以上實施例可以看出，本發(fā)明提供的鉛鋅工業(yè)廢水處理裝置和方法解決了有機物、氨氮、砷和重金屬同時達到GB3838三類標準的問題，出水pH值達到排放標準，無需返調，浸入式親水性聚四氟乙烯膜組件使用壽命達10年以上，清洗周期達3～6個月，能耗降低50％，解決了膜組件使用壽命短、清洗周期短、能耗高的問題，對于需要達到GB3838標準的選礦廢水處理具有明顯的技術經濟優(yōu)勢。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。