一種工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)，包括集水井、粗格柵、一次沉淀池、pH值調節(jié)池、金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器、曝氣池、生物氧化濾池、二次沉淀池、凈水池。本系統(tǒng)創(chuàng)造性的利用了一種特殊的電磁感應現(xiàn)象，當金屬球體在磁場中做垂直切割磁感線的運動時會發(fā)生法拉第效應，在金屬球體表面形成微電流循環(huán)，水中鋅離子受到吸引，會逐步富集于球體表面，造成局部鋅離子濃度增大，從而打破其化學平衡，鋅離子會脫離溶液并在金屬球體表面發(fā)生鹽化反應，與溶液中的陰離子結合生成無機鹽類，并附著于金屬球體表面，從而達到去除廢水中鋅離子的目的。同時，已附著鋅鹽的金屬球體可通過研磨、清洗等過程獲得再生，可被重復使用。
【專利說明】
一種工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)，屬于環(huán)境保護中的廢水處理領域。
【背景技術】
[0002]電鍍工業(yè)是我國重要的加工行業(yè)，近十年來發(fā)展迅速。但由于我國電鍍工業(yè)的分布和發(fā)展長期以來缺少總體的、完整的規(guī)劃，造成了一方面廠點多、規(guī)模小、專業(yè)化程度低、效益差，另一方面電鍍行業(yè)污染狀況嚴重的困難局面。
[0003]據(jù)現(xiàn)階段統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國約有電鍍廠15000個，年均電鍍廢水排放量高達40億噸，占總工業(yè)廢水排放量的六分之一，但其中約有50%的電鍍廢水未達到國家排放標準。長期以來，我國電鍍企業(yè)以大量消耗資源的粗放型經(jīng)營為特點，與國外相比，我國電鍍行業(yè)存在明顯差距，據(jù)報道國外電鍍Im2的鍍件平均用水量僅為0.08噸，而我國的平均用水量為0.82噸，是國外的10倍多，每年我國單對含重金屬電鍍廢水的處理費用就高達4億元以上。電鍍廢水水質復雜，涉及到各種重金屬離子和氰化物，有些還含致癌、致畸、致突變的劇毒物質，對人類危害極大。這些電鍍廢水若未達到排放標準直接進入環(huán)境，必定會對生態(tài)環(huán)境及人類產(chǎn)生廣泛而嚴重的危害。另外，回收電鍍廢水中的重金屬可以徹底全面利用資源，極具經(jīng)濟價值。因此電鍍廢水的治理是工業(yè)廢水治理的重中之重的問題。
[0004]在電鍍廢水的諸多有害成分中，鋅是非常重要的一種。鋅是人體健康不可缺少的元素，它廣泛存在于人體肌肉及骨骼中，但是含量甚微，如果超量就會發(fā)生嚴重后果。含鋅電鍍廢水的排放對人體健康和工農業(yè)活動具有嚴重危害，具有持久性、毒性大、污染嚴重等危害，一旦進入環(huán)境后不能被生物降解，大多數(shù)參與食物鏈循環(huán)，并最終在生物體內積累，破壞生物體正常生理代謝活動，危害人體健康。隨著人類對重金屬的開采、冶煉、加工等生產(chǎn)活動的日益增加，產(chǎn)生的重金屬廢水無論是從數(shù)量上還是種類上都大大增加，造成了嚴重的環(huán)境污染和資源浪費。因此含鋅電鍍廢水的治理仍然是世界環(huán)保領域的重大研究課題。
[0005]目前，我國對于含鋅電鍍廢水，主要有以下幾種處理方法:
(1)化學法:
化學法是依靠氧化還原反應或中和沉淀反應將有毒有害的物質分解為無毒無害的物質，或者直接將重金屬經(jīng)沉淀或氣浮從廢水中除去。它主要包括:沉淀法、氧化法、還原法、中和法以及氣浮法等?；瘜W法的優(yōu)點是:投資少、處理裝置簡單、處理成本較低、安裝維修及操作容易；但其缺點是處理效率低、出水水質差、處理深度淺、不能回收利用重金屬以及產(chǎn)生污泥量大。
[0006](2)生物法:
利用微生物處理電鍍廢水的研究源于20世紀80年代。生物法處理的機理在于互生共生的關系，有著化學、物理和遺傳等三個層次的相互協(xié)作機制。一些微生物代謝產(chǎn)物能使廢水中的重金屬離子改變價態(tài)，同時微生物菌群本身還有較強的生物絮凝、靜電吸附作用，能夠吸附金屬離子，使重金屬經(jīng)固液分離后進入菌泥餅，從而使得廢水達標排放或回用。它主要包括:生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法等。生物法的優(yōu)點是:選擇性強、吸附容量大、不使用化學藥劑、生成污泥量少，污泥中重金屬回收率高;但其缺點是功能菌和廢水中金屬離子的反應效率并不高、且培養(yǎng)菌種的培養(yǎng)基消耗量較大、造成處理成本仍然較高等。
[0007](3)物化法:
物化法是利用離子交換或膜分離或吸附劑等方法去除電鍍廢水所含的雜質，其在工業(yè)上應用廣泛，通常與其它方法配合使用。它主要包括:離子交換法、膜分離法、吸附法、蒸發(fā)濃縮法等。物化法的優(yōu)點是:管理方便、易于實現(xiàn)自動化、分離效率高、深度處理效果好、出水可以回用等;但物化法在不同程度都存在著工藝復雜、能耗大、成本高、占地面積大、運轉費用高、有二次污染等弊端。
[0008](4)電化學法:
電化學法處理廢水應用起始于20世紀40年代，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電化學法才被真正地用于廢水處理過程。電化學方法被稱為電鍍廢水處理的“環(huán)境友好”工藝。隨著電極材料的開發(fā)、反應器的研制以及對傳統(tǒng)電化學工藝的改進，電化學方法在電鍍廢水治理領域里的應用越來越廣闊。它主要包括:原電池法、電滲析法、電凝聚氣浮法、電化學氧化還原法等。電化學法的優(yōu)點是:不需添加氧化還原試劑、反應速度快、占地面積少、易實現(xiàn)自動化操作等;但其缺點是耗電量高、電極板消耗大、處理成本高、電極易發(fā)生濃差極化而產(chǎn)生結垢等。
[0009]目前，現(xiàn)有的處理電鍍廢水中鋅離子的方法普遍存在上述缺點。因此，有必要擺脫現(xiàn)有的處理技術思路，開辟出處理含鋅電鍍廢水的新途徑，進而開發(fā)一種全新形式的電鍍廢水中鋅離子的處理技術。

【發(fā)明內容】

[0010]為解決現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供了一種工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括集水井、粗格柵、一次沉淀池、PH值調節(jié)池、金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器、曝氣池、生物氧化濾池、二次沉淀池、凈水池；其中，經(jīng)過pH值調節(jié)處理后(處理后pH值為5.5?6.5)的含有鋅離子的電鍍廢水通過廢水管線進入集水井，在此進行集中收集和初步穩(wěn)定調節(jié)，集水井的出口通過廢水管線連接粗格柵，在此去除廢水中的大直徑固體物質，粗格柵的出口通過廢水管線連接一次沉淀池，在此進一步去除廢水中的不溶物質，一次沉淀池的出口通過廢水管線連接pH值調節(jié)池，廢水在此進行pH值的精確調節(jié)，pH值調節(jié)池出水的pH值范圍為5.5-6.5,以滿足金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的入水pH值要求，pH值調節(jié)池的出口通過廢水管線連接金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的出口通過廢水管線連接曝氣池，在此通過好氧曝氣過程對廢水中剩余的COD進行初步氧化分解處理，曝氣池的出口通過廢水管線連接生物氧化濾池，在此對廢水殘留的COD進行最后的深度凈化處理，生物氧化濾池的出口通過廢水管線連接二次沉淀池，在此將廢水中的剩余不溶物質全部除去，二次沉淀池的出口通過廢水管線連接凈水池，凈水池的出口通過廢水管線將經(jīng)過本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排;其中，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器采用硬質不銹鋼材質，反應器左側下部設有進水閥門，右側上部設有排水閥門，反應器中央安裝有I套電磁線圈，并由導線與位于反應器外部的電磁線圈控制單元相連接，電磁線圈外部包覆有I套防水保護罩，反應器內部均勻裝填有若干鎳金屬球，可隨水流移動，反應器左側頂部和右側底部分別安裝有3支螺旋槳葉。
[0011 ] 經(jīng)過pH值調節(jié)處理后(處理后pH值為5.5-6.5)的含有鋅離子的電鍍廢水通過位于反應器左側下部的進水閥門進入反應器內部，首先與反應器內部裝填的鎳金屬球充分混合，鎳金屬球均勻分布于廢水中，此時，位于反應器左側頂部和右側底部的6支螺旋槳葉開始轉動，推動混合有鎳金屬球的廢水在反應器內部做逆時針運動，同時，位于反應器外部的電磁線圈控制單元通過導線給位于反應器中央的電磁線圈通電，電磁線圈會產(chǎn)生一個磁感強度為11.6T的電磁場，在反應器內部產(chǎn)生水平方向上的磁感線，當廢水中的鎳金屬球在電磁場中做垂直切割磁感線的運動時會發(fā)生法拉第效應，在鎳金屬球表面形成微電流循環(huán)，廢水中的鋅離子受到吸引，會逐步富集于鎳金屬球表面，造成局部鋅離子濃度增大，從而打破其化學平衡，鋅離子會脫離溶液并在鎳金屬球表面發(fā)生鹽化反應，與溶液中的陰離子結合生成無機鹽類，并附著于鎳金屬球表面，從而使廢水中的鋅離子得以去除，經(jīng)過凈化處理后的廢水，通過位于反應器右側上部的排水閥門排出反應器，并進入下一處理工序；同時，已附著鋅鹽的鎳金屬球可通過研磨、清洗等過程獲得再生，可被重復使用；其中，PH值調節(jié)池的作用是將經(jīng)過一次沉淀的廢水PH值調節(jié)至5.5?6.5，以滿足金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的入水pH值要求;其中，曝氣池的作用是通過好氧曝氣過程對廢水中剩余的COD進行初步氧化分解處理;其中，生物氧化濾池的作用是對廢水殘留的COD進行最后的深度凈化處理。
[0012]其中，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的有效容積為230m3，其螺旋槳葉的工作電壓為380V，轉速為120轉/min。
[0013]其中，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的鎳金屬球的直徑為25.0mm，內部為中空結構，中空部分直徑為16.7mm,球體的相對密度約為0.95 X 103kg/m3。
[0014]其中，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的電磁線圈的工作電壓為380V，能夠產(chǎn)生磁感強度為11.6T的電磁場，鐵芯采用硅含量為4.2%的高硅鋼片，線圈采用聚酯漆包線，繞線匝數(shù)為2500匝。
[0015]通過本系統(tǒng)處理后的廢水，其鋅離子的去除效率可達99.5%。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
(I)本系統(tǒng)擺脫了現(xiàn)有的電鍍廢水中鋅離子的處理技術思路，創(chuàng)造性的利用了鎳金屬球體在磁場中做垂直切割磁感線的運動時會發(fā)生法拉第效應，在球體表面形成微電流循環(huán)，水中鋅離子受到吸引，會逐步富集于鎳金屬球表面，造成局部鋅離子濃度增大，從而打破其化學平衡，鋅離子會脫離溶液并在鎳金屬球表面發(fā)生鹽化反應，與溶液中的陰離子結合生成無機鹽類，并附著于球體表面，從而達到去除廢水中鋅離子的目的。
[0017](2)本系統(tǒng)在凈化處理含鋅廢水后，已附著鋅鹽的鎳金屬球可通過研磨、清洗等過程獲得再生，可被重復使用，這大大減少了凈化處理的物料消耗。
[0018](3)本系統(tǒng)在凈化處理鋅離子的過程中，不使用任何化學藥劑，從而消除了引入危害更大的化學污染物的風險。
[0019](4)本系統(tǒng)原理簡單易行，設計施工成本較低，并且處理效果較好，運行維護成本很低，有利于大范圍推廣應用。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的設備示意圖。
[0021]圖中:1_集水井、2-粗格柵、3-—次沉淀池、4-pH值調節(jié)池、5-金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器、6-曝氣池、7-生物氧化濾池、8-二次沉淀池、9-凈水池
圖2是金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的示意圖。
[0022]51-進水閥門、52-電磁線圈、53-防水保護罩、54-導線、55-電磁線圈控制單元、56-鎳金屬球、57-螺旋槳葉、58-磁感線方向、59-排水閥門。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，去除電鍍廢水中鋅的處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括1-集水井、2-粗格柵、3-—次沉淀池、4-pH值調節(jié)池、5-金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器、6-曝氣池、7-生物氧化濾池、8-二次沉淀池、9-凈水池;其中，經(jīng)過pH值調節(jié)處理后(處理后pH值為5.5-6.5)的含有鋅離子的電鍍廢水通過廢水管線進入集水井I，在此進行集中收集和初步穩(wěn)定調節(jié)，集水井I的出口通過廢水管線連接粗格柵2，在此去除廢水中的大直徑固體物質，粗格柵2的出口通過廢水管線連接一次沉淀池3，在此進一步去除廢水中的不溶物質，一次沉淀池3的出口通過廢水管線連接pH值調節(jié)池4，廢水在此進行pH值的精確調節(jié)，pH值調節(jié)池4出水的pH值范圍為5.5-6.5，以滿足金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器5的入水pH值要求，pH值調節(jié)池4的出口通過廢水管線連接金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器5，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器5的出口通過廢水管線連接曝氣池6，在此通過好氧曝氣過程對廢水中剩余的COD進行初步氧化分解處理，曝氣池6的出口通過廢水管線連接生物氧化濾池7，在此對廢水殘留的COD進行最后的深度凈化處理，生物氧化濾池7的出口通過廢水管線連接二次沉淀池8，在此將廢水中的剩余不溶物質全部除去，二次沉淀池8的出口通過廢水管線連接凈水池9，凈水池9的出口通過廢水管線將經(jīng)過本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排;其中，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器5采用硬質不銹鋼材質，反應器左側下部設有進水閥門51，右側上部設有排水閥門59，反應器中央安裝有I套電磁線圈52，并由導線54與位于反應器外部的電磁線圈控制單元55相連接，電磁線圈52外部包覆有I套防水保護罩53，反應器內部均勻裝填有若干鎳金屬球56，可隨水流移動，反應器左側頂部和右側底部分別安裝有3支螺旋槳葉57;經(jīng)過pH值調節(jié)處理后(處理后pH值為5.5?6.5)的含有鋅離子的電鍍廢水通過位于反應器左側下部的進水閥門51進入反應器內部，首先與反應器內部裝填的鎳金屬球56充分混合，鎳金屬球56均勻分布于廢水中，此時，位于反應器左側頂部和右側底部的6支螺旋槳葉57開始轉動，推動混合有鎳金屬球56的廢水在反應器內部做逆時針運動，同時，位于反應器外部的電磁線圈控制單元55通過導線54給位于反應器中央的電磁線圈52通電，電磁線圈52會產(chǎn)生一個磁感強度為11.6T的電磁場，在反應器內部產(chǎn)生水平方向上的磁感線，當廢水中的鎳金屬球在電磁場中做垂直切割磁感線的運動時會發(fā)生法拉第效應，在鎳金屬球56表面形成微電流循環(huán)，廢水中的鋅離子受到吸引，會逐步富集于鎳金屬球56表面，造成局部鋅離子濃度增大，從而打破其化學平衡，鋅離子會脫離溶液并在鎳金屬球56表面發(fā)生鹽化反應，與溶液中的陰離子結合生成無機鹽類，并附著于鎳金屬球表面56，從而使廢水中的鋅離子得以去除，經(jīng)過凈化處理后的廢水，通過位于反應器右側上部的排水閥門59排出反應器，并進入下一處理工序；同時，已附著鋅鹽的鎳金屬球56可通過研磨、清洗等過程獲得再生，可被重復使用;其中，pH值調節(jié)池4的作用是將經(jīng)過一次沉淀的廢水pH值調節(jié)至5.5-6.5,以滿足金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器5的入水pH值要求;其中，曝氣池6的作用是通過好氧曝氣過程對廢水中剩余的COD進行初步氧化分解處理;其中，生物氧化濾池7的作用是對廢水殘留的COD進行最后的深度凈化處理。其中，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的有效容積為230m3，其螺旋槳葉的工作電壓為380V，轉速為120轉/min;其中，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器，其鎳金屬球的直徑為25.0mm，內部為中空結構，中空部分直徑為16.7mm，球體的相對密度約為0.95 X 103kg/m3;其中，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器，其電磁線圈的工作電壓為380V，鐵芯采用硅含量為4.2%的高硅鋼片，線圈采用聚酯漆包線，繞線匝數(shù)為2500匝。
[0024]通過本系統(tǒng)處理后的廢水，其鋅離子的去除效率可達99.5%。
【主權項】
1.一種工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括集水井、粗格柵、一次沉淀池、pH值調節(jié)池、金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器、曝氣池、生物氧化濾池、二次沉淀池、凈水池等;其中，含有鋅離子的電鍍工業(yè)廢水通過廢水管線進入集水井，集水井的出口通過廢水管線連接粗格柵，粗格柵的出口通過廢水管線連接一次沉淀池，一次沉淀池的出口通過廢水管線連接PH值調節(jié)池，pH值調節(jié)池的出口通過廢水管線連接金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的出口通過廢水管線連接曝氣池，曝氣池的出口通過廢水管線連接生物氧化濾池，生物氧化濾池的出口通過廢水管線連接二次沉淀池，二次沉淀池的出口通過廢水管線連接凈水池，凈水池的出口通過廢水管線將經(jīng)過本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排;其中，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器左側下部設有進水閥門，右側上部設有排水閥門，反應器中央安裝有I套電磁線圈，并由導線與位于反應器外部的電磁線圈控制單元相連接，電磁線圈外部包覆有I套防水保護罩，反應器內部均勻裝填有若干鎳金屬球，可隨水流移動，反應器左側頂部和右側底部分別安裝有3支螺旋槳葉。2.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，經(jīng)過pH值調節(jié)處理后(pH值為5.5?6.5)的含有鋅離子的電鍍廢水通過位于反應器左側下部的進水閥門進入反應器內部，首先與反應器內部裝填的鎳金屬球充分混合，鎳金屬球均勻分布于廢水中，此時，位于反應器左側頂部和右側底部的6支螺旋槳葉開始轉動，推動混合有鎳金屬球的廢水在反應器內部做逆時針運動，同時位于反應器外部的電磁線圈控制單元通過導線給位于反應器中央的電磁線圈通電，電磁線圈會產(chǎn)生一個特定強度的電磁場，在反應器內部產(chǎn)生水平方向上的磁感線，當廢水中的鎳金屬球在電磁場中做垂直切割磁感線的運動時會發(fā)生法拉第效應，在鎳金屬球表面形成微電流循環(huán)，廢水中的鋅離子受到吸引，會逐步富集于鎳金屬球表面，造成局部鋅離子濃度增大，從而打破其化學平衡，鋅離子會脫離溶液并在鎳金屬球表面發(fā)生鹽化反應，與溶液中的陰離子結合生成無機鹽類，并附著于鎳金屬球表面，從而使廢水中的鋅離子得以去除，經(jīng)過凈化處理后的廢水，通過位于反應器右側上部的排水閥門排出反應器，并進入下一處理工序；同時，已附著鋅鹽的金屬球體可通過研磨、清洗等過程獲得再生，可被重復使用。3.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的有效容積為230m3，其螺旋槳葉的工作電壓為380V，轉速為120轉/min。4.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的金屬球的直徑為25.0_，內部為中空結構，中空部分直徑為16.7_，球體的相對密度約為0.95 X 103kg/m3。5.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，金屬球面微電流吸引鹽化除鋅反應器的電磁線圈的工作電壓為380V，鐵芯采用硅含量為4.2%的高硅鋼片，繞線匝數(shù)為2500匝。
【文檔編號】C02F103/16GK106045230SQ201610629768
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月4日
【發(fā)明人】王堯堯
【申請人】王堯堯