CN102476885A - 一种废水处理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废水处理系统及其方法，该系统包括：用于滤除废水中的重金属离子及破除高浓度氰化物的电凝模块；用于将电凝处理模块的出水进行初步浓缩，以达到反渗透要求的预处理模块；用于进行二次浓缩处理的反渗透模块，以及用于进行深度浓缩处理的蒸发结晶模块。通过本发明可以实现金属冶炼废水被处理后能够得到洁净度较高的可利用水质。

Description

一种废水处理系统及其方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种用于处理金属冶炼废水的系统及其方法。

背景技术

高浓度金属冶炼废水主要分为三大类，分别为：火法冶炼废水(铅高炉回收法)、湿法电解废水以及湿法氰化物废水。在冶炼金属废水的回收过程中耗用的主要材料有酸和碱，且金属回收废液中含有大量的重金属污染物如银、铅、铜、镍等离子，还有氰化物等有毒物质。其中含有多种重金属离子等污染物，成分复杂，且污染物浓度高、色度高、毒性大，它的超标排放对人类、水产及农作物都构成了很大危害。

目前，对金属冶炼废水仅进行酸碱中和处理，而经上述中和处理后，外排废水中氰化物、COD及重金属等指标仍然很难达标。发明人针对此种情况，已经提出了一种废水处理的系统，能够达到对废水处理效果好、且运行成本也较低的目的。该废水处理系统包括电凝模块、预处理模块和反渗透模块。其中，电凝模块主要是通过高压高频脉冲电絮凝装置对金属冶炼废水中的重金属离子进行滤除并破除高浓度氰化物等，然后通过预处理模块进行初步净化、分离和浓缩，以达到反渗透要求，再由反渗透模块进行进一步净化、分离和浓缩处理，最后得到部分满足排放要求的水质，以及部分剩余浓水。所述剩余浓水中含盐量较高，不利于回收利用，这就使得对金属冶炼废水的处理不够完全，不能得到纯度较高的可利用水质。

发明内容

为解决上述技术问题，我们提出了一种废水处理系统及其方法，以实现金属冶炼废水被处理后可得到洁净度较高的可利用水质。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种废水处理系统，包括：

用于滤除金属冶炼废水中的重金属离子及破除高浓度氰化物的电凝模块；

用于将电凝处理模块的出水进行初步浓缩，以达到反渗透要求的预处理模块；

用于进行二次浓缩处理的反渗透模块；

用于进行深度浓缩处理的蒸发结晶模块。

优选的，所述蒸发结晶模块包括：预热器、蒸汽发生器、蒸发结晶系统、汽液分离设备以及冷凝器。

优选的，所述蒸发结晶系统包括：一效或多效蒸发器、蒸发结晶器、真空冷却结晶器以及离心机。

优选的，所述汽液分离设备包括气液分离器。

优选的，所述电凝模块包括高压高频脉冲电絮凝装置、化学反应槽、絮凝槽、沉淀槽及澄清液槽。

优选的，所述预处理模块包括纳米浓缩分离系统。

优选的，所述纳米浓缩分离系统具体包括超滤膜净化装置或多介质过滤器。

优选的，所述反渗透模块包括一级或多级反渗透装置。

一种废水处理方法，包括：

将所述金属冶炼废水经电凝模块进行分离处理，获取第一处理水质；

将所述第一处理水质经所述预处理模块进行预处理，获取可以达到反渗透要求的第二处理水质；

将所述第二处理水质进行初步浓缩的反渗透处理，得到达标水质和剩余浓水；

将所述剩余浓水进行深度浓缩的蒸发结晶处理，得到可利用水质。

通过上述技术方案，本发明采用蒸发结晶的方法对经过反渗透处理后的剩余浓水进行深度净化和浓缩，将剩余浓水中的离子通过结晶成固体的方式进行分离，从而可以得到纯度较高的可利用水质，大大提高了回收利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一所公开的一种废水处理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二所公开的一种废水处理系统的结构示意图；

图3为本发明实施例三所公开的一种废水处理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种废水处理系统及其方法，以实现金属冶炼废水被处理后可得到洁净度较高的可利用水质。

实施例一

参见图1，为本发明实施例一所公开的一种废水处理系统的结构示意图。该系统主要包括：电凝模块100、预处理模块200、反渗透模块300以及蒸发结晶模块400。其中，电凝模块100主要包括高压高频脉冲电絮凝装置，该装置是一种通过高电压、小电流进行水处理的设备，主要利用电化学原理，借助外加高电压作用产生电化学反应，把电能转化为化学能，从而对废水中的有机或无机物进行氧化还原反应，进而凝聚、浮除，将污染物从水中分离，可有效地取出电镀综合废水中的Cr⁶⁺、Cu²⁺、CN^-、油，磷酸盐以及COD、SS与色度。使通过电凝模块100可使废水中的重金属离子滤除并能够破除高浓度氰化物等。

预处理模块200用于对电凝模块100的出水进行净化、分离和初步浓缩，其目的在于改善供水条件，使供水达到反渗透模块的进水要求，从而保护反渗透装置，并延长模的使用寿命。预处理模块200主要包括纳米浓缩分离系统，具体可采用超滤膜净化装置并结合阻垢剂加药装置等共同实现。

其中，超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。

超滤膜孔径可在0.2-1.0um的范围内，优选为0.2-0.5um，更优选为0.2-0.4um，UF膜材质可以为：聚偏氟乙烯(PVDF)，聚丙烯(PP)，聚氯乙烯(PVC)。

上述超滤膜净化装置也可以采用多介质过滤器来实现。

反渗透模块300用于对出水进行进一步净化、分离和浓缩处理，主要包括一级或多级反渗透装置，通过反渗透模块300处理后可得到部分达标排放的可利用水质和部分含盐量较高的剩余浓水。

蒸发结晶模块400通过对反渗透模块300所产生的剩余浓水进行蒸发结晶，滤除水中的盐类粒子，使出水得到深度净化和浓缩，从而可以得到纯净度较高的可利用水质。蒸发结晶模块400主要包括预热器、蒸汽发生器、蒸发结晶系统、汽液分离设备以及冷凝器等。

常见的汽液分离设备包括汽液分离器、除雾器、旋液器和沉降罐，本发明实施例中优选汽液分离器，汽液分离器可以分离出粒径小于0.1μm的微小液滴，典型的汽液分离器可以得到液体含量小于0.01ppm或更少的纯净气体。

蒸发结晶系统包括一效蒸发器、二效蒸发器或者是多效蒸发器，以及蒸发结晶器、真空冷却结晶器和离心机等。

实施例二

下面以一具体的实施例对本发明所提出的废水处理系统进行详细地描述。

本发明所提出的一种废水处理系统可为图2所示的系统，而不限于下述系统。该系统包括：废水集水池1、高压泵体2、高压高频脉冲电絮凝装置3、缓冲池4、沉淀池5、澄清池6、超滤膜净化装置7、鼓风机8、中和水池9、精密过滤器10、阻垢剂加药装置11、一级反渗透装置12、浓水贮存池13、二级反渗透装置14、回收水箱15、蒸汽发生器16、预热器17、蒸发结晶系统18、气液分离器19、冷凝器20以及冷凝水池21。

将待处理的废水置于废水集水池1中，通过高压泵体2将待处理废水通入高压高频脉冲电絮凝装置3进行电化学处理，以分离水中的污染物，将处理后的水质通过缓冲池4进行缓冲后，进入沉淀池5进行沉淀，并将沉淀出的污染物进行清除，同时，将沉淀后的水质通入澄清池6静置，通过澄清池6之后，可获得第一处理水质，再由高压泵体2将所述第一处理水质通入超滤膜净化装置7进行超滤处理，得到第二处理水质，将所述第二处理水质通入中和水池9，中和水池9用于中和水质的酸碱度，此处设置两处高压泵体，一处高压泵体用于抽取所述第二处理水质将超滤膜净化装置7进行反洗，反洗后的水质冲洗投入缓冲池4；另一处高压泵体用于将所述第二处理水质抽入精密过滤器10及阻垢剂加药装置11进一步进行处理，使第二处理水质达到反渗透要求。最后，高压泵体将所述第二处理水质通入反渗透装置，反渗透装置包括一级反渗透装置12和二级反渗透装置14，将经反渗透装置后得到可利用水质通入回收水箱15，将剩余的浓水通入浓水贮存池13。经高压泵体将所述浓水通入预热器17进行加热，并由蒸汽发生器16提供蒸汽，然后由蒸发结晶系统18进行低温真空浓缩，使浓水中的盐类离子结晶为盐类固体并进行处理。蒸发结晶系统18可包括一效或多效蒸发器、蒸发结晶器、真空冷却结晶器以及离心机等装置。将结晶后的液体通入气液分离器19进行分离，所分离出的微小液滴再次通入蒸发结晶系统18进行结晶，将分离后的蒸汽通入冷凝器20后得到冷凝水存放在冷凝水池21中。

经检验，经过上述系统所得到的冷凝水已达到接近纯净水的纯度。

实施例三

本发明实施例还提供了一种废水处理的方法，参见图3所示的流程示意图，包括：

S1、将所述金属冶炼废水经电凝模块进行分离处理，获取第一处理水质；

电凝模块100主要包括高压高频脉冲电絮凝装置，该装置是一种通过高电压、小电流进行水处理的设备，主要利用电化学原理，借助外加高电压作用产生电化学反应，把电能转化为化学能，从而对废水中的有机或无机物进行氧化还原反应，进而凝聚、浮除，将污染物从水中分离，可有效地取出电镀综合废水中的Cr⁶⁺、Cu²⁺、CN^-、油，磷酸盐以及COD、SS与色度。使通过电凝模块100可使废水中的重金属离子滤除并能够破除高浓度氰化物等。

S2、将所述第一处理水质经所述预处理模块进行初步浓缩的预处理，获取可以达到反渗透要求的第二处理水质；

S3、将所述第二处理水质进行二次浓缩的反渗透处理，得到达标水质和剩余浓水；

S4、将所述剩余浓水进行深度浓缩的蒸发结晶处理，得到可利用水质。

剩余浓水中包含大量的盐类离子，通过蒸发结晶处理使所述剩余浓水得到深度净化和浓缩，从而可以得到纯净度较高的可利用水质。

本发明采用蒸发结晶的方法对经过反渗透处理后的剩余浓水进行深度净化和浓缩，将剩余浓水中的离子通过结晶成固体的方式进行分离，从而可以得到纯度较高的可利用水质，大大提高了回收利用率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种废水处理系统，其特征在于，包括：

用于滤除废水中的重金属离子及破除高浓度氰化物的电凝模块；

用于将电凝处理模块的出水进行初步浓缩，以达到反渗透要求的预处理模块；

用于进行二次浓缩处理的反渗透模块；

用于进行深度浓缩处理的蒸发结晶模块。

2.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶模块包括：预热器、蒸汽发生器、蒸发结晶系统、汽液分离设备以及冷凝器。

3.根据权利要求2所述的废水处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶系统包括：一效或多效蒸发器、蒸发结晶器、真空冷却结晶器以及离心机。

4.根据权利要求2或3任一项所述的废水处理系统，其特征在于，所述汽液分离设备包括气液分离器。

5.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述电凝模块包括高压高频脉冲电絮凝装置、化学反应槽、絮凝槽、沉淀槽及澄清液槽。

6.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述预处理模块包括纳米浓缩分离系统和阻垢剂加药装置。

7.根据权利要求6所述的废水处理系统，其特征在于，所述纳米浓缩分离系统具体包括超滤膜净化装置或多介质过滤器。

8.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述反渗透模块包括一级或多级反渗透装置。

9.一种废水处理方法，其特征在于，包括：

将所述金属冶炼废水经电凝模块进行分离处理，获取第一处理水质；

将所述第一处理水质经所述预处理模块进行预处理，获取可以达到反渗透要求的第二处理水质；

将所述第二处理水质进行初步浓缩的反渗透处理，得到达标水质和剩余浓水；

将所述剩余浓水进行深度浓缩的蒸发结晶处理，得到可利用水质。

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