CN104961219A - 重金属废水处理装置的连续加料并预混合方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及重金属废水处理装置的连续加料并预混合方法和装置，提供了一种重金属废水处理装置的连续加料并预混合方法，还提供了一种重金属废水处理装置的连续加料并预混合装置。

Description

重金属废水处理装置的连续加料并预混合方法和装置

技术领域

本发明属于污水处理领域，涉及污水与吸附颗粒的混合，以及为污水处理装置连续加料。更具体地说，涉及重金属废水处理装置的连续加料并预混合方法，以及实施该方法所用的装置。

背景技术

重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属(如含镉、镍、汞、锌等)废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。初步摸底调查显示，我国有3亿多人饮水不安全。随着国家对环境保护工作的关注，水质净化和废水回收利用越来越受到重视。

我国工业废水污染现象严重，主要是水体污染，目前全国500多条主要河流中，有80％以上受到不同程度的污染，这主要是由于工业废水的排放造成的。流经全国40多个大城市的河流，有90％以上受到污染，对环境和居民身体健康产生了较大的影响。我国流域水资源基本分为长江、黄河、海河、松花江、淮河、珠江和辽河七大水系，其沿岸汇集了全国80％以上的城市及乡镇，是全国流域污染治理最重要的区域。我国水资源污染严重，河流水质方面，西南诸河区、西北诸河区、长江区、珠江区和东南诸河区水质较好，符合和优于Ⅲ类水的河长占95％～64％；海河区、黄河区、淮河区、辽河区和松花江区水质较差，符合和优于Ⅲ类水的河长占35％～47％。从我国工业废水排放量上看，从2005年到2008年三年一直保持在240亿吨左右的水平，2009年下降到了234.4亿吨。根据我国环保部的统计，近几年我国工业废水达标排放率则一直在提高，除了2006年小幅回落，其他年份都在逐年增高。到2009年末，达标排放率达到94.2％。据环境统计公报的数据，2009年我国工业废水的排放量占全部废水排放量的40％左右，工业废水对水环境污染的比重较大，已成为当今环境工作亟待解决的重大问题之一。

不同于有机物可以被分解破坏，重金属只能转移其存在位置和改变它们的物理和化学状态。现有的重金属废水处理系统占地面积大、能耗高，尤其是对重金属含量不高的废水处理效果不好，对废水中的悬浊物、胶质成分也很难处理干净。

因此，针对现有技术中的一些重金属废水处理装置中存在的不能连续生产而导致的处理效率不高、难以稳定运行等问题，本领域迫切需要开发出操作条件适应性好，能够为重金属废水处理装置连续添加物料的方法和装置。

发明内容

本发明提供了一种新颖的重金属废水处理装置的连续加料并预混合方法和装置，从而解决了现有技术中存在的问题。

本发明所要解决的技术问题是，克服现有的一些重金属废水处理装置中存在的不能连续生产而导致的处理效率不高、难以稳定运行等问题，提供操作条件适应性好，能够为重金属废水处理装置连续添加物料的方法和装置。

一方面，本发明提供了一种重金属废水处理装置的连续加料并预混合方法，该方法包括以下步骤：

(a)将重金属废水送入第一搅拌釜，当第一搅拌釜中的液位达到指定的高度时，停止向第一搅拌釜中加入重金属废水，同时向第一搅拌釜中加入捕集剂；

(b)启动第一搅拌釜的搅拌装置，使重金属废水与捕集剂混合均匀；

(c)将第一搅拌釜内混合均匀的混合液送入后续的重金属废水处理装置，同时向第二搅拌釜送入重金属废水；

(d)待第一搅拌釜内液位下降到指定液位后，停止向后续的重金属废水处理装置送入混合液；启动清洗系统，向第一搅拌釜内加入清水，以对第一搅拌釜进行清洗，然后排出残留混合液；以及

(e)在对第一搅拌釜进行清洗的同时，第二搅拌釜内已经同样地对重金属废水和捕集剂完成了均匀混合，此时第二搅拌釜继续向后续的重金属废水处理装置送入混合均匀的混合液，如此交替工作，以实现重金属废水的连续不间断处理。

在一个优选的实施方式中，该方法还包括：在将第二搅拌釜内混合均匀的混合液送入后续的重金属废水处理装置的同时，向第三搅拌釜送入重金属废水，并依此类推，以实现超过两个的搅拌釜对重金属废水的连续不间断处理。

在另一个优选的实施方式中，所述重金属废水由泵交替地分别泵入第一搅拌釜和第二搅拌釜。

在另一个优选的实施方式中，其特征在于，所述第一搅拌釜和第二搅拌釜的工作分别由以下四个工作阶段组成：加料阶段、混合阶段、供料阶段和清洗阶段，所述四个工作阶段独立地顺序进行，不发生干扰且同一工作阶段不出现在同一时刻。

在另一个优选的实施方式中，所述清洗系统的清水呈喷洒状进入第一搅拌釜和第二搅拌釜，以达到釜内壁得到清洗的目的。

另一方面，本发明提供了一种重金属废水处理装置的连续加料并预混合装置，该装置包括：

第一搅拌釜，它包括搅拌装置，用于将送入其中的重金属废水与捕集剂混合均匀；

与第一搅拌釜连接的重金属废水处理装置，用于将第一搅拌釜内混合均匀的混合液送入其中进行处理；

与第一搅拌釜连接的清洗系统，用于向第一搅拌釜内加入清水，以对第一搅拌釜进行清洗，然后排出残留混合液；

第二搅拌釜，它包括搅拌装置，用于将送入其中的重金属废水与捕集剂混合均匀；

与第二搅拌釜连接的重金属废水处理装置，用于将第二搅拌釜内混合均匀的混合液送入其中进行处理；

与第二搅拌釜连接的清洗系统，用于向第二搅拌釜内加入清水，以对第二搅拌釜进行清洗，然后排出残留混合液。

在一个优选的实施方式中，该装置还包括：第三搅拌釜，并依此类推，以实现超过两个的搅拌釜对重金属废水的连续不间断处理。

在另一个优选的实施方式中，该装置还包括：分别与第一搅拌釜和第二搅拌釜连接的泵，用于将所述重金属废水交替地分别泵入第一搅拌釜和第二搅拌釜。

在另一个优选的实施方式中，该装置还包括：分别与第一搅拌釜和第二搅拌釜连接的捕集剂加料器，所述捕集剂加料器是一套用于固体颗粒的加料装置，一次性地向其中加入大量的捕集剂，根据后续的装置中的需要量放出定量的捕集剂，其主要部件是步进马达，配以包括料斗和送料机构的配件。

在另一个优选的实施方式中，所述重金属废水处理装置是一套以水力旋流器和陶瓷膜管为主体的装置，借助于水力旋流器中产生的强大的离心力场，使捕集剂完成对重金属废水中重金属的捕集，然后通过陶瓷膜管对捕集剂和废水进行分离；

所述清洗系统的主要部件是喷头和加压设备，并配以管道连接，以使清洗用的清水均匀地喷向搅拌釜边壁，彻底地清洗搅拌釜内残留的混合液。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的重金属废水处理装置的连续加料并预混合工艺流程示意图。

图2是本发明中使用的搅拌釜的主体结构的示意图。

具体实施方式

本申请的发明人经过广泛而深入的研究后发现，针对现有的一些重金属废水处理装置中存在的不能连续生产而导致的处理效率不高、难以稳定运行等问题，采用在重金属废水池与重金属废水主体处理装置之间安装两套或更多套平行并联的加料装置的方法来实现装置的连续不间断地生产，并通过特定地设置捕集剂加料器、泵、搅拌釜、重金属废水处理装置和清洗系统进行处理，从而提高了处理效率，并使得装置能够稳定运行。基于上述发现，本发明得以完成。

在本发明的第一方面，提供了一种重金属废水处理装置的连续加料并预混合方法，该方法包括以下步骤：

(a)将重金属废水池中的重金属废水通过泵送入搅拌釜，当搅拌釜中的液位达到指定的高度时，停止向搅拌釜中加入废水，同时用捕集剂加料器往搅拌釜中加入指定量的捕集剂；

(b)捕集剂添加完成后，启动搅拌釜的搅拌装置，使重金属废水与捕集剂颗粒混合均匀；

(c)然后通过泵将搅拌釜内混合均匀的混合液送入后续的重金属废水处理装置，同时通过泵向另一搅拌釜送入重金属废水；

(d)待搅拌釜内液位下降到指定液位后，停止向重金属处理装置送入混合液；启动清洗系统，向搅拌釜内加入清水，对搅拌釜进行清洗，然后排出残留混合液；

(e)在搅拌釜进行清洗的时候，另一搅拌釜内已经采用同样的方法对重金属废水和捕集剂完成了混合，此时这一搅拌釜继续向后续的重金属处理装置送入混合液，如此交替工作，以实现重金属污水的连续不间断地处理。

在本发明中，所述方法还包括使用第三搅拌釜、第四搅拌釜等，并依此类推，以实现超过两个的搅拌釜对重金属废水的连续不间断处理。

在本发明中，所述重金属废水由泵交替地分别泵入第一搅拌釜和第二搅拌釜。

在本发明中，所述第一搅拌釜和第二搅拌釜的工作分别由四个工作阶段组成：加料阶段、混合阶段、供料阶段和清洗阶段；第一搅拌釜和第二搅拌釜的四个工作阶段独立顺序进行，不发生干扰且同一工作阶段不出现在同一时刻。

在本发明中，清洗系统的清水呈喷洒状进入第一搅拌釜和第二搅拌釜，以达到釜内壁得到清洗的目的。

在本发明的第二方面，提供了一种重金属废水处理装置的连续加料并预混合装置，该装置包括：

第一搅拌釜，与第一搅拌釜连接的重金属废水处理装置，与第一搅拌釜连接的清洗系统；

第二搅拌釜，与第二搅拌釜连接的重金属废水处理装置，与第二搅拌釜连接的清洗系统。

在本发明中，该装置还包括：第三搅拌釜、第四搅拌釜等，并依此类推，以实现超过两个的搅拌釜对重金属废水的连续不间断处理。

在本发明中，该装置还包括：分别与第一搅拌釜和第二搅拌釜连接的泵，用于将所述重金属废水交替地分别泵入第一搅拌釜和第二搅拌釜。

在本发明中，该装置还包括：分别与第一搅拌釜和第二搅拌釜连接的捕集剂加料器，所述捕集剂加料器是一套用于固体颗粒的加料装置，一次性地向其中加入大量的捕集剂，根据后续的装置中的需要量放出定量的捕集剂；其主要部件是步进马达，配以料斗、送料机构等配件组成。

在本发明中，所述重金属废水处理装置是一套以水力旋流器和陶瓷膜管为主体的装置，借助于水力旋流器中产生的强大的离心力场，使捕集剂完成对重金属废水中重金属的捕集，然后通过陶瓷膜管对捕集剂和废水进行分离。

在本发明中，所述清洗系统的主要部件是喷头和加压设备，并配以管道连接，以使清洗用的清水均匀地喷向搅拌釜边壁，彻底地清洗搅拌釜内残留的混合液。

以下参看附图。

图1是是根据本发明的一个实施方式的重金属废水处理装置的连续加料并预混合工艺流程示意图。如图1所示，本发明的重金属废水处理装置的连续加料并预混合装置包括：泵10、泵20、第一搅拌釜1、第二搅拌釜2、阀1-1、阀1-2、阀1-3、阀1-4、阀1-5、阀1-6、阀1-7、阀2-1、阀2-2、阀2-3、阀2-4、阀2-5、阀2-6、阀2-7、捕集剂加料器5、清洗系统4、重金属污水池6、以及重金属废水处理装置3。

工作时，将重金属废水池6中的废水通过泵10送入第一搅拌釜1，当第一搅拌釜1中的液位达到指定的高度时，停止向第一搅拌釜1中加入废水，同时用捕集剂加料器5往第一搅拌釜1中加入指定量的捕集剂；捕集剂添加完成后，启动第一搅拌釜1的搅拌装置11，使重金属废水与捕集剂颗粒混合均匀；然后通过泵20将第一搅拌釜1内混合均匀的混合液送入后续的重金属废水处理装置3，处理后废水排出重金属废水处理装置3，同时通过泵10向第二搅拌釜2送入重金属废水；待第一搅拌釜1内液位下降到指定液位后，停止向重金属废水处理装置3送入混合液；启动清洗系统4，向第一搅拌釜1内加入冲洗清水，对第一搅拌釜1进行清洗，然后排出残留混合液；在第一搅拌釜1进行清洗的时候，第二搅拌釜2内已经采用同样的方法对重金属废水和捕集剂完成了混合，此时第二搅拌釜2继续向后续的重金属废水处理装置3送入混合液，如此交替工作，以实现重金属污水的连续不间断地处理。具体操作流程如下：

a.启动泵10，阀1-1打开往第一搅拌釜1中注入废水；

b.第一搅拌釜1中废水注满时(即达到液位1，如图2所示)，阀1-1关闭，阀1-2打开，往第一搅拌釜1中加入捕集剂；

c.当加入了预定量的捕集剂后，使阀1-2关闭，启动第一搅拌釜1的搅拌装置11；

d.搅拌一定时间后，使阀1-5、1-6、1-7打开，启动泵20，往重金属废水处理装置3进料；同时打开阀2-1，往第二搅拌釜2中注水，当第二搅拌釜2中废水注满时，对第二搅拌釜2单元启动b、c两步(注：其中相应的元件对应改成第二搅拌釜2单元的)；

e.当第一搅拌釜1中液位下降至设定低液位时(即达到液位2，如图2所示)，使阀1-5、1-6、1-7关闭，关闭第一搅拌釜1的搅拌装置11，阀1-3、1-4打开，排出捕集剂，其中阀1-4打开一段时间后关闭；同时打开2-5、2-6、2-7，继续往重金属废水处理装置3内装置进料；

f.当第一搅拌釜1中的捕集剂排完时，使阀1-3关闭，阀1-1打开，接着对第一搅拌釜1单元启动b、c两步；

g.当第二搅拌釜2中液位下降至设定低液位时(即达到液位2，如图2所示)，使阀2-5、2-6、2-7关闭，关闭第二搅拌釜2的搅拌装置22，阀2-3、2-4打开，排出捕集剂，其中阀2-4打开一段时间后关闭；同时打开1-5、1-6、1-7，继续往重金属废水处理装置3内装置进料；

h.当第二搅拌釜2中的捕集剂排完时，发出信号使阀2-3关闭，阀2-1打开，接着对第二搅拌釜2单元启动b、c两步；

i.接下来依次循环重复步骤e-h，即可对后续的重金属废水处理装置连续不间断地送入待处理废水。

本发明协同了两套并联的加料装置的不同工作阶段，使它们交错工作且衔接良好，从而实现了为后续处理装置连续加料的目的。

图2是本发明中使用的搅拌釜的主体结构的示意图。如图2所示，所述搅拌釜的直径为800mm，液位1与液位2之间的距离为500mm，液位2与搅拌釜的底部之间的距离为200mm，液位2与搅拌釜圆柱段顶端的距离为550mm。

本发明的方法和装置的主要优点在于：

本发明采用两套加料设备的并联，两套加料设备之间互不干扰、互不冲突地交错工作，从而达到连续地为后续处理装置提供待处理废水的目的。这样就使得后续处理设备在搅拌釜在清洗和加料的时间，也能够继续处理重金属废水而不再处于闲置状态，从而提高了装置的利用率，并且提高了整个系统的工作效率，缩短了处理时间。本发明的两套搅拌釜错开各自的各阶段工作状态，使得相同的工作状态在同一时刻不发生重叠，且能够恰好地实现各自不同工作状态的流畅衔接。

实施例

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。

实施例1：

本实施例采用图1所示的工艺流程。

1.物料性质

(1)含重金属废水：物料为工业生产中产生的含有镉、镍、锌、汞等重金属的工业废水，重金属含量在80～120mg/L内波动，pH值在4～5之间，温度为常温。

(2)吸附颗粒：每立方米含重金属废水加入2000～3000g吸附颗粒。

2.实验方法

在原有管线相应位置处，改造成新设计的如图1所示的管线系统。实验时，进料条件与原有管线的进料条件保持一致。重金属废水进料时的流量为2m³/h，观察新设计的管线连续运行1天，观察处理效果和处理量。

3.含量测定方法

采用原子吸收分光光度法。

4.应用效果

(1)在新管线下，对处理后的废水取样进行测定，发现其中的重金属含量已降低至8～12mg/L，与原有的管线的处理效果一致。

(2)在新管线下，1天的废水处理量为40m³，原有管线的1天废水处理量为22m³，新管线的处理量几乎增加了一倍。

(3)在新管线下，继续保持了良好的处理效果，且大大提高了处理量，提高了后续装置的利用效率，从而提高了经济、社会效益。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种重金属废水处理装置的连续加料并预混合方法，该方法包括以下步骤：

(a)将重金属废水送入第一搅拌釜，当第一搅拌釜中的液位达到指定的高度时，停止向第一搅拌釜中加入重金属废水，同时向第一搅拌釜中加入捕集剂；

(b)启动第一搅拌釜的搅拌装置，使重金属废水与捕集剂混合均匀；

(c)将第一搅拌釜内混合均匀的混合液送入后续的重金属废水处理装置，同时向第二搅拌釜送入重金属废水；

(d)待第一搅拌釜内液位下降到指定液位后，停止向后续的重金属废水处理装置送入混合液；启动清洗系统，向第一搅拌釜内加入清水，以对第一搅拌釜进行清洗，然后排出残留混合液；以及

(e)在对第一搅拌釜进行清洗的同时，第二搅拌釜内已经同样地对重金属废水和捕集剂完成了均匀混合，此时第二搅拌釜继续向后续的重金属废水处理装置送入混合均匀的混合液，如此交替工作，以实现重金属废水的连续不间断处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在将第二搅拌釜内混合均匀的混合液送入后续的重金属废水处理装置的同时，向第三搅拌釜送入重金属废水，并依此类推，以实现超过两个的搅拌釜对重金属废水的连续不间断处理。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述重金属废水由泵交替地分别泵入第一搅拌釜和第二搅拌釜。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一搅拌釜和第二搅拌釜的工作分别由以下四个工作阶段组成：加料阶段、混合阶段、供料阶段和清洗阶段，所述四个工作阶段独立地顺序进行，不发生干扰且同一工作阶段不出现在同一时刻。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述清洗系统的清水呈喷洒状进入第一搅拌釜和第二搅拌釜，以达到釜内壁得到清洗的目的。

6.一种重金属废水处理装置的连续加料并预混合装置，该装置包括：

第一搅拌釜(1)，它包括搅拌装置(11)，用于将送入其中的重金属废水与捕集剂混合均匀；

与第一搅拌釜(1)连接的重金属废水处理装置(3)，用于将第一搅拌釜内混合均匀的混合液送入其中进行处理；

与第一搅拌釜(1)连接的清洗系统(4)，用于向第一搅拌釜内加入清水，以对第一搅拌釜进行清洗，然后排出残留混合液；

第二搅拌釜(2)，它包括搅拌装置(22)，用于将送入其中的重金属废水与捕集剂混合均匀；

与第二搅拌釜(2)连接的重金属废水处理装置(3)，用于将第二搅拌釜内混合均匀的混合液送入其中进行处理；

与第二搅拌釜(2)连接的清洗系统(4)，用于向第二搅拌釜内加入清水，以对第二搅拌釜进行清洗，然后排出残留混合液。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括：第三搅拌釜，并依此类推，以实现超过两个的搅拌釜对重金属废水的连续不间断处理。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，该装置还包括：分别与第一搅拌釜(1)和第二搅拌釜(2)连接的泵(10)，用于将所述重金属废水交替地分别泵入第一搅拌釜和第二搅拌釜。

9.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，该装置还包括：分别与第一搅拌釜(1)和第二搅拌釜(2)连接的捕集剂加料器(5)，所述捕集剂加料器是一套用于固体颗粒的加料装置，一次性地向其中加入大量的捕集剂，根据后续的装置中的需要量放出定量的捕集剂，其主要部件是步进马达，配以包括料斗和送料机构的配件。

10.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述重金属废水处理装置(3)是一套以水力旋流器和陶瓷膜管为主体的装置，借助于水力旋流器中产生的强大的离心力场，使捕集剂完成对重金属废水中重金属的捕集，然后通过陶瓷膜管对捕集剂和废水进行分离；

所述清洗系统(4)的主要部件是喷头和加压设备，并配以管道连接，以使清洗用的清水均匀地喷向搅拌釜边壁，彻底地清洗搅拌釜内残留的混合液。