CN106800352A - 含铬废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含铬废水处理系统，包括依次连通的pH调节池、过滤装置、阴离子树脂交换系统、储水池、固液分离系统；所述阴离子树脂交换系统的出水口与所述储水池连通，所述阴离子树脂交换系统的解吸液出口连通有解吸液储池，所述解吸液储池连通有蒸发浓缩装置。本发明的含铬废水处理系统能够有效对Cr⁶⁺进行分离处理，通过蒸发浓缩装置对含Cr⁶⁺的废水进行蒸发浓缩，得到Na₂CrO₇结晶物进行回收利用，具有结构简单、处理效率高、处理效果佳的优点。

Description

含铬废水处理系统

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种含铬废水处理系统。

背景技术

电镀废水的来源一般为：(1)镀件清洗水；(2)废电镀液；(3)其他废水，包括冲刷车间地面，刷洗极板洗水，通风设备冷凝水，以及由于镀槽渗漏或操作管理不当造成的“跑、冒、滴、漏”的各种槽液和排水；(4)设备冷却水，冷却水在使用过程中除温度升高以外，未受到污染。电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素有关。电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。

含铬废水是电镀废水中最常见的一种，含铬废水主要成分为硫酸和Cr⁶⁺，还包括少量的其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质。然而，现有的含铬废水处理系统结构复杂，处理工作效率低，处理效果差，不能高效地对Cr⁶⁺进行分离处理，并且耗人工、自动化程度低，使用寿命短。因此，有必要对目前的含铬废水处理系统进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种含铬废水处理系统，更好的克服了上述现有技术存在的问题和缺陷，能够有效对Cr⁶⁺进行分离处理，具有结构简单、处理效率高、处理效果佳的优点。

一种含铬废水处理系统，包括依次连通的pH调节池、过滤装置、阴离子树脂交换系统、储水池、固液分离系统；

所述阴离子树脂交换系统的出水口与所述储水池连通，所述阴离子树脂交换系统的解吸液出口连通有解吸液储池，所述解吸液储池连通有蒸发浓缩装置。

进一步地，还包括废水存储池，所述废水存储池通过抽水泵与所述pH调节池连通。

进一步地，所述固液分离系统包括依次连通的沉淀反应池、浓缩膜装置、沉淀池、收集池；所述浓缩膜装置的浓水口与所述沉淀池连通，所述沉淀池的污泥出口连通有离心机或压滤机，所述浓缩膜装置的清水口和所述沉淀池的出水口均与所述收集池连通，所述离心机或压滤机的污泥出口连通有煅烧炉。

进一步地，所述固液分离系统还包括与所述沉淀反应池连通的加药装置，所述加药装置用于向所述沉淀反应池投加碱性物质。

进一步地，所述沉淀反应池设有pH监测装置，所述pH监测装置与所述加药装置连接。

进一步地，所述固液分离系统还包括与所述收集池连通的纳滤-微滤组合装置，所述纳滤-微滤组合装置的出水口连通有清水池，所述纳滤-微滤组合装置的污泥出口与所述沉淀池连通。

进一步地，所述沉淀池通过污泥贮池与所述离心机或压滤机连通；所述离心机或压滤机的出水口与所述浓缩膜装置连通。

进一步地，所述阴离子树脂交换系统包括若干阴离子树脂交换器。

进一步地，所述解吸液储池与所述蒸发浓缩装置之间设置有脱钠柱。

进一步地，所述脱钠柱与所述蒸发浓缩装置之间设置有储池。

与现有技术相比，本发明的含铬废水处理系统的有益效果是：

(1)、本发明的含铬废水处理系统通过采用阴离子树脂交换系统有效将Cr⁶⁺与其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质分离开，然后通过固液分离系统对含其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质的废水进行固液分离处理，通过蒸发浓缩装置对含Cr⁶⁺的解吸液进行蒸发浓缩，得到Na₂CrO₇结晶物进行回收利用，处理效率高，处理效果佳。

(2)、进一步地，本发明的固液分离系统通过在沉淀反应池使废水中的金属离子与碱性物质如氢氧化钠等发生沉淀反应生成沉淀，再经过浓缩膜装置浓缩，使沉淀颗粒浓缩聚集增粗增大，加速沉淀，再在沉淀池进行固液分离，收集池中收集的清水再通过设置纳滤-微滤组合装置进行微滤和纳滤双重过滤后，可更彻底除去清水中的微量的细小固体悬浮物，过滤得到的沉淀物分批排入到沉淀池中再处理，沉淀池中的沉淀物经离心机或压滤机进行脱水，得到的固体废渣不含PAC、PAM等有机杂质，含水率也较低，然后经过煅烧炉煅烧处理，得到的金属氧化物及其它化合物不仅可以回收利用，而且实现零污染物排放，有效降低了污泥处理成本和负荷，以及解决了资源浪费的问题，并大大降低了企业的生产成本，具有很大的社会和经济效益。

(3)、进一步地，本发明的固液分离系统通过对沉淀反应池设置pH监测装置实时监测反应池内的pH值，并根据相应的pH值控制加药装置自动加药，使该系统自动化程度高、运行安全、稳定、操作简单、管理方便且处理效果更好。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明的含铬废水处理系统的第一种结构示意图；

图2为本发明的含铬废水处理系统的第二种结构示意图；

图3为本发明的固液分离系统的第三种结构示意图。

附图标号说明：

1-含铬废水处理系统；100-废水存储池；200-抽水泵；300-pH调节池；400-过滤装置；500-阴离子树脂交换器；600-储水池；700-固液分离系统；701-沉淀反应池；7011-加药装置；7012-pH监测装置；702-浓缩膜装置；703-沉淀池；704-收集池；705-纳滤-微滤组合装置；706-清水池；707-污泥贮池；708-离心机或压滤机；709-煅烧炉；800-解吸液储池；900-蒸发浓缩装置；900A-脱钠柱；900B-储池。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对含铬废水处理系统进行更全面的描述。附图中给出了含铬废水处理系统的首选实施例。但是，含铬废水处理系统可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对含铬废水处理系统的公开内容更加透彻全面。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连通”应做广义理解，例如，可以是机械连通或电连通，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参阅图1和图2，本发明提供了一种含铬废水处理系统1，包括依次连通的pH调节池300、过滤装置400、阴离子树脂交换系统、储水池600、固液分离系统700。

所述阴离子树脂交换系统的出水口与所述储水池600连通，所述阴离子树脂交换系统的解吸液出口连通有解吸液储池800，所述解吸液储池800连通有蒸发浓缩装置900。

需要理解的是，所述过滤装置400用于过滤掉含铬废水中的固体颗粒物等杂质，避免影响后序阴离子树脂交换系统中阴离子交换树脂的吸附性能。所述过滤装置400可列举为石英砂过滤器、活性炭过滤器、陶瓷过滤器、多介质过滤器或纤维过滤器等。

需要说明的是，阴离子树脂交换系统中包括再生装置(未示出)。本发明的阴离子树脂交换系统中通过将阴离子树脂装填于阴离子树脂交换器500中，用于吸附Cr⁶⁺，从而将Cr⁶⁺与其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质分离开。吸附了Cr⁶⁺阴离子交换树脂进入再生装置经过解吸和再生过程，使树脂再生，得到的含Cr⁶⁺的解吸液通过解吸液出口排入到解吸液储池800中；而含其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质的废水通过出水口排入储水池600内。

可以理解的是，所述固液分离系统700用于将排入储水池600内的含其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质的废水进行固液分离。

优选地，本发明的含铬废水处理系统1还包括废水存储池100，所述废水存储池100通过抽水泵200与所述pH调节池300连通。

优选地，如图3所示，本发明实施例中，所述固液分离系统700包括依次连通的沉淀反应池701、浓缩膜装置702、沉淀池703、收集池704；所述浓缩膜装置702的浓水口与所述沉淀池703连通，所述沉淀池703的污泥出口连通有离心机或压滤机708，所述浓缩膜装置702的清水口和所述沉淀池703的出水口均与所述收集池704连通，所述离心机或压滤机708的污泥出口连通有煅烧炉709。

上述沉淀反应池701中通过将含其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质的废水的pH值调节到一定范围内，同时利用碱性物质与其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种反应生成金属氢氧化物沉淀，以除去废水中的其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质。所述碱性物质优选为氢氧化钠，当然碱性物质还可列举为石灰或石灰与氢氧化钠的混合物等。具体反应可列举如下：

Cu²⁺+2OH^-＝Cu(OH)₂↓；

Ni²⁺+2OH^-＝Ni(OH)₂↓。

优选地，所述固液分离系统700还包括与所述沉淀反应池701连通的加药装置7011，所述加药装置7011用于向所述沉淀反应池701投加碱性物质。

优选地，所述沉淀反应池701设有pH监测装置7012，所述pH监测装置7012与所述加药装置7011连接。

需要说明的是，所述pH监测装置7012用于实时监测沉淀反应池701内的pH值，并根据相应的pH值控制加药装置7011开始或者停止投加碱性物质。

优选地，本发明实施例的固液分离系统700还包括与所述收集池704连通的纳滤-微滤组合装置705，所述纳滤-微滤组合装置705的出水口连通有清水池706，所述纳滤-微滤组合装置705的污泥出口与所述沉淀池703连通。

需要说明的是，本发明实施例的固液分离系统700通过设置纳滤-微滤组合装置705通过微滤和纳滤双重过滤后，可更彻底除去收集池704中收集的清水中的微量的细小固体悬浮物，过滤得到的沉淀物分批排入到沉淀池703中再处理，过滤水排入清水池706中，再回收利用。

优选地，所述沉淀池703通过污泥贮池707与所述离心机或压滤机708连通；所述离心机或压滤机708的出水口与所述浓缩膜装置702连通。

需要理解的是，上述污泥贮池707用于储存沉淀池703的污泥出口排出的污泥，并在积累到一定量后输送给离心机或压滤机708进行脱水分离，避免沉淀池703间歇性地提供污泥给离心机或压滤机708，影响离心机或压滤机708的使用寿命。

本发明实施例的固液分离系统700通过将经离心机或压滤机708进行脱水分离后得到的废水回收到浓缩膜装置702，实现该废水的二次回收处理和利用，减少排放污染。

优选地，所述阴离子树脂交换系统包括若干阴离子树脂交换器500。可根据实际需处理的含铬废水处理量设置为2个或3个并联或串联的阴离子树脂交换器500等，使Cr⁶⁺与其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质完全分离开。优选地，本发明实施例中，所述阴离子树脂交换系统包括2个串联的阴离子树脂交换器500。

优选地，所述解吸液储池800与所述蒸发浓缩装置900之间设置有脱钠柱900A。

优选地，所述脱钠柱900A与所述蒸发浓缩装置900之间设置有储池900B。

需要理解的是，排入解吸液储池800中的含Cr⁶⁺的解吸液的主要成份为Na₂CrO₇，因此本发明实施例中通过在解吸液储池800后设置脱钠柱900A进行脱钠，转化成CrO₃溶液，然后通过蒸发浓缩装置900浓缩到合格浓度后返回生产线回用。

本发明的含铬废水处理系统1的工艺流程是：

如图1所示，将废水存储池100内的含铬废水通过抽水泵200抽入pH调节池300内，调PH至6.0以下，经过过滤装置400过滤，除掉含铬废水中的固体颗粒物等杂质，过滤液再经过两个串联的阴离子树脂交换器500进行离子交换，将废水中的Cr⁶⁺和其它金属离子如Cu^{2 +}、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质分离开。吸附了Cr⁶⁺的阴离子交换树脂经过解吸再生过程，得到的含Cr⁶⁺的解吸液通过解吸液出口排入到解吸液储池800中；而含其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质的废水通过出水口排入储水池600内。排入到解吸液储池800中含Cr⁶⁺的废水直接通过蒸发浓缩装置900中进行蒸发浓缩，产生Na₂CrO₇结晶物进行回收利用。如图2所示，还可以将排入到解吸液储池800中含Cr⁶⁺的废水经过脱钠柱900A脱钠后，转化成CrO₃溶液排入储池900B中，最后通过蒸发浓缩装置900浓缩到合格浓度后返回生产线回用。

如图3所示，排入储水池600内的含其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质的废水通过固液分离系统700进行固液分离，先经过沉淀反应池701反应生成金属氢氧化物沉淀，再经过浓缩膜装置702浓缩，使金属氢氧化物沉淀颗粒浓缩聚集增粗增大；然后进入沉淀池703中进行固液分离，得到的上清液通过沉淀池703的出水口排到收集池704中；沉淀物通过沉淀池703的污泥出口排到污泥贮池707内，待污泥贮池707中的污泥量达到一定量，经污泥泵(图中未示出)抽到离心机或压滤机708进行脱水分离，得到的废水回收到浓缩膜装置702中继续二次处理，得到的固体废渣自动输送到煅烧炉709中直接高温煅烧或者放置后间歇进行煅烧处理，得到金属氧化物及化合物的混合物，最后将金属氧化物及化合物的混合物回收利用。而收集池704内收集的上清液再经过纳滤-微滤组合装置705进一步除去收集池704中收集的上清液中的进行微量的细小固体悬浮物，过滤得到的沉淀物分批排入到沉淀池703中继续二次处理，过滤水排入清水池706中回收利用。

综上所述，本发明的含铬废水处理系统的有益效果是：

(1)、本发明的含铬废水处理系统通过采用阴离子树脂交换系统有效将Cr⁶⁺与其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质分离开，然后通过固液分离系统对含其它金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Ca²⁺等一种或多种杂质的废水进行固液分离处理，通过蒸发浓缩装置对含Cr⁶⁺的解吸液进行蒸发浓缩，得到Na₂CrO₇结晶物进行回收利用，处理效率高，处理效果佳。

(2)、进一步地，本发明的固液分离系统通过在沉淀反应池使废水中的金属离子与碱性物质如氢氧化钠等发生沉淀反应生成沉淀，再经过浓缩膜装置浓缩，使沉淀颗粒浓缩聚集增粗增大，加速沉淀，再在沉淀池进行固液分离，收集池中收集的清水再通过设置纳滤-微滤组合装置进行微滤和纳滤双重过滤后，可更彻底除去清水中的微量的细小固体悬浮物，过滤得到的沉淀物分批排入到沉淀池中再处理，沉淀池中的沉淀物经离心机或压滤机进行脱水，得到的固体废渣不含PAC、PAM等有机杂质，含水率也较低，然后经过煅烧炉煅烧处理，得到的金属氧化物及其它化合物不仅可以回收利用，而且实现零污染物排放，有效降低了污泥处理成本和负荷，以及解决了资源浪费的问题，并大大降低了企业的生产成本，具有很大的社会和经济效益。

(3)、进一步地，本发明的固液分离系统通过对沉淀反应池设置pH监测装置实时监测反应池内的pH值，并根据相应的pH值控制加药装置自动加药，使该系统自动化程度高、运行安全、稳定、操作简单、管理方便且处理效果更好。

尽管以上较多使用了表示结构的术语，例如“沉淀反应池”、“浓缩膜装置”、“pH监测装置”等，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含铬废水处理系统，其特征在于：包括依次连通的pH调节池、过滤装置、阴离子树脂交换系统、储水池、固液分离系统；

所述阴离子树脂交换系统的出水口与所述储水池连通，所述阴离子树脂交换系统的解吸液出口连通有解吸液储池，所述解吸液储池连通有蒸发浓缩装置。

2.根据权利要求1所述的含铬废水处理系统，其特征在于：还包括废水存储池，所述废水存储池通过抽水泵与所述pH调节池连通。

3.根据权利要求1所述的含铬废水处理系统，其特征在于：所述固液分离系统包括依次连通的沉淀反应池、浓缩膜装置、沉淀池、收集池；所述浓缩膜装置的浓水口与所述沉淀池连通，所述沉淀池的污泥出口连通有离心机或压滤机，所述浓缩膜装置的清水口和所述沉淀池的出水口均与所述收集池连通，所述离心机或压滤机的污泥出口连通有煅烧炉。

4.根据权利要求3所述的含铬废水处理系统，其特征在于：所述固液分离系统还包括与所述沉淀反应池连通的加药装置，所述加药装置用于向所述沉淀反应池投加碱性物质。

5.根据权利要求4所述的含铬废水处理系统，其特征在于：所述沉淀反应池设有pH监测装置，所述pH监测装置与所述加药装置连接。

6.根据权利要求3所述的含铬废水处理系统，其特征在于：所述固液分离系统还包括与所述收集池连通的纳滤-微滤组合装置，所述纳滤-微滤组合装置的出水口连通有清水池，所述纳滤-微滤组合装置的污泥出口与所述沉淀池连通。

7.根据权利要求3所述的含铬废水处理系统，其特征在于：所述沉淀池通过污泥贮池与所述离心机或压滤机连通；所述离心机或压滤机的出水口与所述浓缩膜装置连通。

8.根据权利要求1所述的含铬废水处理系统，其特征在于：所述阴离子树脂交换系统包括若干阴离子树脂交换器。

9.根据权利要求1所述的含铬废水处理系统，其特征在于：所述解吸液储池与所述蒸发浓缩装置之间设置有脱钠柱。

10.根据权利要求9所述的含铬废水处理系统，其特征在于：所述脱钠柱与所述蒸发浓缩装置之间设置有储池。