CN110372125B - 一种废水中难去除金属离子综合处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种废水中难去除金属离子综合处理装置。该种废水中难去除金属离子综合处理装置，包括通过管道依次连接的废水箱、预处理模块、离子交换模块、膜分离模块、调节池；所述预处理模块包括吸附箱和设置在吸附箱内的活性炭层；所述吸附箱出口处设置有第一过滤装置；所述离子交换模块为离子交换装置，所述离子交换器内填充物为膨润土；所述膜分离模块为反渗透装置；所述调节池出口设置有回收水箱。该综合处理装置采用吸附法、离子交换法和膜分离法相结合的方法对含金属离子废水进行处理，废水中金属离子去除率高，效率高，成本低。

Description

一种废水中难去除金属离子综合处理装置

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种废水中难去除金属离子综合处理装置。

背景技术

现有技术中，工业废水中金属离子的去除方法包括化学沉淀法、氧化还原处理、溶剂萃取分离、吸附法、膜分离法、离子交换法；沉淀法是使废水中呈溶解状态的金属离子转变为不溶于水的重金属化合物，中和沉淀法是向体系中加入碱进行中和反应，但处理后废水pH值高，需要中和处理才可排放；废水中存在的卤素、氰根也可能与重金属形成络合物，需要增加预处理操作步骤，操作繁琐；氧化法是想体系中投加氧化剂或还原剂，如电镀废水中Cr以Cr⁶⁺离子存在，投加还原剂后还原成微毒的Cr³⁺，但其还需要投加石灰或NaOH等将其沉淀分离出去，但废渣多、处理成本大；溶剂萃取法是将金属离子与较高选择性的萃取剂在酸性条件下发生络合反应，从水相萃取到有机相，然后在碱性条件下反萃取到水相，该法在萃取过程中溶剂的流失和再生过程能源消耗大，具有局限性；吸附法是利用吸附剂的结构去除金属离子；膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术；离子交换法是利用离子交换剂分离废水中的有害物质。

上述金属离子去除方法在应用时均受到很大限制，且对于组分不同、浓度不同的废水应用时具有单一性；而现有废水中组成复杂，处理困难，分段处理耗时长，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述缺陷，本发明提供一种废水中难以去除金属离子综合处理装置，废水中金属离子去除率高，效率高，成本低。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：一种废水中难去除金属离子综合处理装置，包括通过管道依次连接的废水箱、预处理模块、离子交换模块、膜分离模块、调节池；

所述预处理模块包括吸附箱和设置在吸附箱内的活性炭层，所述活性炭层包括第一活性炭层、第二活性炭层和第三活性炭层，所述第一活性炭层、第二活性炭层和第三活性炭层从吸附箱进口至出口依次设置；所述第一活性炭层活性炭目数为8-30目，所述第二活性炭层活性炭目数为50-100目，第三活性炭层活性炭目数为200-400目；所述吸附箱出口处设置有第一过滤装置；

所述离子交换模块为离子交换器，所述离子交换器为内部设置有填料层的柱形结构；所述离子交换器还与电解池电连接，所述电解池与离子交换器内部填充物间设置有转换膜；所述的离子交换器出口端依次设置有排水孔、滤布和挡水板；所述填料层设置在排水孔上方，所述挡水板设置在离子交换器靠近出口一侧，且与出口间存在缝隙；

所述膜分离模块为反渗透装置，所述反渗透装置包括第一液室、第二液室和第三液室，所述第一液室与第二液室间采用第一半透膜隔离，所述第二液室与第三液室间采用第二半透膜隔离；所述第一半透膜为中性；所述第二半透膜带正电荷；

所述调节池出口设置有回收水箱。

该综合处理装置采用吸附法、离子交换法和膜分离法相结合的方法对含金属离子废水进行处理，第一过滤装置可以将体系中存在的大颗粒固体去除，以防后续处理过程出现絮凝，金属离子去除不完全情况；预处理模块采用活性炭吸附，装备简单，初步将Cr⁶⁺、Ni^{2 +}、Pb²⁺、Hg²⁺等金属离子浓度降低，便于后续处理；采用离子交换装置进行分离废水中的金属离子，确保其吸附能力和离子交换能力高，有效对金属离子进行吸附交换；采用电解池和转换膜可以有效将电解液中阳离子、阴离子分别向阴极、阳极移动，通过转换膜对电荷进行截留，增加阳离子交换树脂的正电性，提高离子交换装置的交换能力和工作效率；离子交换器出口设置的挡水板既可以对废水有缓冲作用，又具有扰流作用，进一步提高离子交换器的交换能力；采用反渗透装置，该装置中的反渗透装置为二级渗透，对仍未去除的较低浓度废水进行渗析，进一步降低废水中的金属离子含量直至达到回收利用，除杂效果好，且在反渗透去除金属离子时，采用带电荷的半透膜结合离子交换和反渗透法，进一步提高废水中难去除金属离子的去除效率；通过管道将处理后的废水进入回调节池，调节处理后进入回收水箱；该装置废水中金属离子去除率高，效率高，成本低。

进一步的，所述的活性炭层填充体积为吸附箱内腔的1/3—3/4，所述活性炭层上方形成空穴层，形成的空穴层对于废水的蓄积具有缓冲作用，并可以根据实际需要跟吸附箱上设置流速检测仪，控制调节速度，优化废水中金属离子处理的工艺条件。

进一步的，所述离子交换器内填充物为膨润土，膨润土吸水膨胀性好，比表面积大，吸附能力和离子交换能力高。

进一步的，所述调节池内顶部和底部分别错位设置有若干搅拌器，所述设置在同侧相邻的搅拌器间隙大于两个搅拌器搅拌浆的长度和；所述调节池上设置有pH计和酸碱槽，通过设置的酸碱槽和pH计配合调节脱除金属离子的pH值，从而达到回收利用的目的或排放标准；通过错位设置的搅拌器，对进入调节池进行pH调节的废水进行搅拌，形成湍流，使得从酸碱槽加入调节池的酸或碱与废水混合均匀，提高工作效率。

进一步的，所述调节池和回收水箱之间设置有第二过滤装置，所述第二过滤装置从进口至出口依次设置有长度逐渐减少的若干框式过滤板，所述框式过滤板固定设置在第二过滤装置顶部；设置内部具有长度递减的框式过滤板的第二过滤装置，可以进一步确保回收废水的质量，减少体系杂质颗粒的含量。

本发明的有益效果是：采用上述方案，该综合处理装置采用吸附法、离子交换法和膜分离法相结合的方法对含金属离子废水进行处理，第一过滤装置可以将体系中存在的大颗粒固体去除，以防后续处理过程出现絮凝，金属离子去除不完全情况；预处理模块采用活性炭吸附，装备简单，初步将Cr⁶⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺等金属离子浓度降低，便于后续处理，且采用由松散至紧密的非均匀装填密度，可以对不同金属离子逐级吸附，缓慢的降低废水中的浓度，处理条件温和高效，且先松散后紧密的装填技术，可以将废水中残留的颗粒吸附，且不会堵塞活性炭之间的空隙，使用寿命长；采用离子交换装置进行分离废水中的金属离子，填充的膨润土吸水膨胀性好，比表面积大，吸附能力和离子交换能力高；采用电解池和转换膜可以有效将电解液中阳离子、阴离子分别向阴极、阳极移动，通过转换膜对电荷进行截留，增加阳离子交换树脂膨润土的正电性，进一步提高离子交换装置的交换能力和保证该装置的工作效率，填充物使用寿命长；离子交换器出口设置的挡水板既可以对废水有缓冲作用，又具有扰流作用，进一步提高离子交换器的交换能力；采用反渗透装置，该装置中的反渗透装置为二级渗透，对仍未去除的较低浓度废水进行渗析，进一步降低废水中的金属离子含量直至达到回收利用，除杂效果好；采用带电荷的半透膜结合离子交换和反渗透法，进一步提高废水中难去除金属离子的去除效率；通过管道将处理后的废水进入回调节池，调节处理后进入回收水箱；该装置废水中金属离子去除率高，效率高，成本低。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为本发明专利结构示意图；

其中：1为废水箱，2为预处理模块，21为活性炭层，211为第一活性炭层，212为第二活性炭层，213为第三活性炭层，22为空穴层，23为第一过滤装置，3为离子交换模块，31为排水孔，32为滤布，33为挡水板，34为电解池，35为转换膜，4为反渗透装置，41为第一液室，42为第二液室，43为第三液室，44为第一半透膜，45为第二半透膜，5为调节池，51为pH计，52为酸碱槽，53为第二过滤装置，54为搅拌器，55为框式过滤板，6为回收水箱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1所示，一种废水中难去除金属离子综合处理装置，其特征在于：包括通过管道依次连接的废水箱1、预处理模块、离子交换模块3、膜分离模块、调节池5；

所述预处理模块包括吸附箱2和设置在吸附箱2内的活性炭层21，所述活性炭层21包括第一活性炭层211、第二活性炭层212和第三活性炭层213，所述第一活性炭层211、第二活性炭层212和第三活性炭层213从吸附箱进口至出口依次设置；所述第一活性炭层211活性炭目数为20目，所述第二活性炭层212活性炭目数为100目，第三活性炭层213活性炭目数为250目；所述吸附箱出口处设置有第一过滤装置23，所述第一过滤装置23为离心过滤器；所述的活性炭层21填充体积为吸附箱2内腔的1/2，所述活性炭层21上方形成空穴层22；

所述离子交换模块3为离子交换器，所述离子交换器内填充物为膨润土；所述离子交换器为内部设置有填充物的柱形结构；所述离子交换器还与电解池34电连接，电解池34内电解液为水，所述电解池34与离子交换器内部填充物间设置有转换膜35；所述的离子交换器出口端依次设置有排水孔31、滤布32和挡水板33；所述膨润土层设置在排水孔31上方；述挡水板33设置在离子交换器靠近出口一侧，且与出口间存在缝隙；

所述膜分离模块为反渗透装置4，所述反渗透装置4包括第一液室41、第二液室42和第三液室43，所述第一液室41与第二液室42间采用第一半透膜44隔离，所述第二液室42与第三液室43间采用第二半透膜45隔离；所述第一半透膜44为中性；所述第二半透膜45带正电荷；

所述调节池5内顶部和底部分别错位设置有若干搅拌器54，所述设置在同侧相邻的搅拌器54间隙大于两个搅拌器搅拌浆的长度和；所述调节池5上设置有pH计51和酸碱槽52；所述调节池5和回收水箱6之间设置有第二过滤装置53；所述第二过滤装置53从进口至出口依次设置有长度逐渐减少的若干框式过滤板55，所述框式过滤板55固定设置在第二过滤装置53顶部。所述调节池5出口设置有回收水箱6。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种废水中难去除金属离子综合处理装置，其特征在于：包括通过管道依次连接的废水箱(1)、预处理模块、离子交换模块(3)、膜分离模块、调节池(5)；

所述预处理模块包括吸附箱(2)和设置在吸附箱(2)内的活性炭层(21)；所述活性炭层(21)包括第一活性炭层(211)、第二活性炭层(212)和第三活性炭层(213)，所述第一活性炭层(211)、第二活性炭层(212)和第三活性炭层(213)从吸附箱进口至出口依次设置；所述第一活性炭层(211)活性炭目数为8-30目，所述第二活性炭层(212)活性炭目数为50-100目，第三活性炭层(213)活性炭目数为200-400目；所述吸附箱出口处设置有第一过滤装置(23)；

所述离子交换模块(3)为离子交换器，所述离子交换器为内部设置有填料层的柱形结构；所述离子交换器还与电解池(34)电连接，所述电解池(34)与离子交换器内部填料层接触面设置有转换膜(35)；所述的离子交换器出口端依次设置有排水孔(31)、滤布(32)和挡水板(33)；所述填料层设置在排水孔(31)上方；所述挡水板(33)设置在离子交换器靠近出口一侧，且与出口间存在缝隙；

所述膜分离模块为反渗透装置(4)，所述反渗透装置(4)包括第一液室(41)、第二液室(42)和第三液室(43)，所述第一液室(41)与第二液室(42)间采用第一半透膜(44)隔离，所述第二液室(42)与第三液室(43)间采用第二半透膜(45)隔离；所述第一半透膜(44)为中性；所述第二半透膜(45)带正电荷；

所述调节池(5)出口设置有回收水箱(6)。

2.如权利要求1所述的一种废水中难去除金属离子综合处理装置，其特征在于：所述的活性炭层(21)填充体积为吸附箱(2)内腔的1/3—3/4，所述活性炭层(21)上方形成空穴层(22)。

3.如权利要求1所述的一种废水中难去除金属离子综合处理装置，其特征在于：所述离子交换器内填充物为膨润土。

4.如权利要求1所述的一种废水中难去除金属离子综合处理装置，其特征在于：所述调节池(5)内顶部和底部分别错位设置有若干搅拌器(54)，所述设置在同侧相邻的搅拌器(54)间隙大于两个搅拌器搅拌浆的长度和；所述调节池(5)上设置有pH计(51)和酸碱槽(52)。

5.如权利要求1所述的一种废水中难去除金属离子综合处理装置，其特征在于：所述调节池(5)和回收水箱(6)之间设置有第二过滤装置(53)，所述第二过滤装置(53)从进口至出口依次设置有长度逐渐减少的若干框式过滤板(55)，所述框式过滤板(55)固定设置在第二过滤装置(53)顶部。

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