CN113860592A - 一种废水处理设备、方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于废水处理技术领域，提供了一种废水处理设备，包括：化学反应装置，压滤装置，电渗析装置和膜过滤装置。与现有技术相比，本发明的废水处理设备集成了化学反应装置、压滤装置、电渗析装置和膜过滤装置，具有多种功能，利用化学反应装置产生吸附沉淀，可以将废水中污染物进行固化沉淀，不会产生二次污染，有效除去废水中的难生物降解有机物；利用压滤装置可以有效去除废水中产生的絮状沉淀；将电渗析装置置于化学反应装置之后，可以处理游离的金属离子和其他离子，极大地提高了废水处理效果；利用膜过滤装置可以有效废水中的COD、氨氮、总氮、总磷。经本发明废水处理设备处理后的废水可直接进行排放。本发明还提供了一种废水处理方法。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种废水处理设备、方法。
背景技术
工业废水包括生产废水、生产污水及冷却水，是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。工业废水种类繁多，成分复杂，例如电解盐工业废水中含有汞，重金属冶炼工业废水含铅、镉等各种金属，电镀工业废水中含氰化物和铬等各种重金属，石油炼制工业废水中含酚，农药制造工业废水中含各种农药等。由于工业废水中常含有多种有毒物质，污染环境对人类健康有很大危害，因此要开发综合利用，化害为利，并根据废水中污染物成分和浓度，采取相应的净化措施进行处置后，才可排放。
目前所普遍采取的降解高浓度工业废水的处理系统，包括预处理段、高浓度废水生化处理装置、磁混凝沉淀池和消毒池，高浓度废水生化处理装置的生物接触氧化池内投加磁性铁粉、活性炭粉末并安装好氧型填料与曝气系统，磁性铁粉的投加量为10～200g/L,活性炭粉末的投加量为10～200g/L,投加比例为1～10:1，池内溶解氧浓度为2-4mg/L。易降解高浓度工业废水处理系统中预处理段为格栅、初沉池，用以去除悬浮物质；高浓度废水生化处理装置，废水流入至流出依次经过调节水解接触池、多相厌氧折流接触反应池、生物接触氧化池、二沉池。高浓度废水生化处理装置的调节水解接触池内，安装潜水搅拌器。
本发明申请人在实施上述技术方案中发现，上述技术方案至少存在以下缺陷：
功能单一，当废水中存在难生物降解有机物，金属离子，COD、氨氮、总氮、总磷等时，只能除去其中的部分污染物，不能达到出水标准。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种废水处理设备，旨在解决现有技术方案功能单一，当废水中存在难生物降解有机物，金属离子，COD、氨氮、总氮、总磷等时，只能除去其中的部分污染物，不能达到出水标准的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种废水处理设备，包括：
化学反应装置，用于依次向其内加入碱、破乳剂、PAC药剂、絮凝剂，以使废水中形成絮状物；
压滤装置，用于过滤废水中形成的絮状物；
电渗析装置，用于对过滤絮状物后的废水进行电渗析处理；
膜过滤装置，用于对电渗析处理后的废水进行膜过滤处理。
优选的，所述废水处理设备还包括控制系统。
进一步的方案，所述化学反应装置包括反应容器和设置在反应容器内的搅拌装置、液位计和pH计，所述搅拌装置、液位计和pH计同控制系统电连接。
进一步的方案，所述压滤装置包括由电动丝杆控制压滤操作的自动压滤装置，所述电动丝杆同控制系统电连接。
优选的，所述电渗析装置包括电解槽，所述电解槽内包括膜堆、极区和压紧装置。
进一步的方案，膜过滤装置包括：
储液容器；
开关阀，用于控制储液容器内废水的排放；
输送泵，用于将废水从储液容器内输送至滤膜；
滤膜，用于对电渗析处理后的废水进行膜过滤处理；
第一压力表，用于检测输送泵的输送压力；所述第一压力表同控制系统电连接；
第二压力表，用于检测滤膜的出水压力；所述第二压力表同控制系统电连接；
第一流量计，用于检测渗透液流量；所述第一流量计同控制系统电连接；
渗透阀，用于控制渗透液流量；所述渗透阀同控制系统电连接；
第二流量计，用于检测浓缩液流量；所述第二流量计同控制系统电连接；
截止阀，用于控制浓缩液流量；所述截止阀同控制系统电连接。
本发明实施例的另一目的在于提供一种废水处理方法，包括以下步骤：
依次向废水内加入碱、破乳剂、PAC药剂、絮凝剂，以使废水中形成絮状物；
过滤废水中形成的絮状物；
对过滤絮状物后的废水进行电渗析处理；
对电渗析处理后的废水进行膜过滤处理。
本发明实施例提供的一种废水处理设备，包括：化学反应装置，用于依次向其内加入碱、破乳剂、PAC药剂、絮凝剂，以使废水中形成絮状物；压滤装置，用于过滤废水中形成的絮状物；电渗析装置，用于对过滤絮状物后的废水进行电渗析处理；膜过滤装置，用于对电渗析处理后的废水进行膜过滤处理。
与现有技术相比，本发明的废水处理设备集成了化学反应装置、压滤装置、电渗析装置和膜过滤装置，具有多种功能，利用化学反应装置产生吸附沉淀，可以将废水中污染物进行固化沉淀，不会产生二次污染，有效除去废水中的难生物降解有机物；利用压滤装置可以有效去除废水中产生的絮状沉淀；将电渗析装置置于化学反应装置之后，可以处理游离的金属离子和其他离子，极大地提高了废水处理效果；利用膜过滤装置可以有效废水中的COD、氨氮、总氮、总磷。经本发明废水处理设备处理后的废水可直接进行排放。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种废水处理设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的膜过滤装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种废水处理方法的流程框图。
附图中：2、液位计；3、pH计；4、电机；5、搅拌机；6、反应容器；9、电动丝杆；10、自动压滤装置；11、电渗析装置；12、转移泵；13、膜过滤装置；14、控制系统；131、储液容器；132、开关阀；133、输送泵；134、滤膜；135、第一压力表；136、第二压力表；137、第一流量计；138、渗透阀；139、第二流量计；1310、截止阀。
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，以下结合附图及实施例，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。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施例1
结合附图1，在一个实施例中，提供了一种废水处理设备，结合图示的内容，包括：
化学反应装置，用于依次向其内加入碱、破乳剂、PAC药剂、絮凝剂，以使废水中形成絮状物；
压滤装置，用于过滤废水中形成的絮状物；
电渗析装置11，用于对过滤絮状物后的废水进行电渗析处理；
膜过滤装置13，用于对电渗析处理后的废水进行膜过滤处理。
本发明中，为了便于理解，以工业上的研磨液废水进行详细叙述。但需要明白，本发明并不仅用于研磨液废水，用于其他类型的工业废水处理也应在本发明的保护范围内。
以处理研磨液废水为例，本实施例中依次向其内加入碱、破乳剂、PAC药剂、絮凝剂，以使废水中形成絮状物的步骤具体如下：
首先向研磨液废水中加入适当的工业片碱，使得PH值在7.6—7.8，等待数分钟以后充分搅拌研磨液废水，等PH值稳定后再加下一种药剂；
然后加入破乳剂，此时PH值会有稍微的下降，降到7.5—7.6为合适，然后再继续充分搅拌；
之后加入PAC药剂，使PH降到7.1—7.2；此过程需要逐步的投加药剂和观察水样，待水中出现絮状物时方可停止加药；如果仔细观察会发现此时的水样已经可以很清楚地看到水中的絮状物；
最后加入絮凝剂，提前把粉状的絮凝剂溶解成液态加入效果更好；此过程需要逐步的投加，当水中的絮凝物在絮凝剂的作用下絮凝成大颗粒的絮凝物时，停止投加；如果发现水中余留有臭味可以适当加入二氧化氯来除臭杀菌。
与现有技术相比，本实施例的废水处理设备集成了化学反应装置、压滤装置、电渗析装置11和膜过滤装置13，具有多种功能，利用化学反应装置产生吸附沉淀，可以将废水中污染物进行固化沉淀，不会产生二次污染，有效除去废水中的难生物降解有机物；利用压滤装置可以有效去除废水中产生的絮状沉淀；将电渗析装置11置于化学反应装置之后，可以处理游离的金属离子和其他离子，极大地提高了废水处理效果；利用膜过滤装置13可以有效废水中的COD、氨氮、总氮、总磷。经本实施例废水处理设备处理后的废水可直接进行排放。
作为本发明的一种优选实施例，结合附图1，所述废水处理设备还包括控制系统14。
具体的，控制系统14可以采取为PLC控制系统14、单片机控制系统14等，通过控制系统14来控制废水处理设备的启停和运行状态。例如，控制系统14控制压滤过程、控制电解过程、或者控制废水的流量等。
作为本发明的一种优选实施例，结合附图1，所述化学反应装置包括反应容器6和设置在反应容器6内的搅拌装置、液位计2和pH计3，所述搅拌装置、液位计2和pH计3同控制系统14电连接。
具体的，本实施例的搅拌装置包括搅拌机5和驱动搅拌机5运转的电机4，电机4同控制系统14电连接，通过控制系统14控制电机4的启停和转速，进而控制搅拌效率。液位计2用于实时监测反应容器6内输入的废水含量，pH计3用于检测废水的pH值。液位计2和pH计3同控制系统14电连接，将反应容器6废水内的液位和pH值传送到控制系统14内。
作为本发明的一种优选实施例，结合附图1，所述压滤装置包括由电动丝杆9控制压滤操作的自动压滤装置10，所述电动丝杆9同控制系统14电连接。
目前的废水处理所采用的的压滤机有机械压滤机和液压压滤机两种。对于机械压滤机，当压紧力越来越大时，电机负载电流增大，当大到保护器设定的电流值时，达到最大压紧力，电机切断电源，停止转动，由于丝杆和固定丝母有可靠的自锁螺旋角，能可靠地保证工作过程中的压紧状态，退回时，电机反转，当压紧板上的压块，触压到行程开关时退回停止。对于液压压滤机，当压力大于压紧板运行的摩擦阻力时，压紧板缓慢地压紧滤板，当压紧力达到溢流阀设定的压力值(由压力表指针显示)时，滤板、滤框(板框式)或滤板(厢式)被压紧，溢流阀开始卸荷，这时，切断电机电源，压紧动作完成，退回时，换向阀换向，压力油进入油缸的有杆腔，当油压能克服压紧板的摩擦阻力时，压紧板开始退回。
本实施例中，采取由电动丝杆9控制压滤操作的电动压滤机，其是通过监控板框运动位移来控制的，板框压紧开始后，由电机控制丝杠推动板框向前运动，当运动距离达到所设置的阈值时，切断电机电源，停止丝杠运动，压紧动作完成；退回时，控制电机反转，同样运动相同距离，拉开板框。与传统的机械压滤机和液压压滤机相比，本实施例将原本用压力控制改为用位移控制，不需要再运用压力表实时监控，不需要对电流进行控制，只需要最基本的位移数据设置，所以减少了压力和电流判断所带来的误差，提高了设备稳定性；同时减少了液压站和减速器等模块，缩减成本的同时也缩减了设备的体积，解决了原设备体积太大，难以移动的缺点。
作为本发明的一种优选实施例，所述电渗析装置11包括电解槽，所述电解槽内包括膜堆、极区和压紧装置。
具体的，膜堆包括阳离子交换膜、隔离件和阴离子交换膜。隔离件的作用是使阳离子交换膜和阴离子交换膜之间形成水室，构成流水通道，并起配水和集水的作用。隔离件常用l～2mm的硬聚氯乙烯板制成，板上开有配水孔、布水槽、流水道、集水槽和集水孔。
极区的作用是给电渗析装置11供给直流电，将废水导入膜堆的配水孔，将淡水和浓水排出电渗析装置11，并通入和排出极水。极区由托板、电极、极框和弹性垫板组成。电极托板的作用是加固极板和安装进出水接管，用厚的硬聚氯乙烯板制成。电极的作用是接通内外电路，在电渗析器内形成均匀的直流电场。阳极用石墨、铅、铁丝涂钉等材料，阴极用不锈钢等材料制成。极框用来在极板和膜堆之间保持一定的距离，构成极室，也是极水的通道。极框常用厚5～7mm的粗网多水道式塑料板制成。垫板起防止漏水和调整厚度不均的作用，用橡胶或软聚氯乙烯板制成。
压紧装置的作用是把极区和膜堆组成不漏水的电渗析器整体，采用液压压紧。
本实施例中，采用膜堆和通过压紧装置设置于膜堆两侧的阳极和阴极，每组膜堆包括间隔排列的一价离子选择单元和不定价态阳离子交换膜；利用离子交换膜的选择透过性，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻挡阴离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移，使一路水中大部份离子迁移到另一路离子水中去，从而达到污水净化的目的。本实施例将电渗析装置11置于化学反应装置之后，可以处理游离的金属离子和其他离子，极大地提高了废水处理效果。
作为本发明的一种优选实施例，结合附图2，膜过滤装置13包括：
储液容器131；
开关阀132，用于控制储液容器131内废水的排放；
输送泵133，用于将废水从储液容器131内输送至滤膜134；
滤膜134，用于对电渗析处理后的废水进行膜过滤处理；
第一压力表135，用于检测输送泵133的输送压力；所述第一压力表135同控制系统14电连接；
第二压力表136，用于检测滤膜134的出水压力；所述第二压力表136同控制系统14电连接；
第一流量计137，用于检测渗透液流量；所述第一流量计137同控制系统14电连接；
渗透阀138，用于控制渗透液流量；所述渗透阀138同控制系统14电连接；
第二流量计139，用于检测浓缩液流量；所述第二流量计139同控制系统14电连接；
截止阀1310，用于控制浓缩液流量；所述截止阀1310同控制系统14电连接。
具体的，膜过滤装置13起到最终过滤废水的作用。由电渗析装置11电渗析后的废水，用转移泵12抽到储液容器131中，储液容器131下方的开关阀132控制废水的排放，输送泵133将废水从储液容器131抽取灌进滤膜134中；一流量计和第二流量计139分别检测渗透液流量和浓缩液流量，分别由渗透阀138和截止阀1310进行控制；第一压力表135检测进水压力，第二压力表136检测出水压力，温度表用于检测液体温度；第一压力表135、第二压力表136、第一流量计137和第二流量计139与控制系统14相连，实时将检测数据传输到控制系统14；控制系统14还用来控制渗透阀138和截止阀1310，以调节渗透液流量和浓缩液流量。
实施例2
在一个实施例中，提供了一种废水处理方法，包括以下步骤：
S101，依次向废水内加入碱、破乳剂、PAC药剂、絮凝剂，以使废水中形成絮状物；
S102，过滤废水中形成的絮状物；
S103，对过滤絮状物后的废水进行电渗析处理；
S104，对电渗析处理后的废水进行膜过滤处理。
如附图3所示，在加入碱、破乳剂、PAC药剂、絮凝剂等反应之前，可以先向废水中加入清水，对废水进行稀释。加入碱、破乳剂、PAC药剂、絮凝剂的过程同实施例1中一致，此处不再过多赘述。值得注意的时，膜过滤后的浓缩液可再次回到S101步骤进行反应。
与现有技术相比，本实施例的废水处理方法集成了化学处理法、压滤过滤法、电渗析法和膜过滤法，具有多种功能，利用化学处理方法产生吸附沉淀，可以将废水中污染物进行固化沉淀，不会产生二次污染，有效除去废水中的难生物降解有机物；利用压滤过滤法可以有效去除废水中产生的絮状沉淀；将电渗析法置于化学处理法之后，可以处理游离的金属离子和其他离子，极大地提高了废水处理效果；利用膜过滤法可以有效废水中的COD、氨氮、总氮、总磷。经本实施例废水处理方法处理后的废水可直接进行排放。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种废水处理设备，其特征在于，包括：
化学反应装置，用于依次向其内加入碱、破乳剂、PAC药剂、絮凝剂，以使废水中形成絮状物；
压滤装置，用于过滤废水中形成的絮状物；
电渗析装置，用于对过滤絮状物后的废水进行电渗析处理；
膜过滤装置，用于对电渗析处理后的废水进行膜过滤处理。
2.根据权利要求1所述的一种废水处理设备，其特征在于，所述废水处理设备还包括控制系统。
3.根据权利要求2所述的一种废水处理设备，其特征在于，所述化学反应装置包括反应容器和设置在反应容器内的搅拌装置、液位计和pH计，所述搅拌装置、液位计和pH计同控制系统电连接。
4.根据权利要求2所述的一种废水处理设备，其特征在于，所述压滤装置包括由电动丝杆控制压滤操作的自动压滤装置，所述电动丝杆同控制系统电连接。
5.根据权利要求1所述的一种废水处理设备，其特征在于，所述电渗析装置包括电解槽，所述电解槽内包括膜堆、极区和压紧装置。
6.根据权利要求2所述的一种废水处理设备，其特征在于，膜过滤装置包括：
储液容器；
开关阀，用于控制储液容器内废水的排放；
输送泵，用于将废水从储液容器内输送至滤膜；
滤膜，用于对电渗析处理后的废水进行膜过滤处理；
第一压力表，用于检测输送泵的输送压力；所述第一压力表同控制系统电连接；
第二压力表，用于检测滤膜的出水压力；所述第二压力表同控制系统电连接；
第一流量计，用于检测渗透液流量；所述第一流量计同控制系统电连接；
渗透阀，用于控制渗透液流量；所述渗透阀同控制系统电连接；
第二流量计，用于检测浓缩液流量；所述第二流量计同控制系统电连接；
截止阀，用于控制浓缩液流量；所述截止阀同控制系统电连接。
7.一种废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
依次向废水内加入碱、破乳剂、PAC药剂、絮凝剂，以使废水中形成絮状物；
过滤废水中形成的絮状物；
对过滤絮状物后的废水进行电渗析处理；
对电渗析处理后的废水进行膜过滤处理。
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