CN115432890A - 降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及方法，涉及废水处理技术领域，具体为降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，包括废水池，所述废水池的右侧固定连接有污水泵，所述污水泵的输出口连接有进水管，所述进水管的另一端连接到过滤罐的内部，所述过滤罐的内部固定有过滤网，所述过滤罐的右侧通过固定连接有出水管连接有pH调节罐。该降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及方法，通过设置过滤罐，利用进水管将废水输送到过滤罐中进行过滤，能够去除掉废水中的颗粒杂质，避免杂质对后续的处理造成影响。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体是降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及方法
背景技术
重金属具有难降解、可生物富集、毒性高等特征，可通过多种途径进入动植物体内，严重威胁着人类的生活和身体健康，受到高度关注。这些重金属离子，如铬、铜、钴、镍等往往共存于电镀、矿石开采、金属冶炼、印染、纺织、金属酸洗等行业产生的废水，如不经处理或处理不达标而随意排放，会给水环境和土壤环境带来严重的破坏和污染。
铬是一种重要的化工原料,具有耐腐蚀耐氧化的特性,所以常被人们用作金属镀层保护材料,随着大量镀铬产品的生产,铬离子污染日趋严重。铬离子主要通过食物链的积累影响中枢神经并通过血液循环影响人体重要器官的新陈代谢,铬含量超标不仅会引起人体疾病的发生,而且严重威胁到生态环境发展。
目前废水中的铬金属离子处理一般采用化学处理法，通过将六价铬离子还原成三价铬离子，然后在对三价铬离子进行沉淀，实现对废水中铬离子的去除，但是这种处理方式依然会有微量的铬离子残留在废水中，而且化学试剂的使用会使废水中残留有药剂，造成二次污染，为此我们提供了降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，包括废水池，所述废水池的右侧固定连接有污水泵，所述污水泵的输出口连接有进水管，所述进水管的另一端连接到过滤罐的内部，所述过滤罐的内部固定有过滤网，所述过滤罐的右侧通过固定连接有出水管连接有pH调节罐，所述pH调节罐的内部活动套接有搅拌叶，所述pH调节罐的右侧通过固定连接的带泵输送管一连接有铬离子还原罐，所述铬离子还原罐的右侧通过固定连接的带泵输送管二连接有絮凝沉淀罐，所述絮凝沉淀罐的右侧通过固定连接的带泵输送管三连接有SRB细菌降解池，所述SRB细菌降解池的底部安装有曝气器，所述SRB细菌降解池的内部安装有过滤箱，所述过滤箱的顶部通过固定连接的带泵输送管四连接有生物炭池，所述生物炭池的内部设置有生物炭板，所述生物炭板的右侧固定连接有高压泵，所述高压泵输出端的顶部连接有反渗透组件。
可选的，所述进水管的右端延伸至过滤网的底部，所述进水管的底部开设有排渣口，所述出水管连通在过滤网的上方，通过设置过滤罐，进水管将废水输送到过滤网的下方，利用过滤网对废水中的杂质进行过滤，避免杂质进入到pH调节罐中，杂质从进水管底部的排渣口排出。
可选的，所述pH调节罐的顶部安装有搅拌电机，所述搅拌电机输出轴的底部与搅拌叶的顶部连接在一起，所述pH调节罐的顶部安装有加药口，所述pH调节罐的底部连接有排渣口，通过设置pH调节罐，利用搅拌电机带动搅拌叶转动，对pH调节罐内部的废水进行搅拌，加药口能够向pH调节罐中添加硫酸，将pH值调节到2-3。
可选的，所述pH调节罐、铬离子还原罐、絮凝沉淀罐的结构完全相同，所述带泵输送管一左端的输入口延伸到pH调节罐内腔的底部，所述带泵输送管二左端的输入口延伸中铬离子还原罐内腔的底部，通过设置铬离子还原罐和絮凝沉淀罐，向铬离子还原罐中加入硫酸亚铁，同时铬离子还原罐中的搅拌叶对废水进行搅拌，能够将六价铬还原成三价铬，向絮凝沉淀罐中添加氢氧化钠，使pH值调节到8-9，再向絮凝沉淀罐中添加DTCR，能够使三价铬进行螯合沉淀。
可选的，所述SRB细菌降解池的顶部活动安装有盖板，所述 SRB细菌降解池的内部添加有SRB细菌，所述过滤箱的底部连通有进水短管，通过添加SRB菌，SRB菌的细胞膜和细胞壁上都存在带负电荷的原子基团，如磷酸跟、羟基、羧基、酚羟基等，这些基团能强烈地结合络金属离子。
可选的，所述过滤箱的内部安装有过滤网，所述过滤网的数量有两个，所述带泵输送管四与过滤网的上方连通，通过设置过滤箱，过滤箱内部的过滤网能够对废水进行过滤，避免废水中的SRB细菌进入到生物炭池中。
可选的，所述生物炭池的顶部活动安装有盖板，所述生物炭池的内壁上安装有卡槽，所述卡槽的内部插接有生物炭板，所述生物炭板竖直等间距分布，通过设置生物炭板，生物炭板为生物炭负载纳米零价铁，能够对三价铬离子进行吸附，使三价铬离子稳定处在生物炭的表面，去除掉金属铬离子。
可选的，所述反渗透组件的内部安装有反渗透膜，所述反渗透组件的顶部连接有排水口，所述反渗透组件的侧面连接有浓水排出口，通过设置反渗透组件，反渗透组件能够对废水进行反渗透过滤，从而进一步去除废水中的金属铬离子。
降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及其处理方法，包括以下步骤：
一、对废水进行过滤，通过污水泵将废水池中的废水输送到过滤罐中，利用过滤罐内部的过滤网对废水中的杂质进行过滤，避免杂质进入到pH调节罐中，过滤罐中的杂质从进水管底部的排渣口排出；
二、调节废水的pH值，废水进入到pH调节罐中后，从加药口向pH调节罐中加入硫酸，同时搅拌电机带动搅拌叶转动，将pH调节罐内部的废水的pH值调节到2-3；
三、还原废水中的铬离子，利用带泵输送管一将废水输送到铬离子还原罐中，然后向铬离子还原罐中加入硫酸亚铁，同时铬离子还原罐中的搅拌叶对废水进行搅拌，使硫酸亚铁与废水充分混合，反应15min，将六价铬还原成三价铬；
四、对铬离子絮凝沉淀，利用带泵输送管二将废水输送到絮凝沉淀罐中，然后向絮凝沉淀罐中添加氢氧化钠，使pH值调节到8-9，再向絮凝沉淀罐中添加DTCR，反应15min，对三价铬进行螯合沉淀；
五、SRB吸收铬离子，利用带泵输送管三将废水输送到SRB细菌降解池中，然后向SRB细菌降解池中添加SRB细菌，利用SRB细菌对废水中残留的铬离子进行净化、富集；
六、生物炭吸附，利用带泵输送管四将废水输送到生物炭池中，通过过滤箱内部的过滤网对废水进行过滤，避免SRB细菌进入到生物炭池中，然后利用生物炭池内部的生物炭板对废水中的铬离子进行吸附；
七、反渗透过滤，通过高压泵将生物炭池中的废水输送到反渗透组件中，对废水进行反渗透过滤，充分去除掉废水中的铬离子，最后将净水从排水口排出。
可选的，所述生物炭板为生物炭负载纳米零价铁复合材料，所述生物炭负载纳米零价铁是以生物炭为炭前驱体，通过液相还原将纳米零价铁负载在生物炭上制备而成。
本发明提供了降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及方法，具备以下有益效果：
1、该降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及方法，通过设置过滤罐，利用进水管将废水输送到过滤罐中进行过滤，能够去除掉废水中的颗粒杂质，避免杂质对后续的处理造成影响，通过pH调节罐、铬离子还原罐、絮凝沉淀罐的配合使用，在pH调节罐中对废水进行pH调节，再在铬离子还原罐中将六价铬还原成三价铬，降低金属铬离子的毒性，最后在絮凝沉淀罐中添加絮凝剂，对铬离子进行絮凝沉降，降低废水中铬离子的含量。
2、该降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及方法，通过设置SRB细菌降解池，废水进入到SRB细菌降解池中后，向 SRB细菌降解池中加入SRB细菌，通过SRB细菌的新陈代谢，主动吸收、转化并最终积存在其细胞原生质内，降低和清除金属铬离子以及残留的化学试剂，通过设置过滤箱，在带泵输送管四将SRB细菌降解池中的废水输送到生物炭池中时，过滤箱内部的过滤网能够对废水进行过滤，去除掉废水中的SRB细菌，避免废水中的SRB细菌进入到生物炭池中。
3、该降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及方法，通过设置生物炭池，生物炭池中生物炭负载纳米零价铁能够对三价铬离子以及其他金属离子进行吸附，使三价铬离子稳定处在生物炭的表面，去除掉金属铬离子，通过设置反渗透组件，反渗透组件能够对废水进行反渗透过滤，去除掉废水中的化学试剂，同时进一步去除废水中的金属铬离子。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明过滤罐的结构示意图；
图3为本发明pH调节罐的结构示意图；
图4为本发明SRB细菌降解池的结构示意图；
图5为本发明生物炭池的结构示意图；
图6为本发明反渗透组件的结构示意图。
图中：1、废水池；2、污水泵；3、进水管；4、过滤罐；5、过滤网；6、出水管；7、pH调节罐；8、搅拌电机；9、搅拌叶；10、加药口；11、带泵输送管一；12、铬离子还原罐；13、带泵输送管二；14、絮凝沉淀罐；15、带泵输送管三；16、SRB细菌降解池； 17、曝气器；18、过滤箱；19、过滤网；20、带泵输送管四；21、生物炭池；22、卡槽；23、生物炭板；24、高压泵；25、反渗透组件；26、排水口。
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。
请参阅图1、图2，本发明提供一种技术方案：降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，包括废水池1，废水池1的右侧固定连接有污水泵2，污水泵2的输出口连接有进水管3，污水泵2 的型号为OSM-DN40，污水泵2用来将废水输送到进水管3中，进水管3的另一端连接到过滤罐4的内部，过滤罐4的内部固定有过滤网5，进水管3的右端延伸至过滤网5的底部，进水管3的底部开设有排渣口，出水管6连通在过滤网5的上方，通过设置过滤罐4，进水管3将废水输送到过滤网5的下方，利用过滤网5对废水中的杂质进行过滤，避免杂质进入到pH调节罐7中，杂质从进水管3底部的排渣口排出。
请参阅图1、图3，过滤罐4的右侧通过固定连接有出水管6连接有pH调节罐7，pH调节罐7的内部活动套接有搅拌叶9，pH调节罐7的顶部安装有搅拌电机8，搅拌电机8的型号为Y100L-2，搅拌电机8输出轴的底部与搅拌叶9的顶部连接在一起，pH调节罐7的顶部安装有加药口10，pH调节罐7的底部连接有排渣口，通过设置 pH调节罐7，利用搅拌电机8带动搅拌叶9转动，对pH调节罐7内部的废水进行搅拌，加药口10能够向pH调节罐7中添加硫酸，将pH值调节到2-3。
请参阅图3，pH调节罐7的右侧通过固定连接的带泵输送管一 11连接有铬离子还原罐12，铬离子还原罐12的右侧通过固定连接的带泵输送管二13连接有絮凝沉淀罐14，通过设置铬离子还原罐 12和絮凝沉淀罐14，向铬离子还原罐12中加入硫酸亚铁，同时铬离子还原罐12中的搅拌叶9对废水进行搅拌，能够将六价铬还原成三价铬，pH调节罐7、铬离子还原罐12、絮凝沉淀罐14的结构完全相同，带泵输送管一11左端的输入口延伸到pH调节罐7内腔的底部，带泵输送管二13左端的输入口延伸中铬离子还原罐12内腔的底部，通过设置絮凝沉淀罐14，向絮凝沉淀罐14中添加氢氧化钠，使pH值调节到8-9，再向絮凝沉淀罐14中添加DTCR，能够使三价铬进行螯合沉淀。
请参阅图4至图5，絮凝沉淀罐14的右侧通过固定连接的带泵输送管三15连接有SRB细菌降解池16，SRB细菌降解池16的底部安装有曝气器17，SRB细菌降解池16的顶部活动安装有盖板，SRB 细菌降解池16的内部添加有SRB细菌，通过添加SRB菌，SRB菌的细胞膜和细胞壁上都存在带负电荷的原子基团，如磷酸跟、羟基、羧基、酚羟基等，这些基团能强烈地结合络金属离子，SRB细菌降解池16的内部安装有过滤箱18，过滤箱18的底部连通有进水短管，过滤箱18的内部安装有过滤网19，过滤网19的数量有两个，带泵输送管四20与过滤网19的上方连通，通过设置过滤箱18，过滤箱 18内部的过滤网19能够对废水进行过滤，避免废水中的SRB细菌进入到生物炭池21中。
请参阅图4至图5，过滤箱18的顶部通过固定连接的带泵输送管四20连接有生物炭池21，生物炭池21的内部设置有生物炭板23，生物炭板23为生物炭负载纳米零价铁复合材料，生物炭负载纳米零价铁是以生物炭为炭前驱体，通过液相还原将纳米零价铁负载在生物炭上制备而成，生物炭池21的顶部活动安装有盖板，生物炭池 21的内壁上安装有卡槽22，卡槽22的内部插接有生物炭板23，生物炭板23竖直等间距分布，通过设置生物炭板23，生物炭板23为生物炭负载纳米零价铁，能够对三价铬离子进行吸附，使三价铬离子稳定处在生物炭的表面，去除掉金属铬离子。
请参阅图5至图6，生物炭板23的右侧固定连接有高压泵24，高压泵24的型号为DP-160，高压泵24用来将生物炭池21中的废水加压输送到反渗透组件25中，高压泵24输出端的顶部连接有反渗透组件25，反渗透组件25的内部安装有反渗透膜，反渗透组件 25的顶部连接有排水口26，反渗透组件25的侧面连接有浓水排出口，通过设置反渗透组件25，反渗透组件25能够对废水进行反渗透过滤，从而进一步去除废水中的金属铬离子。
降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及其处理方法，包括以下步骤：
一、对废水进行过滤，通过污水泵2将废水池1中的废水输送到过滤罐4中，利用过滤罐4内部的过滤网5对废水中的杂质进行过滤，避免杂质进入到pH调节罐7中，过滤罐4中的杂质从进水管 3底部的排渣口排出；
二、调节废水的pH值，废水进入到pH调节罐7中后，从加药口10向pH调节罐7中加入硫酸，同时搅拌电机8带动搅拌叶9转动，将pH调节罐7内部的废水的pH值调节到2-3；
三、还原废水中的铬离子，利用带泵输送管一11将废水输送到铬离子还原罐12中，然后向铬离子还原罐12中加入硫酸亚铁，同时铬离子还原罐12中的搅拌叶9对废水进行搅拌，使硫酸亚铁与废水充分混合，反应15min，将六价铬还原成三价铬；
四、对铬离子絮凝沉淀，利用带泵输送管二13将废水输送到絮凝沉淀罐14中，然后向絮凝沉淀罐14中添加氢氧化钠，使pH值调节到8-9，再向絮凝沉淀罐14中添加DTCR，反应15min，对三价铬进行螯合沉淀；
五、SRB吸收铬离子，利用带泵输送管三15将废水输送到SRB 细菌降解池16中，然后向SRB细菌降解池16中添加SRB细菌，利用SRB细菌对废水中残留的铬离子进行净化、富集；
六、生物炭吸附，利用带泵输送管四20将废水输送到生物炭池21中，通过过滤箱18内部的过滤网19对废水进行过滤，避免SRB 细菌进入到生物炭池21中，然后利用生物炭池21内部的生物炭板 23对废水中的铬离子进行吸附；
七、反渗透过滤，通过高压泵24将生物炭池21中的废水输送到反渗透组件25中，对废水进行反渗透过滤，充分去除掉废水中的铬离子，最后将净水从排水口26排出。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，包括废水池(1)，其特征在于：所述废水池(1)的右侧固定连接有污水泵(2)，所述污水泵(2)的输出口连接有进水管(3)，所述进水管(3)的另一端连接到过滤罐(4)的内部，所述过滤罐(4)的内部固定有过滤网(5)，所述过滤罐(4)的右侧通过固定连接有出水管(6)连接有pH调节罐(7)，所述pH调节罐(7)的内部活动套接有搅拌叶(9)，所述pH调节罐(7)的右侧通过固定连接的带泵输送管一(11)连接有铬离子还原罐(12)，所述铬离子还原罐(12)的右侧通过固定连接的带泵输送管二(13)连接有絮凝沉淀罐(14)，所述絮凝沉淀罐(14)的右侧通过固定连接的带泵输送管三(15)连接有SRB细菌降解池(16)，所述SRB细菌降解池(16)的底部安装有曝气器(17)，所述SRB细菌降解池(16)的内部安装有过滤箱(18)，所述过滤箱(18)的顶部通过固定连接的带泵输送管四(20)连接有生物炭池(21)，所述生物炭池(21)的内部设置有生物炭板(23)，所述生物炭板(23)的右侧固定连接有高压泵(24)，所述高压泵(24)输出端的顶部连接有反渗透组件(25)。
2.根据权利要求1所述的降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，其特征在于：所述进水管(3)的右端延伸至过滤网(5)的底部，所述进水管(3)的底部开设有排渣口，所述出水管(6)连通在过滤网(5)的上方。
3.根据权利要求1所述的降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，其特征在于：所述pH调节罐(7)的顶部安装有搅拌电机(8)，所述搅拌电机(8)输出轴的底部与搅拌叶(9)的顶部连接在一起，所述pH调节罐(7)的顶部安装有加药口(10)，所述pH调节罐(7)的底部连接有排渣口。
4.根据权利要求1所述的降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，其特征在于：所述pH调节罐(7)、铬离子还原罐(12)、絮凝沉淀罐(14)的结构完全相同，所述带泵输送管一(11)左端的输入口延伸到pH调节罐(7)内腔的底部，所述带泵输送管二(13)左端的输入口延伸中铬离子还原罐(12)内腔的底部。
5.根据权利要求1所述的降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，其特征在于：所述SRB细菌降解池(16)的顶部活动安装有盖板，所述SRB细菌降解池(16)的内部添加有SRB细菌，所述过滤箱(18)的底部连通有进水短管。
6.根据权利要求1所述的降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，其特征在于：所述过滤箱(18)的内部安装有过滤网(19)，所述过滤网(19)的数量有两个，所述带泵输送管四(20)与过滤网(19)的上方连通。
7.根据权利要求1所述的降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，其特征在于：所述生物炭池(21)的顶部活动安装有盖板，所述生物炭池(21)的内壁上安装有卡槽(22)，所述卡槽(22)的内部插接有生物炭板(23)，所述生物炭板(23)竖直等间距分布。
8.根据权利要求1所述的降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置，其特征在于：所述反渗透组件(25)的内部安装有反渗透膜，所述反渗透组件(25)的顶部连接有排水口(26)，所述反渗透组件(25)的侧面连接有浓水排出口。
9.根据权利要求1-8任一所述的降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及其处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、对废水进行过滤，通过污水泵(2)将废水池(1)中的废水输送到过滤罐(4)中，利用过滤罐(4)内部的过滤网(5)对废水中的杂质进行过滤，避免杂质进入到pH调节罐(7)中，过滤罐(4)中的杂质从进水管(3)底部的排渣口排出；
二、调节废水的pH值，废水进入到pH调节罐(7)中后，从加药口(10)向pH调节罐(7)中加入硫酸，同时搅拌电机(8)带动搅拌叶(9)转动，将pH调节罐(7)内部的废水的pH值调节到2-3；
三、还原废水中的铬离子，利用带泵输送管一(11)将废水输送到铬离子还原罐(12)中，然后向铬离子还原罐(12)中加入硫酸亚铁，同时铬离子还原罐(12)中的搅拌叶(9)对废水进行搅拌，使硫酸亚铁与废水充分混合，反应15min，将六价铬还原成三价铬；
四、对铬离子絮凝沉淀，利用带泵输送管二(13)将废水输送到絮凝沉淀罐(14)中，然后向絮凝沉淀罐(14)中添加氢氧化钠，使pH值调节到8-9，再向絮凝沉淀罐(14)中添加DTCR，反应15min，对三价铬进行螯合沉淀；
五、SRB吸收铬离子，利用带泵输送管三(15)将废水输送到SRB细菌降解池(16)中，然后向SRB细菌降解池(16)中添加SRB细菌，利用SRB细菌对废水中残留的铬离子进行净化、富集；
六、生物炭吸附，利用带泵输送管四(20)将废水输送到生物炭池(21)中，通过过滤箱(18)内部的过滤网(19)对废水进行过滤，避免SRB细菌进入到生物炭池(21)中，然后利用生物炭池(21)内部的生物炭板(23)对废水中的铬离子进行吸附；
七、反渗透过滤，通过高压泵(24)将生物炭池(21)中的废水输送到反渗透组件(25)中，对废水进行反渗透过滤，充分去除掉废水中的铬离子，最后将净水从排水口(26)排出。
10.根据权利要求9所述的降低含铬金属离子废水中污染物排放的处理装置及其处理方法，其特征在于：所述生物炭板(23)为生物炭负载纳米零价铁复合材料，所述生物炭负载纳米零价铁是以生物炭为炭前驱体，通过液相还原将纳米零价铁负载在生物炭上制备而成。
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