CN202415321U - 一种重金属废水深度处理及回用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重金属废水深度处理及回用装置，包括依次连接的EMBBR生物处理系统、集成膜处理系统和浓缩液处理系统，所述的集成膜处理系统包括依次连接的砂滤系统、超滤系统、反渗透系统和纳滤系统，所述纳滤系统的浓水回流至反渗透系统，所述反渗透系统的产水送至电镀生产线回用。本实用新型装置采用EMBBR处理技术作为预处理工艺，减小了有机物对膜系统的污染风险，延长了膜的使用寿命，降低回用系统的维护成本；同时采用集成膜处理技术，利用砂滤-超滤系统去除废水中的悬浮物质、提高RO膜的进水水质；充分合理利用NF产水回流至RO系统中，具有回用率高、稳定性好、处理成本低廉等优点。

Description

一种重金属废水深度处理及回用装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理及回用设备技术领域，尤其涉及一种可实现电镀废水高回用率和达标微排放的重金属废水深度处理及回用装置。 

背景技术

我国的电镀厂、点约有一万家，每年排放40亿方废水，国务院批复的《重金属污染综合防治“十二五”规划》要求，重点区域重金属污染物排放量比2007年减少15%，非重点区域重金属污染物排放量不超过2007年水平。因此，研发行之有效的高回用率、微排放处理技术成为当今电镀废水处理领域的当务之急。 

“1200m³/d电镀废水膜法回收工程”（《膜科学与技术》2004年10月第二十四卷第五期，楼永通、宋伟华等）公开了一种电镀废水处理零排放的膜分离方法，主要是将电镀废水过滤、吸附后，进行超滤预处理，然后超滤出水进入纳滤膜分离，透过液作为漂洗水，浓缩液进行反渗透膜处理，透过液回用，浓缩液进行二级反渗透处理，透过液回到纳滤浓缩系统，浓缩液直接回到电镀槽中。 

公开号为CN101024537A的发明专利公开了一种电镀废水回收利用工艺及设备。将含铬和含镍电镀废水经过还原、氧化后与其他废水混合，进行混凝沉淀处理，上清液经过袋式过滤、连续微滤、碳滤、微滤；将所得的透过液依次进行一级反渗透和二级反渗透处理，二级反渗透处理过的透过水可以回用于车间生产，一级反渗透处理和二级反渗透处理的浓水经二级化学处理即中和反应、混凝反应、沉淀，得到上清液达标排放，该方法可以从电镀废水中回收85%的可重复利用的滤出水。 

授权公告号为CN201458891的实用新型公开了一种电镀废水处理及回收利用集成化装置。该装置的处理工艺为电镀废水经过分子收集、无害化处理后，依次经过MBR、RO、EDI后作为电镀回用水，其中在EDI中 对经过无害化处理后的处理水浓缩后反馈至RO输入端继续参与流程，在RO步骤中对处理水浓缩液分两路一路作为最大量5%的排放水，另一路返回到MBR输入端参与流程。 

目前对电镀废水回用处理的方法主要是经过混凝沉淀再通过微滤或超滤后进入集成膜系统进行处理。对含有较多有机物的重金属废水，现有技术涉及较少，进水中含有较多的有机物时不但影响出水水质，也易引起膜组件的污堵，影响膜的使用寿命，不利于系统的稳定运行。 

发明内容

本实用新型的主要目的是克服当前重金属废水中有机物含量较高、处理效果不稳定及膜使用寿命低等缺点，提供一种回用率高而且处理效果稳定的重金属废水深度处理及回用的装置。 

本实用新型是通过以下的技术方案实现的： 

一种重金属废水深度处理及回用装置，包括依次连接的EMBBR（高效移动床生物膜）生物处理系统、集成膜处理系统和浓缩液处理系统。 

所述的EMBBR生物处理系统包括营养物质投加系统、曝气装置和EMBBR生物反应器。 

所述的集成膜处理系统包括依次连接的砂滤系统、超滤系统、反渗透（RO）系统和纳滤（NF）系统。 

所述浓缩液处理系统包括依次连接的臭氧催化氧化系统、混凝沉淀系统和重金属捕集系统。 

EMBBR生物处理系统出口与砂滤系统入口连接，纳滤系统的浓缩液出口与臭氧催化氧化系统的入口连接，纳滤系统的透过液出口与反渗透系统的透过液入口连接，使纳滤系统的浓水回流至反渗透系统，反渗透系统的产水出口连接至电镀生产线，使反渗透系统的产水送至电镀生产线回用。 

作为一种优选，所述的EMBBR反应器中添加有高分子吸附性强的生物活性填料。 

作为一种优选，所述的超滤系统包括超滤膜组件、超滤储水池和超滤增压泵； 

所述的反渗透系统包括反渗透组件、反渗透保安过滤器、反渗透增压泵、反渗透高压泵、反渗透产水池、反渗透浓水池和反渗透循环泵；所述的反渗透系统优选采用多级反渗透系统； 

所述的纳滤系统包括纳滤组件、纳滤增压泵、纳滤高压泵、纳滤循环泵和纳滤浓水池；所述的纳滤组件优选为多级纳滤系统； 

所述的臭氧催化氧化系统由臭氧发生器、反应塔组成； 

所述的混凝沉淀系统由酸碱贮药桶、混凝剂贮药桶、助凝剂贮药桶、计量泵和反应池组成； 

所述的重金属捕集系统由酸碱贮药桶、捕集剂贮药桶、混凝剂贮药桶、助凝剂贮药桶、计量泵和反应池组成。 

本实用新型装置的运行过程如下： 

经过前处理的重金属电镀废水首先进入EMBBR生物处理系统，利用EMBBR反应器中的强吸附性生物活性填料提高生物处理系统中微生物浓度，通过投加耐重金属和高盐度的功能菌种，再利用投加营养物质（例如葡萄糖和氮磷等）增强微生物的活性，大大提高了反应器对废水COD的降解，有效的保证了后续处理系统的稳定运行。 

经生物强化处理后的废水进入砂滤系统，有效去除废水中的微生物、胶体类物质，砂滤处理出水浊度可控制在稳定小于1NTU；砂滤处理出水进入超滤系统进行超滤处理，通过采取调节pH值和投加稳定剂的措施充分保证超滤产水收集池中的污染指数SDI稳定小于2，超滤出水经增压后进入多级的反渗透系统进行反渗透处理，反渗透产水的电导率小于300μs/cm，即为达到要求的回用水，可实现75%回用于电镀生产工艺。反渗透浓水经增压后进入纳滤系统，纳滤系统的废水回收率75%-80%，脱盐率为50-60%，纳滤透过液回流至反渗透系统的透过液入口端。集成膜处理系统的废水总回收率大于95%。 

出纳滤系统的浓缩液首先经臭氧催化氧化系统降低其化学需氧量，再调节催化氧化出水的pH值，随后进入混凝沉淀系统，进入混凝沉淀系统的浓缩液中的重金属离子进行碱性混凝沉淀处理后，进入重金属捕集系统通过投加重金属捕集剂和混凝剂去除废水中的重金属离子，经该装置处理后的浓缩液各指标达到《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）后达标 排放。 

本实用新型的优势在于： 

1、本实用新型装置采用EMBBR处理技术作为预处理工艺，经济、高效、稳定的去除了废水中的有机物，使得进入膜系统的有机物含量大为降低，减小了膜系统的有机物污染的风险，延长了膜的使用寿命，可降低回用系统的维护成本。 

2、采用集成膜处理技术，利用砂滤-超滤系统去除废水中的悬浮物质提高RO膜的进水水质，RO浓水经NF系统处理后降低废水的含盐量并将产水回流至RO系统中，提高废水回收率，充分利用了反渗透和纳滤膜的优点。 

3、回收率高，稳定性好，处理成本低廉。 

附图说明

图1为本实用新型装置的组成及连接示意图。 

图2为本实用新型实施例装置图，其中： 

1-EMBBR反应器；2-生物活性填料；3-风机；4-砂滤泵；5-砂滤装置；6-超滤增压泵；7-超滤装置；8-超滤出水池；9-RO增压泵；101-第一保安过滤器；11-RO高压泵；12-一级RO组件；13-RO循环泵；14-二级RO组件；15-RO产水池；16-RO浓水池；17-NF增压泵；18-NF高压泵；19-一级纳滤组件；20-NF循环泵；21-二级纳滤组件；22-NF浓水池；23-臭氧处理系统；24-混凝沉淀系统；25-重金属捕集系统；102-第二保安过滤器。 

图3为本实用新型装置实施例中EMBBR生物处理系统的COD去除效果图。 

图4为本实用新型装置实施例的RO-NF系统浓缩分离效果图。 

图5为本实用新型装置实施例的排放水水质指标。 

具体实施方式

实施例1 

一种重金属废水深度处理及回用装置，如图1所示，包括依次连接的 EMBBR生物处理系统、集成膜处理系统和浓缩液处理系统。所述的集成膜处理系统包括依次连接的砂滤系统、超滤系统、反渗透（RO）系统和纳滤（NF）系统，所述浓缩液处理系统包括依次连接的臭氧催化氧化系统、混凝沉淀系统和重金属捕集系统，EMBBR生物处理系统出口与砂滤系统入口连接，纳滤系统的浓缩液出口与臭氧催化氧化系统的入口连接，纳滤系统的透过液出口与反渗透系统的透过液入口连接，反渗透系统的产水出口连接至电镀生产线。 

如图2所示，上述重金属废水深度处理及回用装置具体实施组成如下：EMBBR反应器1、风机3、砂滤装置5、超滤增压泵6、超滤装置7、超滤产水池8、RO增压泵9、保安过滤器101、RO高压泵11、一级RO组件12和二级RO组件14依次连接，一级RO组件12与二级RO组件14串联，出一级RO组件12的浓水去二级RO组件14，一级RO组件12和二级RO组件14的RO产水出口与RO产水池15连接，出RO组件的RO浓水需要多次的过滤，因此有一部分的浓水回流至RO高压泵11之前、与来自保安过滤器101的废水一起经增压后打入一级RO组件中；二级RO组件13的RO浓水出口分为两路，一路通过RO循环泵13连接至一级RO组件12与RO高压泵11之间，另一路与RO浓水池16、NF增压泵17、第二保安过滤器102、NF高压泵18、一级纳滤组件19、二级纳滤组件21依次连接，一级纳滤组件19和二级纳滤组件21的NF产水出口连接至超滤产水池8，二级纳滤组件21的NF浓水出口分为两路，一路连接NF浓水池22，另一路通过NF循环泵20连接至第二保安过滤器102之前，对NF浓水进行多次过滤；NF浓水约为总水量的5%，首先经过臭氧处理系统23将其中的有机物质进行降解去除，经过处理后的浓水再进入混凝沉淀系统24进行混凝沉淀，除去大部分的重金属离子，出水经过重金属捕集系统25的处理后达标排放；最终实现95%的水量回收和5%废水的达标微排放。 

本实用新型装置运行过程如下： 

电镀废水经前处理后，电导率≤5000μs/cm。 

调节经前处理的电镀废水pH值为7-7.5，进入EMBBR生物反应器，EMBBR生物反应器内添加占反应器总容积30%的吸附性强的表面改性处 理高分子填料，一方面通过投加营养物质促进微生物的生长，另一方面接种耐重金属和高盐度的功能性细菌；经过一个月的强化培养，该生物处理系统的COD去除率稳定在85%左右，处理出水COD＜70mg/L（如图3所示），有效的降低了后续处理中有机物的负荷；与EMBBR反应器连接的风机3一方面提供氧气，另一方面作为填料循环的动力； 

EMBBR生物处理出水经泥水分离后上清液泵入砂滤系统，砂滤出水首先调节pH值到6左右，投加5mg/L的稳定剂控制超滤SDI的变化，再投加3-5mg/L的次氯酸钠防止微生物的滋生；砂滤装置5的出水经超滤增压泵6泵入超滤装置7，超滤出水送入超滤产水池8贮存； 

超滤产水池8的出水采用HCl调节pH到6左右，加入5mg/L的阻垢剂和还原剂，依次进入一级RO组件和二级RO组件中进行浓缩分离；一级RO组件12和二级RO组件14的产水送至RO产水池15，RO产水可回用至电镀生产线；出一级RO组件12的浓水送至二级RO组件14继续进行RO处理；二级RO组件14的浓水分为二部分，一部分通过RO循环泵13回流至一级RO组件的进水处，浓水回流比为20%-30%，另一部分RO浓水送至RO浓水池1516；两段式RO浓水回流可实现75%产水回收率，大于98%的系统脱盐率； 

RO浓水池16内的RO浓水经HCl调节pH到6左右，加入2mg/L的阻垢剂和还原剂，分别经NF增压泵17增压、通过5μm保安过滤器后再经NF高压泵17增压以1.4MPa的压力依次进入一级纳滤组件19、二级纳滤组件21中进行浓缩分离；一级纳滤组件19和二级纳滤组件21的产水送至超滤产水池8；出一级纳滤组件19的浓水部分送到二级纳滤组件21继续纳滤处理，另一部分回流至第二保安过滤器102之前；出二级纳滤组件21的浓水部分回流至一级纳滤组件19的进水处，回流比为15%-30%，另一部分NF浓水送至NF浓水池22；两段式NF浓水回流可实现80%产水回收率，大于65%的系统脱盐率； 

NF浓水的pH控制在6.0左右，COD为650-950mg/L，浓缩液首先经臭氧催化氧化处理后去除70%的COD，该催化反应pH值为5-6，臭氧用量为90mg/L，反应时间50min；催化氧化出水调解pH到9.5，投加PAC和进行一级碱沉淀处理去除废水中Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺，出水进入重金 属捕集剂二级反应沉淀处理单元，加入5mg/L的广谱型重金属捕集剂，投加PAC和PAM处理，出水COD为30-50mg/L，其它水质指标（如图5所示）均满足电镀废水排放标准《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的要求。 

Claims (10)

1.一种重金属废水深度处理及回用装置，包括EMBBR生物处理系统、集成膜处理系统和浓缩液处理系统，其特征在于：所述的EMBBR生物处理系统、集成膜处理系统和浓缩液处理系统依次连接，所述的集成膜处理系统包括依次连接的砂滤系统、超滤系统、反渗透系统和纳滤系统，所述纳滤系统的浓水回流至反渗透系统，所述反渗透系统的产水送至电镀生产线回用。

2.如权利要求1所述的重金属废水深度处理及回用装置，其特征在于：所述的EMBBR生物处理系统包括营养物质投加系统、曝气装置和EMBBR生物反应器。

3.如权利要求2所述的重金属废水深度处理及回用装置，其特征在于：所述的EMBBR反应器中添加高分子吸附性强的生物活性填料。

4.如权利要求1所述的重金属废水深度处理及回用装置，其特征在于：所述的超滤系统包括超滤膜组件、超滤储水池和超滤增压泵。

5.如权利要求1所述的重金属废水深度处理及回用装置，其特征在于：所述的反渗透系统包括反渗透组件、反渗透保安过滤器、反渗透增压泵、反渗透高压泵、反渗透产水池、反渗透浓水池和反渗透循环泵。

6.如权利要求1所述的重金属废水深度处理及回用装置，其特征在于：所述的纳滤系统包括纳滤组件、纳滤增压泵、纳滤高压泵、纳滤循环泵和纳滤浓水池。

7.如权利要求1所述的重金属废水深度处理及回用装置，其特征在于：所述的浓缩液处理系统包括依次连接的臭氧催化氧化系统、混凝沉淀系统和重金属捕集系统。

8.如权利要求7所述的重金属废水深度处理及回用装置，其特征在于：所述的臭氧催化氧化系统由臭氧发生器、反应塔组成。

9.如权利要求7所述的重金属废水深度处理及回用装置，其特征在于：所述的混凝沉淀系统由酸碱贮药桶、混凝剂贮药桶、助凝剂贮药桶、计量泵、反应池组成。

10.如权利要求7所述的重金属废水深度处理及回用装置，其特征在于：所述的重金属捕集系统由酸碱贮药桶、捕集剂贮药桶、混凝剂贮药桶、助凝剂贮药桶、计量泵、反应池组成。

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