CN204384985U - 一种钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用属于污水处理系统技术领域，特别涉及一种钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，包括收集曝气水箱、反应曝气水箱、浓缩水箱、管式膜过滤系统、活性炭过滤器、回调曝气水箱、保安过滤器、一级RO系统、浓水箱、二级RO系统、淡水箱、出水泵和板框压滤机，反应曝气水箱还连接有加碱装置，回调曝气水箱还连接有加酸装置。相对于现有技术，本实用能够使钢铁车间排出的废水达到零排放标准，以避免对环境和人体健康造成危害，并使得钢铁车间的镀镍废水能够被有效的回收利用。本实用还公开了一种使用该系统对钢铁车间的镀镍废水进行零排放处理的方法。

Description

一种钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统

技术领域

本实用属于污水处理系统技术领域，特别涉及一种钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统。

背景技术

在钢铁表面镀镍的工艺主要包括三个步骤，一是前处理工艺，主要用于清洁和活化金属表面，其常用到光亮剂、络合剂和缓蚀剂等；二是电镀镍工艺，电镀过程中的电镀溶液主要由主盐、络合剂、导电盐、缓冲剂、阳极活化剂和添加剂等组成，其中主盐一般为硫酸镍；三是后处理工艺，主要包括清洗及干燥工作。在整个生产过程中，前处理阶段和镀镍之后的工件都需要用水冲洗镀件，由此形成镀镍废水。

镀镍废水中的镍是一种致癌物质，如果该镀镍废水不加处理就任意排放，不仅会造成资源浪费，还会对环境和人体健康造成严重的危害。

此外，水作为一种越来越稀缺的资源，若能将钢铁车间的镀镍废水进行零排放处理，使其能够回收再利用，那无疑能够为环保事业做出一定的贡献。

有鉴于此，确有必要提供一种钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统及方法，以使钢铁车间排出的镀镍废水能够达到零排放标准，以避免对环境和人体健康造成危害，并使得钢铁车间的镀镍废水能够被有效的回收利用。

实用内容

本实用的目的之一在于：针对现有技术的不足, 而提供一种钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，以使钢铁车间排出的镀镍废水能够达到零排放标准，以避免对环境和人体健康造成危害，并使得钢铁车间的镀镍废水能够被有效的回收利用。

为了实现上述目的，本实用所采用如下技术方案：

一种钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，包括收集曝气水箱、反应曝气水箱、浓缩水箱、管式膜过滤系统、活性炭过滤器、回调曝气水箱、保安过滤器、一级RO系统、浓水箱、二级RO系统、淡水箱、出水泵和板框压滤机，所述收集曝气水箱的出口与所述反应曝气水箱的入口连接，所述反应曝气水箱的出口与所述浓缩水箱的废水入口连接，所述浓缩水箱的液体出口与所述管式膜过滤系统的入口连接，所述浓缩水箱的固体出口与所述板框压滤机的入口连接，所述板框压滤机的滤液出口与所述收集曝气水箱的入口连接，所述管式膜过滤系统的产水出口与所述活性炭过滤器连接，所述管式膜过滤系统的浓水出口与所述浓缩水箱的浓水入口连接，所述活性炭过滤器的出口与所述回调曝气水箱的入口连接，所述回调曝气水箱的出口与所述保安过滤器的入口连接，所述保安过滤器的出口通过一级高压泵与所述一级RO系统的入口连接，所述一级RO系统的浓水出口与所述浓水箱的入口连接，所述浓水箱的出口通过二级高压泵与所述二级RO系统的入口连接，所述二级RO系统的浓水出口与所述收集曝气水箱的入口连接，所述反应曝气水箱还连接有加碱装置，所述回调曝气水箱还连接有加酸装置。

作为本实用钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统的一种改进，所述处理系统还包括淡水箱，所述一级RO系统的产水出口和所述二级RO系统的产水出口均与所述淡水箱的入口连接。

作为本实用钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统的一种改进，所述收集曝气水箱和所述反应曝气水箱之间设置有第一提升泵。

作为本实用钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统的一种改进，所述反应曝气水箱和所述浓缩水箱的废水入口之间设置有第二提升泵。

作为本实用钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统的一种改进，所述浓缩水箱的液体出口和所述管式膜过滤系统之间设置有循环泵。

作为本实用钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统的一种改进，所述浓缩水箱的固体出口与所述板框压滤机的入口之间设置有污泥压滤泵。

作为本实用钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统的一种改进，所述管式膜过滤系统包括箱体、微孔滤膜、水洗装置和药洗装置，所述微孔滤膜、所述水洗装置和所述药洗装置均设置于所述箱体内。

作为本实用钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统的一种改进，所述一级RO系统和所述二级RO系统内均设置有清洗装置。

作为本实用钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统的一种改进，所述处理系统还包括PLC控制系统和与所述PLC控制系统连接的触摸屏。

本实用的另一个目的在于提供一种利用本实用的系统对钢铁车间的镀镍废水进行零排放处理的方法，其包括以下步骤：

第一步，废水先收集至收集曝气水箱中缓存，然后打入反应曝气水箱中，然后从加碱装置中向反应曝气水箱中加入碱溶液，使废水中的污染物与碱反应后生成固体沉淀；

第二步，包含该固体沉淀的废水被打入浓缩水箱中，在浓缩水箱中，固体颗粒物沉淀下来，使得其内的废水分成上层清液和下层沉淀，其中的上层清夜打入管式膜过滤系统中，而下层沉淀则压至板框压滤机进行压滤，压滤后的污泥外运出去，形成的滤液则进入收集曝气水箱；

第三步，上层清液在管式膜过滤系统中不断浓缩，使得含有固体沉淀的浓水与产水分离，浓水回流至浓缩水箱，产水则经过活性炭过滤器后进入到回调曝气水箱，然后从加酸装置向回调曝气水箱中加入酸溶液，调节pH至中性后进入保安过滤器；

第四步，从保安过滤器中流出的水通过一级高压泵泵入一级RO系统中，从一级RO系统中出来的产水可直接利用，而浓水则进入到浓水箱中；

第五步，第二高压泵将浓水箱中的水泵入二级RO系统中，从二级RO系统中出来的产水可直接利用，而浓水则回流至收集曝气水箱中。

相对于现有技术，本实用首先通过向废水中加入碱来进行化学预处理，使得镍、铜、锌等金属离子变成沉淀，然后通过使用管式膜过滤系统来过滤经过化学预处理的废水，使得沉淀污泥经过板框压滤机后外运出去，从而可以很好地清除钢铁车间的镀镍废水中的镍、铜、锌等金属离子，而且在整个过滤过程中无需再另设沉降池，也无需使用聚凝剂（PAM），过滤之后的水质清澈、很少夹带微细的悬浮物，不用砂炭和超滤就可将废水中的SDI降至1-3之间，因此可以做到达标排放。此外，管式膜过滤系统中的微孔滤膜可以承受酸性、碱性、漂白和氧化药剂的清洗，因此，管式膜过滤系统具有较长的使用寿命，通常使用寿命为3~5年。

而且，本实用中的活性炭过滤器能降低水中的COD、吸附胶体和颗粒物杂质，从而进一步清除废水中的不宜排放的物质，使得从钢铁车间排放出的镀镍废水变成符合标准的水。

在回调曝气水箱之后设置保安过滤器、一级RO系统、浓水箱和二级RO系统，可以实现钢铁车间的镀镍废水的零排放，这是因为，保安过滤器可以清除水中遗留的颗粒物杂质，以保证一级RO系统和二级RO系统的正常运行，一级RO系统和二级RO系统利用反渗透法，通过反渗透膜可将溶质（离子、分子）与水分离，两级RO系统的联用能把经过管式膜过滤系统处理后的废水中遗留的镍、铜等金属离子清除，从而实现零排放。

与传统的离子交换树脂相比，RO系统具有如下优点：不需酸、碱再生，从而可以节约大量酸、碱和清洗用水，大大降低劳动强度，且无废酸废碱液排放，因此可较好的保证清洁生产；可以做到长时间连续供水；占地面积极小(不到传统工艺1/4) ，操作简单。

附图说明

图1 为本实用的结构示意图。

图2 为本实用中管式膜过滤系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用作进一步详细的描述，但本实用的实施方式不限于此。

如图1所示，本实用提供的一种钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，包括收集曝气水箱1、反应曝气水箱2、浓缩水箱3、管式膜过滤系统4、活性炭过滤器5、回调曝气水箱6、保安过滤器7、一级RO系统8、浓水箱9、二级RO系统10和板框压滤机11，收集曝气水箱1的出口与反应曝气水箱2的入口连接，反应曝气水箱2的出口与浓缩水箱3的废水入口连接，浓缩水箱3的水出口与管式膜过滤系统4的入口连接，浓缩水箱3的固体出口与板框压滤机11的入口连接，板框压滤机11的滤液出口与收集曝气水箱1的入口连接，管式膜过滤系统4的产水出口与活性炭过滤器5连接，管式膜过滤系统4的浓水出口与浓缩水箱3的浓水入口连接，活性炭过滤器5的出口与回调曝气水箱6的入口连接，回调曝气水箱6的出口与保安过滤器7的入口连接，保安过滤器7的出口通过一级高压泵12与一级RO系统8的入口连接，一级RO系统8的浓水出口与浓水箱9的入口连接，浓水箱9的出口通过二级高压泵13与二级RO系统10的入口连接，二级RO系统10的浓水出口与收集曝气水箱的1入口连接，反应曝气水箱2还连接有加碱装置21，回调曝气水箱6还连接有加酸装置14。

其中，保安过滤器7又叫精密过滤装置，其内部装PP棉，PP棉的孔隙为5μm左右，可以去除水中的微小悬浮物、细菌和其他杂质等，使水质达到反渗透膜的要求。

其中，处理系统还包括淡水箱15，一级RO系统8的产水出口和二级RO系统10的产水出口均与淡水箱15的入口连接。淡水箱15用于将处理干净的水存储起来，当需要回用至车间时，只需要使用出水泵20将其泵出至车间内需要水的地方即可。

收集曝气水箱1和反应曝气水箱2之间设置有第一提升泵16，用于将废水从收集曝气水箱1中泵入反应曝气水箱2中。

反应曝气水箱2和浓缩水箱3的废水入口之间设置有第二提升泵17，用于将与碱反应后的废水从反应曝气水箱2中泵入浓缩水箱3中进行静置分层，使得固体沉淀与上层清液分离开来。

浓缩水箱3的液体出口和管式膜过滤系统4之间设置有循环泵18，用于将浓缩水箱3中的上层清液泵入管式膜过滤系统4中进行微滤。浓缩水箱3还可以沉淀经管式膜过滤系统4回流的废水中的固体沉淀。

浓缩水箱3的固体出口与板框压滤机11的入口之间设置有污泥压滤泵19，用于将浓缩水箱3中的固体沉淀泵入板框压滤机11中进行板压，从而将滤泥与滤液分离开来。

如图2所示，管式膜过滤系统4包括箱体41、管式膜42、水洗装置43和药洗装置44，微孔滤膜42、水洗装置43和药洗装置44均设置于箱体41内。

管式膜42是由超高分子聚合物制成的多孔膜，其孔径范围为0.1微米，本实用中选用的是PVDF膜或PVDF/HDPE复合膜，其支撑是非常坚固的，耐磨擦、耐高温、pH在0-14间不会降低其截留固体的能力，管式膜42的工作原理是以静压差为推动力，利用膜的“筛分”作用进行分离，其具有比较整齐、均匀的多孔结构，在静压差的作用下，小于膜孔的粒子通过膜，比膜孔大的粒子则被阻挡在膜面上，从而使得大小不同的组分得以分离，实现较为彻底的固液分离。管式膜42结合微絮凝技术，可将废水中的悬浮颗粒、胶体、有机大分子、细菌、微生物等分离出来，使水净化。随着过滤时间的增长，微粒被截留在膜面或膜孔内，形成一层滤饼，为保持一定的流量，势必要增加驱动压力，当压力增加到一定值时，必须用水洗装置43对膜上的截留层进行反洗，洗除膜上的滤饼，恢复滤膜的能力。一般每隔30～60分钟，自动反洗一次，每次反洗时间为60～90秒。

经过较长时间的运转，部分水中的污染物或微粒被滤膜吸附较牢，反洗时不能被完全冲掉而积累下来，这时就需要用药洗装置44对其进行化学清洗，使污染物与化学清洗液反应，溶液与膜脱开，再经反洗将其去除，恢复膜的过滤性能，化学清洗的时间间隔一般为10～20天。

一级RO系统8和二级RO系统10内均设置有清洗装置。在开机和停机时会自动冲洗膜表面60秒，但当一级RO系统8和二级RO系统10中的反渗透膜上积累了一定的污染物时，会自动启动药洗膜装置，可将膜表面的污染物冲洗干净，延长反渗透膜的寿命。

一级RO系统的反渗透分离温度为10-50℃，一级高压泵12的压力为1.0-1.8MPa，二级RO系统的反渗透分离温度为10-50℃，二级高压泵12的压力为1.0-1.8MPa，压力过高时通过高压保护装置会自动停机保护。

处理系统还包括PLC控制系统和与PLC控制系统连接的触摸屏，PLC控制系统分别与收集曝气水箱1、反应曝气水箱2、浓缩水箱3、管式膜过滤系统4、活性炭过滤器5、回调曝气水箱6、保安过滤器7、一级RO系统8、浓水箱9、二级RO系统10和板框压滤机11、一级高压泵12、二级高压泵13、加碱装置21、加酸装置14、淡水箱15、第一提升泵16、第二提升泵17、循环泵18和污泥压滤泵19连接，用于控制各部件的动作和运行时间，使得整个系统能够自动运行、自动清洗。

利用本实用的系统对钢铁车间的镀镍废水进行零排放处理的方法包括以下步骤：

第一步，废水先收集至收集曝气水箱1中缓存，然后通过第一提升泵16打入反应曝气水箱2中，然后从加碱装置21中向反应曝气水箱2中加入碱溶液（如NaOH），使废水中的污染物与碱反应后生成固体沉淀（如镍离子与NaOH反应生成氢氧化镍）；

第二步，包含该固体沉淀的废水被第二提升泵17打入浓缩水箱3中，在浓缩水箱3中，固体颗粒物沉淀下来，使得其内的废水分成上层清液和下层沉淀，其中的上层清液被循环泵18打入管式膜过滤系统4中，管式膜过滤系统4中固体沉淀的浓度保持在3-5%之间，而下层沉淀则被污泥压滤泵19压至板框压滤机11进行压滤，压滤后的污泥外运出去，形成的滤液则进入收集曝气水箱1；

第三步，上层清液在管式膜过滤系统4中不断浓缩，使得含有固体沉淀的浓水与产水分离，浓水回流至浓缩水箱3再次浓缩沉淀，产水则经过活性炭过滤器5后进入到回调曝气水箱6，活性炭过滤器5能降低液体中的COD、吸附胶体和颗粒物杂质，然后从加酸装置14向回调曝气水箱6中加入酸溶液，调节pH至中性后进入保安过滤器7；

第四步，从保安过滤器7中流出的水通过一级高压泵12泵入一级RO系统8中，从一级RO系统8中出来的产水存至淡水箱15中，需要利用时，通过出水泵20将其泵出即可，而浓水则进入到浓水箱9中；

第五步，第二高压泵13将浓水箱9中的水泵入二级RO系统10中，从二级RO系统10中出来的产水存至淡水箱15中，需要利用时，通过出水泵20将其泵出即可，而浓水则回流至收集曝气水箱1中。

本实用首先通过向废水中加入碱来进行化学预处理，使得镍、铜、锌等金属离子变成沉淀，然后通过使用管式膜过滤系统4来过滤经过化学预处理的废水，使得沉淀经过板框压滤机11后外运出去，从而可以很好地清除钢铁车间的镀镍废水中的镍、铜、锌等金属离子，而且在整个过滤过程中无需再另设沉降池，也无需使用聚凝剂（PAM），过滤之后的水质清澈、不夹带微细的悬浮物，不用砂炭和超滤可将废水中的SDI降至1-3之间，因此可以做到达标排放。此外，管式膜过滤系统中的微孔滤膜可以完全去除水中的颗粒物质，较传统的工艺产出的污泥量少，采用管式大流量错流过滤，水流切向高速流过膜表面，在过滤的同时还有冲刷清洁膜表面的作用，污染物不易累积，膜面不易污染，能很好地承受酸性、碱性、漂白和氧化药剂的清洗，因此，管式膜过滤系统具有较长的使用寿命。

而且，本实用中的活性炭过滤器5能降低水中的COD、吸附胶体和颗粒物杂质，从而进一步清除废水中的不宜排放的物质，使得从钢铁车间排放出的镀镍废水变成符合标准的水。

在回调曝气水箱之后设置保安过滤器7、一级RO系统8、浓水箱9和二级RO系统10，可以实现钢铁车间的镀镍废水的零排放，这是因为，保安过滤器7可以清除水中遗留的颗粒物杂质，以保证一级RO系统8和二级RO系统10的正常运行。一级RO系统8和二级RO系统10利用反渗透法，通过反渗透膜可将溶质（离子、分子）与水分离，一级RO系统8中的半透膜能够去除绝大部分离子、质量分数90%-95%的溶解固形物、95%以上的溶解有机物和胶体，其对镍离子的截留率在98%以上，二级RO系统10中的半透膜对镍离子的截留率在99%以上；两级RO系统的联用能把经过管式膜过滤系统4后的废水中遗留的镍、铜、锌等金属离子清除，从而实现零排放，一级RO系统8的浓水进入浓水箱9后再进入二级RO系统10并将其产水存储起来利用，可以提高水处理的效率。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用的一些修改和变更也应当落入本实用的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用构成任何限制。

Claims (9)

1.一种钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，其特征在于：包括收集曝气水箱、反应曝气水箱、浓缩水箱、管式膜过滤系统、活性炭过滤器、回调曝气水箱、保安过滤器、一级RO系统、浓水箱、二级RO系统、淡水箱、出水泵和板框压滤机，所述收集曝气水箱的出口与所述反应曝气水箱的入口连接，所述反应曝气水箱的出口与所述浓缩水箱的废水入口连接，所述浓缩水箱的液体出口与所述管式膜过滤系统的入口连接，所述浓缩水箱的固体出口与所述板框压滤机的入口连接，所述板框压滤机的滤液出口与所述收集曝气水箱的入口连接，所述管式膜过滤系统的产水出口与所述活性炭过滤器连接，所述管式膜过滤系统的浓水出口与所述浓缩水箱的浓水入口连接，所述活性炭过滤器的出口与所述回调曝气水箱的入口连接，所述回调曝气水箱的出口与所述保安过滤器的入口连接，所述保安过滤器的出口通过一级高压泵与所述一级RO系统的入口连接，所述一级RO系统的浓水出口与所述浓水箱的入口连接，所述浓水箱的出口通过二级高压泵与所述二级RO系统的入口连接，所述二级RO系统的浓水出口与所述收集曝气水箱的入口连接，所述二级RO系统的淡水出口与所述反应曝气水箱还连接有加碱装置，所述回调曝气水箱还连接有加酸装置。

2.根据权利要求1所述的钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，其特征在于：所述处理系统还包括淡水箱，所述一级RO系统的产水出口和所述二级RO系统的产水出口均与所述淡水箱的入口连接。

3.根据权利要求1所述的钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，其特征在于：所述收集曝气水箱和所述反应曝气水箱之间设置有第一提升泵。

4.根据权利要求1所述的钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，其特征在于：所述反应曝气水箱和所述浓缩水箱的废水入口之间设置有第二提升泵。

5.根据权利要求1所述的钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，其特征在于：所述浓缩水箱的液体出口和所述管式膜过滤系统之间设置有循环泵。

6.根据权利要求1所述的钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，其特征在于：所述浓缩水箱的固体出口与所述板框压滤机的入口之间设置有污泥压滤泵。

7. 根据权利要求1所述的钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，其特征在于：所述管式膜过滤系统包括箱体、微孔滤膜、水洗装置和药洗装置，所述微孔滤膜、所述水洗装置和所述药洗装置均设置于所述箱体内。

8.根据权利要求1所述的钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，其特征在于：所述一级RO系统和所述二级RO系统内均设置有清洗装置。

9.根据权利要求1所述的钢铁车间的镀镍废水的零排放处理系统，其特征在于：所述处理系统还包括PLC控制系统和与所述PLC控制系统连接的触摸屏。