CN206512017U - 一种电镀废水重金属稳定达标排放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电镀废水重金属稳定达标排放系统，包括废水收集池、化学处理系统、固液分离系统、离子交换应急系统；化学处理系统包括化学处理池，化学处理池的进水口与废水收集池连接，化学处理池的出水口与所述的固液分离系统的进口连接，固液分离系统的出水口与离子交换应急系统的进口连接，离子交换应急系统包括依次连接的阴离子交换树脂罐和阳离子交换树脂罐。本实用新型由化学处理系统、固液分离系统、离子交换应急系统构成电镀废水重金属排放系统，一级阶段利用化学方法将重金属完全转变为游离状态，并且转变为固体沉淀，二级阶段利用小孔径的膜系统完成固液分离，三级阶段利用离子交换树脂作为应急把关使用，确保电镀废水达标排放。

Description

一种电镀废水重金属稳定达标排放系统

技术领域

本实用新型属于工业废水处理领域，特别是一种电镀废水处理重金属稳定达标排放系统。

背景技术

电镀生产过程涉及到多种重金属的使用，如铜、镍、铬、镉、锌等。电镀废水也是三大重金属污染来源之一。我国有各类电镀厂约5万余家，每年排放的重金属废水高达40亿吨以上。目前，我国电镀废水的排放标准按照《电镀污染物排放标准(GB21900-2008)》执行，绝大部分地区按照标准中的表二或表三执行，对于重金属污染物而言，排污重金属超标以上将被追究刑事责任。但是，实际上有许多电镀厂无法实现长期稳定达标排放。

目前，电镀废水中重金属的处理主要采用化学法，即通过投加药剂，将重金属转变为固体的形式，从而从废水中分离出来，废水中的重金属浓度降低至一定标准，即可达标排放。从技术角度而言，无法稳定达标排放的原因主要有以下两个：

1、重金属以离子形式存在溶解于水中，化学处理过程中破络不彻底或者pH未调节到位，导致重金属未能以固体形式沉淀。例如：各种金属彻底沉淀的pH值是不一样的，如：镍的pH值是＞9.5，通常是将pH值调节到10～11；而锌的pH值是9，在pH值11时，锌溶解，三价铬也溶解，造成了顾此失彼，使电镀废水处理不达标。

2、重金属以固体悬浮物存在于水中，固液分离过程不彻底，导致悬浮物进入排放水

中。例如斜板沉淀效果不好，砂滤未能定期反洗等。

现在很多污水处理的工艺流程设计没能全面考虑各个因素的影响，导致排放水无法稳定达标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中电镀废水重金属无法稳定达标的问题，提供一种电镀废水重金属稳定达标排放系统，该系统采用三级系统的设计思路，确保电镀废水达标排放。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种电镀废水重金属稳定达标排放系统，包括：废水收集池、化学处理系统、固液分离系统、离子交换应急系统；所述的化学处理系统包括化学处理池，化学处理池的进水口与废水收集池连接，化学处理池的出水口与所述的固液分离系统的进口连接，固液分离系统的出水口与离子交换应急系统的进口连接，所述的离子交换应急系统包括依次连接的阴离子交换树脂罐和阳离子交换树脂罐。

所述的固液分离系统包括：斜板沉淀池、污泥浓缩池、石英砂过滤器、超滤装置，所述的斜板沉淀池的进水口与化学处理池的出水口连接，斜板沉淀池的污泥出口与污泥浓缩池连接，斜板沉淀池的出水口经石英砂过滤器与超滤装置的进水口连接，超滤装置的淡水出口与离子交换应急系统的进口连接，超滤装置的浓缩液出口与化学处理池或废水收集池连接将超滤浓缩液送回与废水混合后重新进行化学处理。

优选的，所述的化学处理系统还可以包括用来投加碱的第一加药箱、用来投加破络剂的第二加药箱、用来投加混凝剂的第三加药箱、用来投加絮凝剂的第四加药箱，化学处理池分别与第一加药箱、第二加药箱、第三加药箱、第四加药箱连接。

所述的超滤装置采用PVDF材质的中空纤维膜，中空纤维膜的孔径在0.01μm～0.05μm；中空纤维膜运行压力为0.1～0.3MPa。

或所述的固液分离系统包括：循环水箱、管式膜系统、污泥浓缩池，所述的循环水箱的进水口与化学处理池的出水口连接，循环水箱的污泥出口与污泥浓缩池连接，循环水箱的出水口与管式膜系统的进水口连接，管式膜系统的浓缩液出口与循环水箱连接将浓缩液送回循环水箱与在化学处理池中经过化学处理的污水混合再次进入管式膜系统，管式膜系统的淡水出口与离子交换应急系统的进口连接。

优选的，所述的化学处理系统还可以包括用来投加碱的第一加药箱、用来投加破络剂的第二加药箱，化学处理池分别与第一加药箱、第二加药箱连接。

所述的管式膜系统采用PVDF材质的管式膜，管式膜的孔径在0.01μm～0.05μm；管式膜系统运行参数为：浓缩水与透过水的流量比为：5:1～10:1，运行压力为0.1～0.3MPa。

在所述的循环水箱和管式膜系统的连接管路上设有增压泵。

所述的阴离子交换树脂罐的个数为至少1个，当阴离子交换树脂罐的个数大于2个时，阴离子交换树脂罐可以采用串联也可以采用并联。优选的，所述的阴离子交换树脂罐的个数为1个。所述的阴离子交换树脂罐中装填型号为201，D201或D301阴离子交换树脂。

所述的阳离子交换树脂罐的个数为至少1个，当阳离子交换树脂罐的个数大于2个时，阳离子交换树脂罐可以采用串联也可以采用并联。优选的，所述的阳离子交换树脂罐的个数为1个。所述的阳离子交换树脂罐中装填型号为001，D001或D113阳离子交换树脂。

采用本实用新型装置使电镀废水重金属稳定达标排放的方法，包括如下步骤：

(1)、在化学处理系统中对电镀废水进行化学处理，将重金属离子转变为固体形式；

(2)、经过化学处理的废水进入固液分离系统进行固液分离，用物理法将形成的重金属固体颗粒与废水分离；

(3)、检测经过前述处理的废水中是否含有重金属离子，当检测到废水中不含有重金属离子时，即为达标排放水；当检测到废水中含有重金属离子时，废水进入离子交换应急系统进行离子交换处理：将废水依次通过阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，利用阴离子交换树脂除去重金属络合物离子和六价铬离子，利用阳离子交换树脂除去游离态重金属阳离子，使废水达标排放。

所述的重金属包括：铜、镍、三价铬、镉、锌等。

步骤(1)中，根据电镀废水中重金属处于游离态或络合态分为两种化学处理方法：当重金属为游离态时，直接投加碱调节至合适pH值即可使重金属离子转变为固体形式；当重金属为络合态时，先投加破络剂(破络剂包括：次氯酸钠、双氧水、臭氧或重金属捕捉剂等)进行破络反应0.5～2.0h，然后再投加碱调节至合适pH值使重金属离子转变为固体形式；重金属离子转变成为固体后，若采用A固液分离方式，则还需要投加混凝剂和絮凝剂，混凝剂包括：聚合氯化铝、明矾、硫酸亚铁、三氯化铁等，絮凝剂包括：聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡烯盐等；若采用B固液分离方式，则不需要。

判断电镀废水中重金属为游离态或络合态的方法为，取少量废水至烧杯，调节pH至2～3，向废水中投加焦亚硫酸钠还原六价铬，再向废水中投加氢氧化钠调节至pH为8～11，混凝沉淀，采用孔径小于0.45μm的滤纸过滤，测定滤液中重金属含量，若重金属含量超过排放标准，则电镀废水中重金属为络合态。

步骤(2)中，固液分离的方式选择以下方法中的任一一种：

A、化学处理后的出水首先用斜板沉淀分离出大部分的重金属固体颗粒，斜板上层清水进一步用石英砂过滤器过滤，最后进入超滤装置采用中空纤维膜精滤，超滤装置出水经淡水出口排出，浓缩液自浓缩液出口排出返回至化学处理池或废水收集池与废水混合后重新进行化学处理；

B、化学处理后的出水进入循环水箱，再进入管式膜系统进行微滤，浓缩液自管式膜系统的浓缩液出口排出返回至循环水箱与在化学处理池中经过化学处理的污水混合进行固体沉淀，淡水自管式膜系统的淡水出口排出。

和现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型采用三级处理的思想，采用现有装置，由化学处理系统、固液分离系统、离子交换应急系统构成电镀废水重金属排放系统，一级阶段利用化学方法将重金属完全转变为游离状态，并且转变为固体沉淀，二级阶段利用小孔径的膜系统充分完成固液分离，三级阶段利用离子交换树脂作为应急把关使用，确保电镀废水达标排放。

附图说明

图1为实施例1电镀废水重金属稳定达标排放系统的结构示意图；

图1中，1-废水收集池，2-化学处理池，3-阴离子交换树脂罐，4-阳离子交换树脂罐，5-污泥浓缩池，6-斜板沉淀池，7-石英砂过滤器，8-超滤装置。

图2为实施例2电镀废水重金属稳定达标排放系统的结构示意图；

图2中，1-废水收集池，2-化学处理池，3-阴离子交换树脂罐，4-阳离子交换树脂罐，5-污泥浓缩池，9-循环水箱，10-管式膜系统。

具体实施方式

下面通过附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种电镀废水重金属稳定达标排放系统，包括：废水收集池1、化学处理系统、固液分离系统、离子交换应急系统；所述的化学处理系统包括化学处理池2；所述的固液分离系统包括：斜板沉淀池6、污泥浓缩池5、石英砂过滤器7、超滤装置8；所述的斜板沉淀池6的进水口与化学处理池2的出水口连接，斜板沉淀池6的污泥出口与污泥浓缩池5连接，斜板沉淀池6的出水口经石英砂过滤器7与超滤装置8的进水口连接，超滤装置的8淡水出口与离子交换应急系统的进口连接，超滤装置8的浓缩液出口与化学处理池2或废水收集池1连接将超滤浓缩液送回与废水混合后重新进行化学处理；所述的离子交换应急系统包括依次连接的阴离子交换树脂罐3和阳离子交换树脂罐4。

所述的化学处理系统还可以包括用来投加碱的第一加药箱、用来投加破络剂的第二加药箱、用来投加混凝剂的第三加药箱、用来投加絮凝剂的第四加药箱，化学处理池2分别与第一加药箱、第二加药箱、第三加药箱、第四加药箱连接。

实施例2

如图2所示，一种电镀废水重金属稳定达标排放系统，包括：废水收集池1、化学处理系统、固液分离系统、离子交换应急系统；所述的化学处理系统包括化学处理池2；所述的固液分离系统包括：循环水箱9、管式膜系统10、污泥浓缩池5，所述的循环水箱9的进水口与化学处理池2的出水口连接，循环水箱9的污泥出口与污泥浓缩池5连接，循环水箱9的出水口经增压泵与管式膜系统10的进水口连接，管式膜系统10的浓缩液出口与循环水箱9连接将浓缩液送回循环水箱与在化学处理池中经过化学处理的污水混合，管式膜系统10的淡水出口与离子交换应急系统的进口连接。所述的离子交换应急系统包括依次连接的阴离子交换树脂罐3和阳离子交换树脂罐4。

所述的化学处理系统还可以包括用来投加碱的第一加药箱、用来投加破络剂的第二加药箱，化学处理池2分别与第一加药箱、第二加药箱连接。

实施例3

采用实施例1的电镀废水重金属稳定达标排放系统处理某电镀园区的电镀镍废水，经检测为镍为游离态，镍离子浓度为50mg/L，往化学处理池的废水投加氢氧化钠调节pH至10，反应15分钟，待充分反应形成固体沉淀；再投加混凝剂和絮凝剂，使小固体颗粒相互胶黏团聚成为大颗粒。经过化学处理的废水排入斜板沉淀池，经过斜板沉淀后，大部分固体沉入斜板底部，池底固体排入污泥浓缩池，斜板上层清水排入石英砂过滤器进行砂滤，最后进入超滤装置，超滤装置选用孔径为0.01μm的中空纤维膜，膜材质为PVDF，超滤工作压力稳定在0.2MPa，超滤的出水继续依次流过阴、阳离子交换树脂罐，其中，阳离子交换树脂选用D113型，阴离子交换树脂选用201型。该含镍废水流经该系统后，测定镍离子含量为0.01mg/L。

实施例4

采用实施例1的电镀废水重金属稳定达标排放系统处理某电镀园区的化学镍废水，经检测为镍为络合态，其中镍离子浓度为70mg/L，往化学处理池的废水投加次氯酸钠200mg/L反应1.0h，再投加氢氧化钠调节pH至10，反应15分钟，待充分反应形成固体沉淀；再投加混凝剂和絮凝剂，使小固体颗粒相互胶黏团聚成为大颗粒。经过化学处理的废水排入斜板沉淀池，经过斜板沉淀后，大部分固体沉入斜板底部，池底固体排入污泥浓缩池，斜板上层清水排入石英砂过滤器进行砂滤，最后进入超滤装置。超滤装置选用孔径为0.02μm的中空纤维膜，膜材质为PVDF；超滤工作压力稳定在0.3MPa。超滤的出水继续依次流过阴、阳离子交换树脂罐，其中阳离子交换树脂选用001型，阴离子交换树脂选用D201型。该含镍废水流经该系统后，测定镍离子含量为0.07mg/L。

实施例5

采用实施例2的电镀废水重金属稳定达标排放系统处理某电镀园区的含铜废水，经检测为铜为游离态，其中铜离子浓度为200mg/L，往化学处理池的废水投加氢氧化钠调节pH至11，反应15分钟，待充分反应形成固体沉淀。经过化学处理的废水排入循环水箱，直接由泵打入管式膜系统10进行固液分离，管式膜采用PVDF材质，孔径为0.05μm，运行压力为0.2MPa；管式膜系统的透过水量为1吨/小时，浓缩循环水量为8吨/小时。管式膜系统10的浓缩液返回至循环水箱9与在化学处理池中经过化学处理的污水混合再次进入管式膜系统，最后将循环浓缩得到的泥水排入污泥浓缩池；管式膜系统的透过水先流过阴离子交换树脂，再流过阳离子交换树脂，其中，阳离子交换树脂选用001型，阴离子交换树脂选用D301型。该含铜废水流经该系统后，测定铜离子含量为0.02mg/L。

实施例6

采用实施例2的电镀废水重金属稳定达标排放系统处理某电镀园区的化学铜废水，经检测为铜为络合态，其中铜离子浓度为180mg/L，往化学处理池的废水投加双氧水500mg/L反应2.0h，再投加氢氧化钠调节pH至11，反应15分钟，待充分反应形成固体沉淀。经过化学处理的废水排入循环水箱，直接由泵打入管式膜进行固液分离，管式膜采用PVDF材质，孔径为0.05μm，运行压力为0.2MPa；管式膜系统的透过水量为1吨/小时，浓缩循环水量为5吨/小时。管式膜系统10的浓缩液返回至循环水箱9与在化学处理池中经过化学处理的污水混合再次进入管式膜系统，最后将循环浓缩得到的泥水排入污泥浓缩池；管式膜系统的透过水继续依次流过阴、阳离子交换树脂罐，其中阴离子交换树脂选用D201型，阳离子交换树脂选用D301型。该含铜废水流经该系统后，测定铜离子含量为0.12mg/L。

Claims (10)

1.一种电镀废水重金属稳定达标排放系统，其特征在于包括：废水收集池、化学处理系统、固液分离系统、离子交换应急系统；所述的化学处理系统包括化学处理池，化学处理池的进水口与废水收集池连接，化学处理池的出水口与所述的固液分离系统的进口连接，固液分离系统的出水口与离子交换应急系统的进口连接，所述的离子交换应急系统包括依次连接的阴离子交换树脂罐和阳离子交换树脂罐。

2.根据权利要求1所述的电镀废水重金属稳定达标排放系统，其特征在于所述的固液分离系统包括：斜板沉淀池、污泥浓缩池、石英砂过滤器、超滤装置，所述的斜板沉淀池的进水口与化学处理池的出水口连接，斜板沉淀池的污泥出口与污泥浓缩池连接，斜板沉淀池的出水口经石英砂过滤器与超滤装置的进水口连接，超滤装置的淡水出口与离子交换应急系统的进口连接，超滤装置的浓缩液出口与化学处理池或废水收集池连接。

3.根据权利要求2所述的电镀废水重金属稳定达标排放系统，其特征在于所述的化学处理系统还可以包括用来投加碱的第一加药箱、用来投加破络剂的第二加药箱、用来投加混凝剂的第三加药箱、用来投加絮凝剂的第四加药箱，化学处理池分别与第一加药箱、第二加药箱、第三加药箱、第四加药箱连接。

4.根据权利要求2所述的电镀废水重金属稳定达标排放系统，其特征在于所述的超滤装置采用PVDF材质的中空纤维膜，中空纤维膜的孔径在0.01μm～0.05μm。

5.根据权利要求1所述的电镀废水重金属稳定达标排放系统，其特征在于所述的固液分离系统包括：循环水箱、管式膜系统、污泥浓缩池，所述的循环水箱的进水口与化学处理池的出水口连接，循环水箱的污泥出口与污泥浓缩池连接，循环水箱的出水口与管式膜系统的进水口连接，管式膜系统的浓缩液出口与循环水箱连接，管式膜系统的淡水出口与离子交换应急系统的进口连接。

6.根据权利要求5所述的电镀废水重金属稳定达标排放系统，其特征在于所述的化学处理系统还可以包括用来投加碱的第一加药箱、用来投加破络剂的第二加药箱，化学处理池分别与第一加药箱、第二加药箱连接。

7.根据权利要求5所述的电镀废水重金属稳定达标排放系统，其特征在于所述的管式膜系统采用PVDF材质的管式膜，管式膜的孔径在0.01μm～0.05μm。

8.根据权利要求5所述的电镀废水重金属稳定达标排放系统，其特征在于在所述的循环水箱和管式膜系统的连接管路上设有增压泵。

9.根据权利要求1所述的电镀废水重金属稳定达标排放系统，其特征在于所述的阴离子交换树脂罐的个数为至少1个，当阴离子交换树脂罐的个数大于2个时，阴离子交换树脂罐可以采用串联也可以采用并联，所述的阴离子交换树脂罐中装填型号为201，D201或D301阴离子交换树脂。

10.根据权利要求1所述的电镀废水重金属稳定达标排放系统，其特征在于所述的阳离子交换树脂罐的个数为至少1个，当阳离子交换树脂罐的个数大于2个时，阳离子交换树脂罐可以采用串联也可以采用并联；所述的阳离子交换树脂罐中装填型号为001，D001或D113阳离子交换树脂。