CN206955811U - 一种重金属离子废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重金属离子废水处理系统，包括预处理池，用于预处理重金属离子废水；废水酸碱性中和装置连通于预处理池；反渗透膜过滤系统连通于预处理池,用于获取预处理池的上清液并对该上清液进行反渗透过滤处理，得到膜浓水和膜产水，以及用于将膜浓水返回至预处理池；吸附处理系统连通于预处理池，用于获取预处理池的上清液并对该上清液进行吸附处理，得到柱产水；排放调节池分别连通于吸附处理系统、反渗透膜过滤系统，排放调节池用于配比混合柱产水和膜产水，得到外排水，该外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L；搅拌器，组装于预处理池和排放调节池中；其中，吸附处理系统设有吸附柱，该吸附柱中填充有吸附材料。

Description

一种重金属离子废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理、化学等领域，具体为一种重金属离子废水处理系统。

背景技术

目前我国采矿、冶金、化工、电镀、机械、电子、仪表等行业生产过程中造成的水体污染情况比较严重，也是产生水体中重金属的重要来源。水体中重金属主要指汞、铬、镉、砷、铜、锌、钴、镍、铅等，其通过食物链的放大和富集作用对自然环境和人类健康造成极大的危害。

近年来国内外处理水中重金属方法很多，主要有吸附法、化学法、反渗透法、电化学法、离子交换法等。虽然重金属废水的常规处理已普遍施行，但由于工业废水组分复杂、重金属形态各异，面对日益严格的提标减排要求，目前仍缺乏经济高效的深度处理技术。膜分离法是一种较好的可以深度净化废水中重金属的方法，可以实现水的资源化，然而，膜分离法存在膜浓水的排放问题，也是限制其广泛应用的重大技术瓶颈。吸附法是一种常用的低成本废水处理方法，吸附材料对污染物的吸附容量大，材料可再生利用，使用成本较低，而且通过解吸饱和的吸附材料，可以实现重金属材料的资源化回收利用。但在实际应用中，吸附法也存在问题。一方面在高盐高TDS条件下，极大影响到对重金属的吸附性能，另一方面因工作稳定性的制约，难以实现废水的深度处理与资源化，排放水质不稳定，排放不达标，存在较多污染隐患等缺点，因此选择合适的特异性吸附材料是吸附法处理重金属废水的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种重金属离子废水处理系统，有效处理废水中的至少一种重金属离子，使外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L，达到排放标准。

实现上述目的的技术方案是：一种重金属离子废水处理系统，包括预处理池，用于预处理重金属离子废水；废水酸碱性中和装置，连通于所述预处理池；反渗透膜过滤系统，连通于所述预处理池,用于获取所述预处理池的上清液并对该上清液进行反渗透过滤处理，得到膜浓水和膜产水，以及用于将所述膜浓水返回至预处理池；吸附处理系统，连通于所述预处理池，用于获取所述预处理池的上清液并对该上清液进行吸附处理，得到柱产水；排放调节池，分别连通于所述吸附处理系统、反渗透膜过滤系统，所述排放调节池用于配比混合所述柱产水和膜产水，得到外排水，该外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L；搅拌器，组装于所述预处理池和排放调节池中；其中，所述吸附处理系统设有吸附柱，该吸附柱中填充有吸附材料。

在本实用新型一具体实施例中，所述吸附柱之间并联。

在本实用新型一具体实施例中，所述吸附柱之间串联。

在本实用新型一具体实施例中，所述吸附材料为柔性多孔高分子聚合材料。

在本实用新型一具体实施例中，所述柔性多孔高分子聚合材料压缩后的体积与常态下的体积比为1：5～1:20。

本实用新型的优点是：本实用新型的重金属离子废水处理系统，有效处理废水中的至少一种重金属离子，使外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L，达到排放标准；同时采用的吸附材料具有多孔结构，不易被堵塞，流体力学性能较好，传质性能好，便于水中重金属离子在其内部孔结构中的迁移，及与内表面孔结构中活性官能团的结合，形成稳定的络合物或螯合物。吸附材料在吸附饱和后可再生，再生后吸附能力可恢复95％以上，并可循环利用多次；吸附材料是一种柔性材料，可以被压缩为常态下的体积(原始体积)的五分之一到二十分之一，便于进行固废或实现资源化回收利用，极大的降低重金属废水的处理成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步解释。

图1是本实用新型实施例的重金属离子废水处理系统结构示意图。

其中，

1预处理池； 2反渗透膜过滤系统；

3吸附处理系统； 4排放调节池；

5搅拌器； 11进水口；

12出水口； 13回水口；

31吸附柱。

具体实施方式

以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本实用新型可用以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

实施例，如图1所示，一种重金属离子废水处理系统，包括预处理池1、反渗透膜过滤系统2、吸附处理系统3、排放调节池4、搅拌器5。

在本实施例中，预处理池1包括进水口11、出水口12、回水口13，预处理池1用于预处理重金属离子废水；废水酸碱性中和装置连通于所述预处理池1；搅拌器5组装于所述预处理池1和排放调节池4中，当废水从进水口11进入预处理池1后，废水酸碱性中和装置利用碱液对该废水进行中和处理，搅拌器5进行搅拌，使之充分中和。

在本实施例中，预处理池1中的一出水口12连通于反渗透膜过滤系统2中的进水口，反渗透膜过滤系统2的回水口连接于预处理池1的回水口13，反渗透膜过滤系统2的出水口连通于排放调节池4。

在本实施例中，吸附处理系统3的进水口连通于所述预处理池1的一出水口12，吸附处理系统3的出水口连通于排放调节池4，所述吸附处理系统3设有吸附柱31，该吸附柱31中填充有吸附材料，该吸附材料含有氨基、羧基、羟基、磺酸基、巯基中的至少一种基团。所述吸附柱31之间并联，也可以串联或者单个使用，图1是并联的结构。所述吸附材料为柔性多孔高分子聚合材料。所述柔性多孔高分子聚合材料压缩后的体积与常态下的体积比为1：5～1:20。该高分子聚合材料具有对砷、铅、汞、铬、镉、锌、铜等重金属特异性吸附性能，对碱金属和碱土金属(钾、钙、镁、钠)等吸附力极小。所属吸附材料在吸附饱和后可再生，再生后吸附能力可恢复95％以上，并可循环利用多次使用。

本实施例中，从所述预处理池1分别进入所述反渗透膜过滤系统2和吸附处理系统3的上清液的流量比为0.1～10。

方法实施例1

处理上述镍含量为44.80mg/L的重金属废水的工艺步骤如下：

预处理：将含有镍离子废水排入预处理池1，在预处理池1添加一定量的氢氧化钠溶液，调控预处理池1的pH值至6.7～7.2之间，中和重金属离子废水的酸碱性，获取预处理池1的上层清液。

反渗透过滤处理：将预处理池1中部分上层清液通入反渗透膜过滤系统2，利用反渗透膜对之进行过滤，获得膜浓水和膜产水，反渗透装置膜产水和膜浓水比例为1:1，将所述膜浓水返回至预处理池1。

吸附处理：将预处理池1中部分上层清液通入吸附处理系统3，利用吸附柱31对之进行吸附处理，获得柱产水。吸附装置设置为三个吸附柱31串联，吸附柱31所用吸附材料为柔性多孔重金属吸附材料，该吸附材料是含有氨基、羧基、羟基、磺酸基、巯基等多种活性基团的多孔高分子聚合材料。

排放处理：吸附装置柱产水和反渗透装置膜产水在排水调节池中的排放比例为1:8，最终出水中镍含量的采用原子吸收分光光度计法进行测定，出水浓度小于0.01mg/L。

方法实施例2

处理上述铜含量为0.95mg/L的重金属废水的工艺步骤如下：

预处理：将含有铜离子废水排入预处理池1，在预处理池1添加一定量的氢氧化钠溶液，调控预处理池1的pH值至7.8～8.2之间，中和重金属离子废水的酸碱性，获取预处理池1的上层清液。

反渗透过滤处理：将预处理池1中部分上层清液通入反渗透膜过滤系统2，利用反渗透膜对之进行过滤，获得膜浓水和膜产水，反渗透装置膜产水和膜浓水比例为1:1，将所述膜浓水返回至预处理池1。

吸附处理：将预处理池1中部分上层清液通入吸附处理系统3，利用吸附柱31对之进行吸附处理，获得柱产水。吸附装置设置为单个吸附柱31，吸附柱31所用吸附材料为柔性多孔重金属吸附材料，该吸附材料是含有氨基、羧基、羟基、磺酸基、巯基等多种活性基团的多孔高分子聚合材料。

排放处理：吸附装置柱产水和反渗透装置膜产水在排水调节池中的排放比例为1:2，最终出水中铜含量的采用原子吸收分光光度计法进行测定，出水浓度小于0.01mg/L。

方法实施例3

处理上述含镍、铜、铬的工业废水的工艺步骤如下：

预处理：将含有铜、铜、铬离子废水排入预处理池1，在预处理池1添加一定量的氢氧化钠溶液，调控预处理池1的pH值至7.0～7.2之间，中和重金属离子废水的酸碱性，获取预处理池1的上层清液。

反渗透过滤处理：将预处理池1中部分上层清液通入反渗透膜过滤系统2，利用反渗透膜对之进行过滤，获得膜浓水和膜产水，反渗透装置膜产水和膜浓水比例为1:1，将所述膜浓水返回至预处理池1。

吸附处理：将预处理池1中部分上层清液通入吸附处理系统3，利用吸附柱31对之进行吸附处理，获得柱产水。吸附装置设置为两个吸附柱31串联，吸附柱31所用吸附材料为柔性多孔重金属吸附材料，该吸附材料是含有氨基、羧基、羟基、磺酸基、巯基等多种活性基团的多孔高分子聚合材料。

排放处理：吸附装置柱产水和反渗透装置膜产水在排水调节池中的排放比例为1:2.5，最终出水中镍、铜和铬的含量采用原子吸收分光光度计法进行测定，出水浓度均小于0.01mg/L。

实施例4

处理上述含镍、铜、铬的工业废水的工艺步骤如下：

预处理：将含有铜、铜、铬离子废水排入预处理池1，在预处理池1添加一定量的氢氧化钠溶液，调控预处理池1的pH值至7.1～7.5之间，中和重金属离子废水的酸碱性，获取预处理池1的上层清液。

反渗透过滤处理：将预处理池1中部分上层清液通入反渗透膜过滤系统2，利用反渗透膜对之进行过滤，获得膜浓水和膜产水，反渗透装置膜产水和膜浓水比例为1:1，将所述膜浓水返回至预处理池1。

吸附处理：将预处理池1中部分上层清液通入吸附处理系统3，利用吸附柱31对之进行吸附处理，获得柱产水。吸附装置设置为两个吸附柱31串联，吸附柱31所用吸附材料为柔性多孔重金属吸附材料，该吸附材料是含有氨基、羧基、羟基、磺酸基、巯基等多种活性基团的多孔高分子聚合材料。

排放处理：吸附装置柱产水和反渗透装置膜产水在排水调节池中的排放比例为1:3，最终出水中镍、铜和铬的含量采用原子吸收分光光度计法进行测定，出水浓度均小于0.01mg/L。

作为其他的实施例，本实用新型的重金属处理方法中的排放调节池4中柱产水和膜产水的混合比例的取值范围，在满足相应的最终排放水中金属离子浓度值要求时，可以任意选取混合比例。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种重金属离子废水处理系统，其特征在于，包括

预处理池，用于预处理重金属离子废水；

废水酸碱性中和装置，连通于所述预处理池；

反渗透膜过滤系统，连通于所述预处理池,用于获取所述预处理池的上清液并对该上清液进行反渗透过滤处理，得到膜浓水和膜产水，以及用于将所述膜浓水返回至预处理池；

吸附处理系统，连通于所述预处理池，用于获取所述预处理池的上清液并对该上清液进行吸附处理，得到柱产水；

排放调节池，分别连通于所述吸附处理系统、反渗透膜过滤系统，所述排放调节池用于配比混合所述柱产水和膜产水，得到外排水，该外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L；

搅拌器，组装于所述预处理池和排放调节池中；

其中，所述吸附处理系统设有吸附柱，该吸附柱中填充有吸附材料。

2.根据权利要求1所述的重金属离子废水处理系统，其特征在于，所述吸附柱之间并联。

3.根据权利要求1所述的重金属离子废水处理系统，其特征在于，所述吸附柱之间串联。

4.根据权利要求1所述的重金属离子废水处理系统，其特征在于，所述吸附材料为柔性多孔高分子聚合材料。

5.根据权利要求4所述的重金属离子废水处理系统，其特征在于，所述柔性多孔高分子聚合材料压缩后的体积与常态下的体积比为1：5~1:20。