CN210528647U - 一种含砷制酸废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含砷制酸废水处理装置，属于废水处理技术领域，其包括依次连通的调节池、重金属反应器、化学氧化装置、混凝沉淀装置、MnO₂过滤器、活性炭过滤器、超滤装置、精密过滤器和RO水处理系统，所述重金属反应器、所述混凝沉淀装置、所述MnO₂过滤器、所述活性炭过滤器、所述超滤装置、所述精密过滤器和所述RO水处理系统均与污泥浓缩池连通，所述污泥浓缩池的上清液回流至所述调节池。本实用新型能够有效去除废水中砷及其他重金属离子。

Description

一种含砷制酸废水处理装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体是一种含砷制酸废水处理装置。

背景技术

制酸废水中存在大量的有害物质，特别是砷，砷可区分为有机砷及无机砷，有机砷化合物绝大多数有毒，有些还有剧毒。另外有机砷及无机砷中又分别分为三价砷(As2O3)及五价砷(NaAsO3) ，在生物体内砷价数可互相转变。

最常见的化合物为砷的氢化物或称胂、五氧化二砷和三氧化二砷，及其对应的水化物-砷酸和亚砷酸。砒霜分子式是As2O3是三价砷，亚砷的氧化物。三价砷会抑制含-SH的酵素，五价砷会在许多生化反应中与磷酸竞争，因为键结的不稳定，很快会水解而导致高能键 ( 如 ATP) 的消失。

砷的许多化合物都含有致命的毒性，会导致肠胃道、肝脏、肾脏毒性、心血管系统毒性、神经系统毒性、皮肤毒性、呼吸系统毒性、血液系统毒性、生殖危害、致癌性、急性砷中毒的发生，含砷污水不做处理直接排放，将对水体和环境造成严重的危害，严重时将直接危及人的生命安全。因此含砷污水在排放时，必须满足排放标准的相关要求，必须采用一套技术成熟且性能可靠的处理系统。

公告号为CN 203360177 U的专利公开了一种含砷废水处理系统，它包括通过管道依次连通的用于调节废水水质和水量的预处理装置、用于沉淀废水中的砷的两级物化装置、用于进一步去除废水中杂质及金属离子的二次处理装置。本实用新型提供的含砷废水处理系统，使含砷废水经处理后有效滤除砷离子，实现废水达标排放。但是，该实用新型仅通过化学方法除砷，效果有限，而且，其采用空气搅拌装置进行化学氧化，效率低。

发明内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术的不足，提供的一种能够有效去除废水中砷及其他重金属离子的含砷制酸废水处理装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种含砷制酸废水处理装置，包括依次连通的调节池、重金属反应器、化学氧化装置、混凝沉淀装置、MnO₂过滤器、活性炭过滤器、超滤装置、精密过滤器和RO水处理系统，所述重金属反应器、所述混凝沉淀装置、所述MnO₂过滤器、所述活性炭过滤器、所述超滤装置、所述精密过滤器和所述RO水处理系统均与污泥浓缩池连通，所述污泥浓缩池的上清液回流至所述调节池。

进一步的，所述MnO₂过滤器为填充二氧化锰的可再生过滤器。

进一步的，所述活性炭过滤器为填充活性炭的可再生过滤器。

进一步的，所述污泥浓缩池与污泥脱水机房里的污泥脱水机连通，所述污泥脱水机产生的渗滤液回流至所述调节池。

进一步的，所述调节池内设置pH在线监测仪，所述调节池设置加碱装置，进行pH调节，将pH调节至8.5时，进入后续处理。

进一步的，所述重金属反应器上设置重金属离子捕捉剂装置和絮凝剂装置Ⅰ。

进一步的，所述重金属反应器内产生的沉淀物排入所述污泥浓缩池，所述重金属反应器内的上清液进入所述化学氧化装置。

进一步的，所述化学氧化装置出水进入所述混凝沉淀装置，所述混凝沉淀装置上设置混凝剂装置和絮凝剂装置Ⅱ。

进一步的，所述化学氧化装置上设置臭氧装置。

进一步的，所述活性炭过滤器与所述超滤装置之间设置中间水箱。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型含砷制酸废水处理装置，制酸废水经预处理后进入调节池，在调节池中设置PH在线监测系统，根据监测仪表的数据反馈，采用投加石灰的方式，进行PH调节，将PH调节至8.5左右时，进入后续处理系统。

调节PH值后的污水用泵泵入重金属反应器中，在该反应设备中加入重金属离子捕捉剂及絮凝剂，在该反应器的反应区能使污水中的Hg²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Cr⁶⁺、Cr³⁺、AS³⁺ 、AS^{5 +}、Fe²⁺、Fe³⁺等重金属离子能迅速形成大分子螯合物，在絮凝剂的作用下能迅速形成易沉淀的颗粒物质，在该设备的沉淀区能使污水中的固液迅速分离，固相迅速沉积在设备底部，最终以泥的形式排放到污泥浓缩池中。上清液经收水装置的收集后进入化学氧化装置，在化学氧化装置内加入氧化药剂，将污水中As³⁺氧化为As⁵⁺，化学氧化装置出水进入混凝沉淀装置，在上水管道上设置静态管道混合器，从管道混合器中加入混凝剂与絮凝剂，去除污水中部分含砷污染物、悬浮物，及上道工序未沉淀完全的小颗粒金属螯合物及小分子物质，从而进一步降低污水中的污染物浓度。混凝沉淀装置出水进入二氧化锰过滤器中，利用MnO₂对含As³⁺废水进行了吸附。MnO₂对As³⁺有着较强的吸附能力，其饱和吸附量为44.06mg/g（δ-MnO₂）和17.9 mg/g(ε-MnO₂)，阴离子的存在使MnO₂吸附量有所下降，一些阳离子（如Ga³⁺、In^{3 +}）可增加其吸附量，吸附后的MnO₂经解吸后可重复使用。经二氧化锰过滤器吸附过滤后的废水进入活性炭过滤罐，在活性炭的吸附过滤下能进一步降低污水中的As³⁺ 和As⁵⁺。活性炭过滤器出水进入中间水池（为后续超滤反渗透提供稳定的水源），经泵提升进入超滤装置、精密过滤器和RO水处理系统，确保出水中总砷及其他重金属的达标排放。

超滤装置和RO水处理系统产生的浓水进入污泥浓缩池，浓缩池上清液进入系统再次处理。浓缩池浓缩后的高浓度污泥经板框压滤机脱水后固化，由有关部门按危废统一处理。

附图说明

图1是本实用新型的结构流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步清楚阐述本实用新型的内容，但本实用新型的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

实施例一

如图1所示，一种含砷制酸废水处理装置，包括依次连通的调节池1、重金属反应器2、化学氧化装置3、混凝沉淀装置4、MnO₂过滤器5、活性炭过滤器6、超滤装置7、精密过滤器8和RO水处理系统9，所述重金属反应器2、所述混凝沉淀装置4、所述MnO₂过滤器5、所述活性炭过滤器6、所述超滤装置7、所述精密过滤器8和所述RO水处理系统9均与污泥浓缩池10连通，所述污泥浓缩池10的上清液回流至所述调节池1。

具体的，所述MnO₂过滤器5为填充二氧化锰的可再生过滤器。

所述活性炭过滤器6为填充活性炭的可再生过滤器。

所述污泥浓缩池10与污泥脱水机房11里的污泥脱水机连通，所述污泥脱水机产生的渗滤液回流至所述调节池。

所述调节池1内设置pH在线监测仪，所述调节池1设置加碱装置12，进行pH调节，将pH调节至8.5时，进入后续处理，所述加碱装置12为静态管道混合器，其中设置生石灰。

所述重金属反应器2上设置重金属离子捕捉剂装置13和絮凝剂装置Ⅰ14，分别用于投放重金属捕捉剂和絮凝剂，所述重金属离子捕捉剂装置13和所述絮凝剂装置Ⅰ14均为静态管道混合器。

所述重金属反应器2内产生的沉淀物排入所述污泥浓缩池10，所述重金属反应器2内的上清液进入所述化学氧化装置3。

所述化学氧化装置3出水进入所述混凝沉淀装置4，所述混凝沉淀装置4上设置混凝剂装置17和絮凝剂装置Ⅱ16，分别用于投放混凝剂和絮凝剂，所述混凝剂装置17和絮凝剂装置Ⅱ16均为静态管道混合器。

所述化学氧化装置3上设置臭氧装置15，所述臭氧装置15为所述化学氧化装置3提供臭氧。

所述活性炭过滤器6与所述超滤装置7之间设置中间水箱，用于储存中间水。

所述MnO₂过滤器5连接再生装置Ⅰ18，所述活性炭过滤器6连接再生装置Ⅱ19。

本实用新型实施例中，调节池收集生产工艺中预处理后的污水，对污水的水质和水量进行调节。由于生产过程中产生的污水量不是均匀的进入系统，而且进入系统的污水水质也在不断的变化，这种情况下如果直接进入污水处理系统会对系统造成很大的冲击，故设置调节池起到调节各时段水质水量的作用。同时在调节池中将污水PH调到8.5左右。

在重金属反应器中加入重金属离子捕捉剂及絮凝剂，在该反应器的反应区能使污水中的Hg²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Cr⁶⁺、Cr³⁺、AS³⁺ 、AS⁵⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等重金属离子能迅速形成大分子螯合物，在絮凝剂的作用下能迅速形成易沉淀的颗粒物质，在该设备的沉淀区能使污水中的固液迅速分离，固相迅速沉积在设备底部，最终以泥的形式排放到污泥浓缩池中。

化学氧化装置采用O₃作为氧化剂，臭氧（O₃）是氧（O₂）的同素异形体，是一种很强的氧化剂和消毒剂。臭氧是由3个氧原子成等腰三角形构成，密度为2.144 kg/m3，它在水中的溶解度是氧气的10多倍。臭氧的氧化能力很强，其氧化还原电位为2.08 V，远远高于水厂常用的消毒剂液氯（氧化还原电位为1.36 V），能将As³⁺氧化为As⁵⁺。

在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。混凝沉淀法在水处理中的应用是非常广泛的，它既可以降低原水的浊度、色度等水质的感观指标，又可以去除多种有毒有害污染物。

MnO₂过滤器利用二氧化锰作为过滤介质，利用MnO₂对含As³⁺废水进行了吸附。MnO₂对As³⁺有着较强的吸附能力，其饱和吸附量为44.06mg/g（δ-MnO₂）和17.9 mg/g(ε-MnO₂)，阴离子的存在使MnO₂吸附量有所下降，一些阳离子（如Ga³⁺、In³⁺）可增加其吸附量，吸附后的MnO₂经解吸后可重复使用。经二氧化锰过滤器吸附过滤后的废水进入活性炭过滤罐，在活性炭的吸附过滤下能进一步降低污水中的As³⁺ 和As⁵⁺。同时能够有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等，最终达到降低水浊度、净化水质效果的一种高效过滤设备。系统配置完善的保护装置和监测仪表,且具有反冲洗再生功能，再生液采用2mol/L的氢氧化钠（含5% 硫氢化钠）作洗脱液洗涤，可完全回收As(III)并使树脂再生循环利用。泥垢等污染物很快被冲走，耗水量少，按用户要求可设置全自动功能。在一定的压力下，使原液通过该介质的触絮凝、吸附、截留，去除杂质，从而达到过滤的目的。其过滤精度在0.005－0.01m之间,可有效去除胶体微粒及高分子有机物。

活性炭过滤器利用活性炭作为过滤介质，能够有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等，最终达到降低水浊度、净化水质效果的一种高效过滤设备。系统配置完善的保护装置和监测仪表，泥垢等污染物很快被冲走，耗水量少，按用户要求可设置全自动功能。在一定的压力下，使原液通过该介质的触絮凝、吸附、截留，去除杂质，从而达到过滤的目的。其过滤精度在0.005－0.01m之间,可有效去除胶体微粒及高分子有机物。

经过活性炭过滤后的出水流到中间水箱进行储存，然后由中间水泵提升至多介质过滤器再进一步处理。

超滤装置用于分离水的悬浮物和细菌，降低原水中的浊度，使超滤出水SDI≤3.0，超滤产水进入超滤水池。超滤装置采用中空纤维膜组件，具有出水水质好、透过量大等特点。能进一步去除水中的悬浮物和胶体硅，及其他加大分子的物质(蛋白质、核酸、多糖等)以及细菌、有机物等杂质，更加有效降低SDI值，为反渗透减少去除压力，从而被称为反渗透的最佳预处理单元，可以有效延长反渗透膜寿命。确保后续设备的正常运行。超滤装置对于从稀溶液中分离溶质具有广泛的适应性；超滤过程无相态转化,常温操作,节约能源，对热敏性物质的分离尤为适宜；超滤分离过程简单，配套装置少，操作运行简便，维护费用低；超滤膜耐化学药品腐蚀，PH适应范围广；中空纤维超滤装置单位体积中膜面积大，投资费用最低，清洗简单等特点。

精密过滤器（又称作保安过滤器），筒体外壳一般采用不锈钢材质制造，内部采用PP熔喷、线烧、折叠、钛滤芯、活性炭滤芯等管状滤芯作为过滤元件，根据不同的过滤介质及设计工艺选择不同的过滤元件，以达到出水水质的要求。用于各种悬浮液的固液分离，环境要求比较高的，过滤精度比较高的药液过滤，适用范围广，适用于医药、食品、化工、环保、水处理等工业领域。罐体材质可分为玻璃钢罐、碳钢罐、不锈钢罐。

反渗透水处理系统，其原理是原水在高压力的作用下通过反渗透膜，水中的溶剂由高浓度向低浓度扩散从而达到分离、提纯、浓缩的目的，由于它与自然界的渗透方向相反，因而称它为反渗透。

反渗透可以去除水中的细菌、病毒、胶体、有机物和98%以上的溶解性盐类。该方法具有运行成本低，操作简单，自动化程度高，出水水质稳定等特点。与其他传统的水处理方法相比具有明显的优胜，广泛运用于水处理相关行业。

系统具有如下特点：

（1）脱盐率高，又可以同时除去细菌、毒素及其它有机物，出水水质符合国标GBI7323-1998标准；

（2）反渗透纯水设备主件采用进口复合膜元件及进口高压不锈钢泵，进水适应性、脱盐率和使用寿命等方面，与其它反渗透元件相比，具有独特的优点;

（3）设计压力：1.05~1.6Mpa，脱盐率：96~99%；

（4）自动化程度高，运行稳定，故障率低且运行费用低等优点；

（5）能耗低，运行成本低；

（6）结构合理，占地面积少；

（7）先进的膜保护系统，在设备关机时，淡化水可自动将膜表面的污染物冲洗干净，延长膜寿命；

（8）系统无易损部件，无需大量维修，运行长期有效。

污泥浓缩池采用处理高浊度水的沉淀池，池中澄清、浓缩过程同时进行，清水层、沉降层、过滤层、压缩层同时存在。当污泥量较少，可考虑间歇运行、静止沉降浓缩的办法。污泥浓缩池是在构造上与一般沉淀池相同，而运行上有其特点常用于处理高浊度水的沉淀池。池中澄清、浓缩过程同时进行，清水层、沉降层、过滤层、压缩层同时存在；浓缩后污泥的含水率达到96%，上清液可进入调节池重新处理，浓缩后污泥业主方可考虑外运处理。

经本实用新型含砷制酸废水处理装置处理后的废水，污染物的去除率见下表：

从表中可以看出，经过本工艺流程处理后，出水达到污水排放标准。

Claims (10)

1.一种含砷制酸废水处理装置，其特征在于：包括依次连通的调节池、重金属反应器、化学氧化装置、混凝沉淀装置、MnO₂过滤器、活性炭过滤器、超滤装置、精密过滤器和RO水处理系统，所述重金属反应器、所述混凝沉淀装置、所述MnO₂过滤器、所述活性炭过滤器、所述超滤装置、所述精密过滤器和所述RO水处理系统均与污泥浓缩池连通，所述污泥浓缩池的上清液回流至所述调节池。

2.如权利要求1所述的含砷制酸废水处理装置，其特征在于：所述MnO₂过滤器为填充二氧化锰的可再生过滤器。

3.如权利要求1所述的含砷制酸废水处理装置，其特征在于：所述活性炭过滤器为填充活性炭的可再生过滤器。

4.如权利要求1所述的含砷制酸废水处理装置，其特征在于：所述污泥浓缩池与污泥脱水机房里的污泥脱水机连通，所述污泥脱水机产生的渗滤液回流至所述调节池。

5.如权利要求1所述的含砷制酸废水处理装置，其特征在于：所述调节池内设置pH在线监测仪，所述调节池设置加碱装置，进行pH调节。

6.如权利要求5所述的含砷制酸废水处理装置，其特征在于：所述重金属反应器上设置重金属离子捕捉剂装置和絮凝剂装置Ⅰ。

7.如权利要求6所述的含砷制酸废水处理装置，其特征在于：所述重金属反应器内产生的沉淀物排入所述污泥浓缩池，所述重金属反应器内的上清液进入所述化学氧化装置。

8.如权利要求7所述的含砷制酸废水处理装置，其特征在于：所述化学氧化装置出水进入所述混凝沉淀装置，所述混凝沉淀装置上设置混凝剂装置和絮凝剂装置Ⅱ。

9.如权利要求8所述的含砷制酸废水处理装置，其特征在于：所述化学氧化装置上设置臭氧装置。

10.如权利要求9所述的含砷制酸废水处理装置，其特征在于：所述活性炭过滤器与所述超滤装置之间设置中间水箱。

Images