CN216662761U

CN216662761U - 重金属废水处理系统

Info

Publication number: CN216662761U
Application number: CN202122747984.8U
Authority: CN
Inventors: 黄钰航; 谢奇旭; 谭发祥
Original assignee: Suzhou Topco Construction Ltd
Current assignee: Suzhou Topco Construction Ltd
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2031-11-10

Abstract

本实用新型公开一种重金属废水处理系统，包括一前端电吸附装置、一后端电吸附装置以及一水质重金属浓度分析仪。前端电吸附装置与后端电吸附装置各具有一输入端以及一处理水排放端，后端电吸附装置的输入端通过一输送管线与前端电吸附装置的处理水排放端连通，且第一水质重金属浓度分析仪经配置以对所述输送管线内的水体进行重金属浓度的分析。又整体处理过程中，可借由导入电吸附装置，将待处理水中的重金属先行浓缩后，再进入加药处理装置，而不需要添加大量的药剂如重金属去除药剂或酸碱药剂。因此，能提高重金属废水的处理效能，并快速达成水质净化的目标。

Description

重金属废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种废水处理系统，特别是涉及一种处理高效、操作便利，而且环境与经济效益都相当优异的重金属废水处理系统。

背景技术

许多产业包括电镀产业、电子产业及电池产业等产生的废水中都含有大量的重金属(如镉、镍、汞、锌等)，如直接排放会造成生态环境恶化，威胁人类与动植物的健康。重金属的种类繁多，能以不同的形态存在于水中，且许多重金属在水中不能被分离而稳定存在，处理难度高。

目前常用的重金属废水处理方法有药剂处理法及吸附法。药剂处理法是额外添加重金属去除药剂与水中金属离子反应形成固体物质，随后经过混凝、胶凝、固液分离等步骤将固体物质移出水中，处理水达标后排放。然而，当水中重金属浓度低于一定程度时，药剂的需求量将会呈倍数的增加，伴随产生的污泥量也会不断增加，对环境有不利影响。

吸附法则是用固相吸附材料(如树脂)将废水中的重金属离子分离出来，处理水达标后排放；另外，固相吸附材料的再生液也需另行处理至符合相关规定后始得排放。然而，固相吸附材料的再生液一般属于强酸，因而在进行后端添加重金属去除药剂、混凝或胶凝处理时往往要投放大量液碱，以将酸碱值控制在中性偏碱以利固体物质的形成，也就提高了废水的导电度，不利于水质净化。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种重金属废水处理系统，借由将待处理的废水导入前端电吸附装置，快速去除废水中的重金属，若水体的重金属浓度达到要求则直接排放，否则就再导入后端电吸附装置或加药处理装置再一次净化。

为了解决上述的技术问题，本实用新型所采用的其中一技术方案是提供一种重金属废水处理系统，其包括一前端电吸附装置、一后端电吸附装置以及一第一水质重金属浓度分析仪。所述后端电吸附装置的一第一输入端通过一输送管线与所述前端电吸附装置的一处理水排放端连通，所述第一水质重金属浓度分析仪经配置以对所述输送管线内的水体进行重金属浓度的分析。

在本实用新型的一实施例中，所述第一水质重金属浓度分析仪接设于所述输送管线。

在本实用新型的一实施例中，所述重金属废水处理系统还包括一加药处理装置以及一过滤装置，所述加药处理装置的一第一输入端与所述前端电吸附装置的一浓水排放端连通，所述过滤装置的一输入端与所述加药处理装置的一排放端连通，且所述后端电吸附装置的一第二输入端与所述过滤装置的一第一排放端连通。

在本实用新型的一实施例中，所述重金属废水处理系统还包括一污泥浓缩装置，所述污泥浓缩装置的一输入端与所述过滤装置的一第二排放端连通。

在本实用新型的一实施例中，所述重金属废水处理系统还包括一脱水装置，所述脱水装置的一输入端与所述污泥浓缩装置的一排放端连通。

在本实用新型的一实施例中，所述前端电吸附装置的一输入端与另一输送管线连通。所述重金属废水处理系统还包括一第二水质重金属浓度分析仪，且所述第二水质重金属浓度分析仪经配置以对所述另一输送管线内的水体进行重金属浓度的分析。

在本实用新型的一实施例中，所述第二水质重金属浓度分析仪接设于所述另一输送管线。

在本实用新型的一实施例中，所述前端电吸附装置与所述后端电吸附装置各为一电容式电吸附装置。

在本实用新型的一实施例中，所述输送管线具有一分岐点，且所述分岐点与一排放管线连通。所述后端电吸附装置的一处理水排放端与另一排放管线连通。

在本实用新型的一实施例中，所述后端电吸附装置的一浓水排放端通过一回流管线与所述加药处理装置的一第二输入端连通。

本实用新型的其中一有益效果在于，本实用新型的重金属废水处理系统，其能通过“所述后端电吸附装置的一第一输入端通过一输送管线与所述前端电吸附装置的一处理水排放端连通，所述第一水质重金属浓度分析仪经配置以对所述输送管线内的水体进行重金属浓度的分析”的技术方案，以提高重金属废水的处理效能，且整体处理过程中，可借由导入电吸附装置，将待处理水中的重金属先行浓缩后，再进入加药处理装置，而不需要添加大量的药剂(如重金属去除药剂或酸碱药剂)，有利于水质净化和环境保护。此外，本实用新型的重金属废水处理系统在操作上很便利，且减少了产生的污泥量和污泥处置成本。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的重金属废水处理系统的示意图。

图2为本实用新型第二实施例的重金属废水处理系统的示意图。

图3为本实用新型第三实施例的重金属废水处理系统的示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本实用新型所公开有关“重金属废水处理系统”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本实用新型的优点与效果。本实用新型可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本实用新型的构思下进行各种修改与变更。另外，本实用新型的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本实用新型的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

虽然本文中使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述废水或污泥的输送管线，但这些术语主要是用来区分一输送管线与另一输送管线，或区分一排放管线与另一排放管线，而非用来限制这些输送管线。

第一实施例

请参阅图1，显示本实用新型第一实施例的重金属废水处理系统Z1。如图1所示，重金属废水处理系统Z1主要包括一前端电吸附装置1、一后端电吸附装置2及一第一水质重金属浓度分析仪3。后端电吸附装置2与前端电吸附装置1连通，第一水质重金属浓度分析仪3经配置以对经过前端电吸附装置1处理的废水进行重金属浓度的分析。使用时，待处理的废水先导入前端电吸附装置1，快速去除水体中的重金属，若水体中重金属浓度达到要求则直接回收或排放，否则就再导入后端电吸附装置2再一次吸附去除重金属。

在本实施例中，前端电吸附装置1为一电容式电吸附装置，其中前端电吸附装置1具有一输入端11、一处理水排放端12及一浓水排放端13。输入端11经配置以将待处理的重金属废水引进装置内进行第一次离子电吸附，即施加电场(外加电压)驱使水体中的阴、阳离子分别向着带相反电性的电极移动，并以电双层的形式吸附在电极(如碳电极)的表面上，以去除水体中大部分的重金属离子如Mn²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺、Ni²⁺和Cd²⁺。处理水排放端12经配置以将经过第一次离子电吸附的废水排出装置外，以便进行后续处理、回收或排放。值得说明的是，当电极吸附达饱和之后，只要撤去电场(停止供给电压)便可使吸附在电极上的离子重新回到水体中，且所形成的浓水可以从浓水排放端13排出装置外，以便进行后续处理、回收或排放。

后端电吸附装置2的构造和操作方式与前端电吸附装置1相同，其中后端电吸附装置2具有一第一输入端21、一处理水排放端22及一浓水排放端23。第一输入端21经配置以将经过第一次离子电吸附的废水(经过前端电吸附装置1处理的废水)引进装置内进行第二次离子电吸附，即施加电场(外加电压)驱使水体中的阴、阳离子分别向着带相反电性的电极移动，并以电双层的形式吸附在电极(如碳电极)的表面上，以去除水体中残留的重金属离子如Mn²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺、Ni²⁺和Cd²⁺。另外，处理水排放端22经配置以将经过第二次离子电吸附的废水排出装置外，以便进行回收或排放。浓水排放端23经配置以将电极解吸后形成的浓水(吸附在电极上的离子重新回到水体中导致溶质增加)排出装置外，以便进行后续处理、回收或排放。

实际应用时，前端电吸附装置1与后端电吸附装置2内可以只设有一个电极模块，也可以设有多个串联的电极模块，其中不同电性的电极相隔一定距离。

更进一步来说，后端电吸附装置2的第一输入端21可通过第一输送管线A1与前端电吸附装置1的处理水排放端12连通，且第一水质重金属浓度分析仪3经配置以对第一输送管线A1内的水体进行水质重金属浓度分析，以得知当下处理水的重金属浓度。又，第一输送管线A1可具有一分岐点P，且分岐点P与第一排放管线B1连通，后端电吸附装置2的处理水排放端22可与第二排放管线B2连通，且第二排放管线B2与第一排放管线B1可进一步连接至同一条管线。另外，前端电吸附装置1的输入端11可通过第二输送管线A2引进待处理的重金属废水；重金属废水可先经过预处理以减少水体中对离子电吸附效果有负面影响的物质，然后再被导入第二输送管线A2。

实际应用时，第一水质重金属浓度分析仪3可接设于第一输送管线A1，且可以自动采集第一输送管线A1内的水样来进行分析，例如通过自动采集器从目标管线区域(如第一输送管线A1的上游区域)内采集水样。然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本实用新型。在一些实施例中，也可以通过人工方式从目标管线区域内采集水样后，再移置至第一水质重金属浓度分析仪3进行分析。

请再参阅图1，重金属废水处理系统Z1还可包括一第二水质重金属浓度分析仪4，且第二水质重金属浓度分析仪4经配置以对第二输送管线A2内的水体进行水质重金属浓度分析，操作方式与第一水质重金属浓度分析仪3相同，以得知进流水(待处理的重金属废水)的重金属浓度，如此便可以在处理水重金属浓度达到进流水重金属浓度的一定比例以上(如90％以上)时，启动前端电吸附装置1的离子解吸及冲刷排出浓水程序，以确保稳定的废水处理效果。

第二实施例

请参阅图2，显示本实用新型第二实施例的重金属废水处理系统Z2。如图2所示，除了在第一实施例中描述过的前端电吸附装置1、后端电吸附装置2、第一水质重金属浓度分析仪3与第二水质重金属浓度分析仪4之外，重金属废水处理系统Z2还包括一加药处理装置5及一过滤装置6，配置于前端电吸附装置1与后端电吸附装置2之间，以将前端电吸附装置1与后端电吸附装置2所排出的浓水净化，从而提高系统的整体水回收率，并实现无浓水排放。

在本实施例中，加药处理装置5可包括一反应槽，其具有一第一输入端51、一加药端52及一排放端53。第一输入端51经配置以将前端电吸附装置1所排出的浓水引进装置内进行加药处理，使废水中的重金属污染物与另外添加的重金属去除药剂反应形成固体物质(如含重金属固体颗粒)。加药端52经配置以将定量的重金属去除药剂投加到浓水中。排放端53经配置以将加药处理水排出装置外。

另外，过滤装置6可包括一膜过滤器，其具有一输入端61、一第一排放端62及一第二排放端63。输入端61经配置以将加药处理水引进装置内进行过滤，所采用的过滤膜可为一微过滤膜或一超过滤膜，以去除水体中的悬浮固体和泥状物质。第一排放端62经配置以将过滤水排出装置外，第二排放端63经配置以将从水体中过滤出的悬浮固体和泥状物质排出装置外。

实际应用时，加药处理装置5的第一输入端51可通过第三输送管线A3与前端电吸附装置1的浓水排放端13连通，过滤装置6的输入端61可通过第四输送管线A4与加药处理装置5的排放端53连通。又，后端电吸附装置2还可具有一第二输入端24，其可通过第五输送管线A5与过滤装置6的第一排放端62连通。为了提高重金属废水处理系统Z1的循环性和实用性，加药处理装置5还可具有一第二输入端54，其可通过一回流管线C1与后端电吸附装置2的浓水排放端23连通。

第一实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。同样地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第一实施例中。

第三实施例

请参阅图3，显示本实用新型第三实施例的重金属废水处理系统Z3。如图3所示，除了在第一和第二实施例中描述过的前端电吸附装置1、后端电吸附装置2、第一水质重金属浓度分析仪3、第二水质重金属浓度分析仪4、加药处理装置5与过滤装置6之外，重金属废水处理系统Z3还包括一污泥浓缩装置7及一脱水装置8。污泥浓缩装置7与过滤装置6连通，且脱水装置8与污泥浓缩装置7连通。

在本实施例中，污泥浓缩装置7可为一重力浓缩装置、一气浮浓缩装置或一离心浓缩装置，其具有一输入端71及一排放端72。输入端71经配置以将从加药处理水中过滤出的污泥引进装置内进行浓缩，以提高污泥浓度并降低污泥的体积，排放端72经配置以将经过浓缩的污泥排出装置外。另外，脱水装置8可为一机械脱水装置，其具有一输入端81用以将经过浓缩的污泥引进装置内进行脱水，完成后得到的金属固体废弃物可移置至指定场所进行最终处理与处置(如稳定、固化、掩埋或焚烧)。

实际应用时，污泥浓缩装置7的输入端71可通过第六输送管线A6与过滤装置6的第二排放端63连通，且脱水装置8的输入端81可通过第七输送管线A7与污泥浓缩装置7的排放端72连通。

第一和第二实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。同样地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第一和第二实施例中。

实施例的有益效果

更进一步来说，可进一步于前端电吸附装置与后端电吸附装置之间配置加药处理装置与过滤装置，以将前端电吸附装置与后端电吸附装置所排出的浓水净化，从而提高系统的整体水回收率，并实现无浓水排放。此外，在加药处理装置与过滤装置的存在下，重金属废水处理系统的循环性和实用性可以得到提升。

更进一步来说，由于前端电吸附装置与后端电吸附装置所排出浓水中的重金属离子被进一步浓缩，加药处理装置以较少的加药量便能达到一定程度的重金属离子去除效果；即使水体的重金属浓度还未达到要求，仍可通过后端电吸附装置吸附去除重金属。

更进一步来说，本实用新型舍弃了添加混凝剂及胶凝剂使颗粒物质聚集而更容易被去除的方式，改采用过滤装置直接滤除水体中的颗粒物质，既能节省混凝剂及胶凝剂的费用，以及避免胶凝剂造成后端电吸附装置及管路阻塞，又能减少需处置的污泥量。

以上所公开的内容仅为本实用新型的优选可行实施例，并非因此局限本实用新型的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的权利要求书的保护范围内。

Claims

1.一种重金属废水处理系统，其特征在于，所述重金属废水处理系统包括：

一前端电吸附装置；

一后端电吸附装置，所述后端电吸附装置的一第一输入端通过一输送管线与所述前端电吸附装置的一处理水排放端连通；以及

一第一水质重金属浓度分析仪，所述第一水质重金属浓度分析仪经配置以对所述输送管线内的水体进行重金属浓度的分析。

2.根据权利要求1所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述第一水质重金属浓度分析仪接设于所述输送管线。

3.根据权利要求1所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述重金属废水处理系统还包括一加药处理装置以及一过滤装置，所述加药处理装置的一第一输入端与所述前端电吸附装置的一浓水排放端连通，所述过滤装置的一输入端与所述加药处理装置的一排放端连通，且所述后端电吸附装置的一第二输入端与所述过滤装置的一第一排放端连通。

4.根据权利要求3所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述重金属废水处理系统还包括一污泥浓缩装置，所述污泥浓缩装置的一输入端与所述过滤装置的一第二排放端连通。

5.根据权利要求4所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述重金属废水处理系统还包括一脱水装置，所述脱水装置的一输入端与所述污泥浓缩装置的一排放端连通。

6.根据权利要求1所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述前端电吸附装置的一输入端与另一输送管线连通；其中，所述重金属废水处理系统还包括一第二水质重金属浓度分析仪，且所述第二水质重金属浓度分析仪经配置以对所述另一输送管线内的水体进行重金属浓度的分析。

7.根据权利要求6所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述第二水质重金属浓度分析仪接设于所述另一输送管线。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述前端电吸附装置与所述后端电吸附装置各为一电容式电吸附装置。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述输送管线具有一分岐点，且所述分岐点与一排放管线连通；其中，所述后端电吸附装置的一处理水排放端与另一排放管线连通。

10.根据权利要求3至5中任一项所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述后端电吸附装置的一浓水排放端通过一回流管线与所述加药处理装置的一第二输入端连通。