CN217535737U - 一种废水中重金属去除用处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种废水中重金属去除用处理系统，该系统包括循环连接的重金属反应池(1)、固液分离池(2)、厌氧生物反应池(3)和脱气塔(4)；该系统还包括与脱气塔(4)相连的储气罐(5)，以及与厌氧生物反应池(3)循环相连的膜池(6)，所述的膜池(6)与储气罐(5)和脱气塔(4)相连。所述的重金属反应池(1)设有用于导入含重金属废水的废水进口，用于导入脱气塔(4)中吸收液的碱液进口，以及用于将反应液导入到固液分离池(2)的反应液出口。与现有技术相比，本实用新型具有避免硫化物的添加，实现重金属、有机物COD同时去除等优点。

Description

一种废水中重金属去除用处理系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及一种废水中重金属去除用处理系统。

背景技术

重金属的污染主要来源工业污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境，在人和动物、植物中富集，从而对环境和人的健康造成很大的危害。

水中重金属离子处理技术主要分为四大类：物理化学法、吸附法、微生物法以及膜分离技术。

吸附法产生好多的固体废物，生物法无法处理较高浓度的重金属，而膜分离技术只是把重金属浓缩，并没有实际去除重金属或固定重金属，仍然需要处理膜浓液。

因此，化学沉淀法是主要的成熟的处理工艺，其将水中重金属离子通过化学反应转变成低溶解度的重金属化合物，再采用过滤法将水溶液中的重金属化合物去除，化学沉淀法发展时间长，工艺成熟，通常中和法采用硫化物沉淀，但需消耗大剂量的化学药品，成本昂贵。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种避免或降低硫化物的添加，实现重金属、有机物COD同时去除的废水中重金属去除用处理系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种废水中重金属去除用处理系统，该系统包括循环连接的重金属反应池、固液分离池、厌氧生物反应池和脱气塔；

该系统还包括与脱气塔相连的储气罐，以及与厌氧生物反应池循环相连的膜池，所述的膜池与储气罐和脱气塔相连。

进一步地，所述的重金属反应池设有用于导入含重金属废水的废水进口，用于导入脱气塔中吸收液的碱液进口，以及用于将反应液导入到固液分离池的反应液出口。

进一步地，所述的重金属反应池内还包括的搅拌桨；该重金属反应池还与重金属捕捉剂储罐相连。

废水进入到重金属反应池与从脱气塔里来的碱液吸收后硫化物结合反应形成沉淀物，吸收液中包含吸收后的硫化物，与部分氢氧化物，能与重金属很有效地结合形成沉淀物，重金属捕捉剂根据实际运行情况可以适当的补充。反应器中通过搅拌得到混合保证反应的均一，同时还根据水质条件控制反应的配比与反应的pH等控制条件。

进一步地，所述的固液分离池设有用于导入重金属反应池反应液的分离液进口，用于导出上清液至厌氧生物反应池的上清液出口，以及用于将沉淀物排出的沉淀物出口。

进一步地，所述的固液分离池内设有沉淀斜板或沉淀斜管；该固液分离池还与混凝剂储罐或絮凝剂储罐相连。

重金属反应池产生的固液混合物进入固液分离池进行固液分离，固液分离可以是重力分离、过滤分离、膜分离等。固液混合物通过投加混凝剂、絮凝剂加速沉淀，混凝剂包括：铁盐、铝盐类混凝剂，及高分子混凝剂，包括聚合氯化铝(PAC)，硫酸铁，硫酸亚铁，氯化铁，氯化亚铁，氯化铝，明矾，聚合氯化铁等，絮凝剂：聚丙烯酰胺(PAM)；固液分离后，清水进入下游工艺，固体通过泵排放进入脱水装置后外拉处理。

进一步地，所述的厌氧生物反应池设有用于排出反应气体至脱气塔的反应气出口，用于引入固液分离池中上清液的反应液进口，以及用于将反应后污泥排出至膜池的污泥排放口。

进一步地，所述的厌氧生物反应池内包括反应所需的污泥，该污泥中包含用于将废水中硫酸根离子还原成硫离子的硫还原菌。

生化池是厌氧工艺，控制溶解氧浓度在0.1ppm以下，可以通过机械搅拌、泵循环搅拌、惰性气体曝气等方式实现反应器中污泥的混合。可以是活性污泥法、生物接触氧化法、流化床生物膜法；如果碳和硫酸根比例失衡的时候可以适当投加碳源。通常保持碳与硫酸根的质量比例在(1-5):(1-5)之间，碳源包括，葡萄糖，醋酸钠，甲醇，乙醇，醋酸等水处理工艺常见碳源中的一种或多种。

进一步地，所述的脱气塔设有用于引入碱液的碱液进口，用于将吸收液外排至重金属反应池的吸收液出口，用于将剩余气体排出至储气罐的余气出口，以及用于将厌氧生物反应池和/或膜池中的气体引入的废气进口。

进一步地，所述的脱气塔内设有填料，还设有碱液循环机构，该碱液循环机构包括依次连接的碱液循环泵、管道以及喷淋头。

脱气塔可以采用一级或多级碱液喷淋系统，或采用脱气膜，脱气膜可以是中空纤维或平板膜，也可以是有机材料或无机材料；碱液可以是：氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种。喷淋塔设置填料，可以是一级或多级填料；采用固定床填料，填料种类与材质包括：陶瓷填料、塑料填料、金属填料，填料的种类包括：拉西环、鲍尔环、阶梯环填料、弧鞍填料、矩鞍填料、环矩鞍填料、球形填料、共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料、格栅填料、波纹填料一种或多种；脱气塔可以通过在线pH控制，来控制碱液外排，并控制需要补充的碱液。

进一步地，所述的储气罐设有用于引入脱气塔中剩余气体的余气进口，以及用于将气体引出至膜池的冲刷气出口；

所述的膜池设有用于引入储气罐中气体的冲刷气进口，用于引入厌氧生物反应池中反应后污泥的污泥进口，用于将分离后的出水导出的清水出口；

该膜池还通过气体回流管道与脱气塔相连，通过污泥回流管道与厌氧生物反应池相连。

膜池使用膜作为固液分离的工具实现污泥与产水的分离，膜采用浸没式工艺，可以是超滤或微滤；脱气塔脱气后的气体回到储气罐，通过储气罐压缩到膜池作为膜冲刷的气体并重新带出硫化氢气体进入到脱气塔。多余的气体通过储气罐排放或进入其他回收工艺。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型的生物处理工艺成本低，通过生物转化，将水中含有的硫酸根离子成为硫化物，硫酸根作为电子受体，而有机物作为电子给体，在厌氧反应器中，硫酸根还原菌把硫酸根还原成硫离子并降解有机物成为二氧化碳和水，而且耐受的pH的范围较高；

(2)由于含重金属的废水首先要去除重金属达标才能排放，而通常水中同时含有有机物COD的时候，需要进入生化工艺，较高浓度的重金属有害于生化工艺，通常需要去除重金属到较低的浓度；本实用新型系统启动时只需要添加少量的重金属捕捉剂去除，待生化系统稳定后，能稳定产生硫离子后，通过碱液吸收后的含硫溶液即可作为重金属捕捉剂的补充或彻底代替重金属捕捉剂即可，大大节省了重金属捕捉剂化合物的投加，节省了成本；

(3)常规的工艺通过添加大量硫化物固定重金属，反应后的沉淀物在固液分离池中分离。药剂添加的成本比较高；而本实用新型通过硫酸根还原菌在厌氧的条件下反应，还原硫酸根形成硫化物与重金属反应形成固体沉淀物，在固液分离池里分离，降低了水中的重金属大大降低了原本需要投入的硫化物化学药剂大大节省了含硫化合物的投加；

(4)本实用新型中，废水中的有机物COD在硫酸根还原菌生化工艺过程中作为反应的碳源补充，生成二氧化碳、水和活性污泥，进一步降低了COD污染浓度，实现了重金属，有机物COD同时去除的效果；

(5)硫酸根转化成硫化物的过程累计的硫化物对于厌氧污泥具有一定的毒害作用。会造成污泥上浮而出水浊度较高，出水水质较差；本实用新型中，硫化物通过重金属沉淀可以降低有利于生化系统的运行稳定，同时膜处理工艺可以截留污泥是生化池中保持较高的污泥浓度，得到较高的水质；

(6)本实用新型中，厌氧反应产生硫化氢的同时也产生二氧化碳，甲烷等其他气体，混合气体通过脱气塔剩余甲烷气体回到膜池作为膜冲刷气体以及硫化氢携带气体。多余的甲烷气体通过储气罐后可以作为燃气。

附图说明

图1为本实用新型中处理系统的连接示意图；

图2为本实用新型中重金属反应池和固液分离池连接示意图；

图3为本实用新型中吸收塔结构示意图；

图中标号所示：重金属反应池1、搅拌桨11、固液分离池2、沉淀斜板21、厌氧生物反应池3、脱气塔4、填料41、碱液循环泵42、管道43、喷淋头44、储气罐5、膜池6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种废水中重金属去除用处理系统，如图1，该系统包括循环连接的重金属反应池1、固液分离池2、厌氧生物反应池3和脱气塔4；该系统还包括与脱气塔4相连的储气罐5，以及与厌氧生物反应池3循环相连的膜池6，膜池6与储气罐5和脱气塔4相连。

如图2，重金属反应池1设有用于导入含重金属废水的废水进口，用于导入脱气塔4中吸收液的碱液进口，以及用于将反应液导入到固液分离池2的反应液出口。重金属反应池1内还包括的搅拌桨11；该重金属反应池1还与重金属捕捉剂储罐相连。废水进入到重金属反应池1与从脱气塔4里来的碱液吸收后硫化物结合反应形成沉淀物，吸收液中包含吸收后的硫化物，与部分氢氧化物，能与重金属很有效地结合形成沉淀物，重金属捕捉剂根据实际运行情况可以适当的补充。反应器中通过搅拌得到混合保证反应的均一，同时还根据水质条件控制反应的配比与反应的pH等控制条件。

如图2，固液分离池2设有用于导入重金属反应池1反应液的分离液进口，用于导出上清液至厌氧生物反应池3的上清液出口，以及用于将沉淀物排出的沉淀物出口。固液分离池2内设有沉淀斜板21或沉淀斜管；该固液分离池2还与混凝剂储罐或絮凝剂储罐相连。重金属反应池1产生的固液混合物进入固液分离池2进行固液分离，固液分离可以是重力分离、过滤分离、膜分离等。固液混合物通过投加混凝剂、絮凝剂加速沉淀，混凝剂包括：铁盐、铝盐类混凝剂，及高分子混凝剂，包括聚合氯化铝(PAC)，硫酸铁，硫酸亚铁，氯化铁，氯化亚铁，氯化铝，明矾，聚合氯化铁等，絮凝剂：聚丙烯酰胺(PAM)；固液分离后，清水进入下游工艺，固体通过泵排放进入脱水装置后外拉处理。

厌氧生物反应池3设有用于排出反应气体至脱气塔4的反应气出口，用于引入固液分离池2中上清液的反应液进口，以及用于将反应后污泥排出至膜池6的污泥排放口。厌氧生物反应池3内包括反应所需的污泥，该污泥中包含用于将废水中硫酸根离子还原成硫离子的硫还原菌。生化池是厌氧工艺，控制溶解氧浓度在0.1ppm以下，可以通过机械搅拌、泵循环搅拌、惰性气体曝气等方式实现反应器中污泥的混合。可以是活性污泥法、生物接触氧化法、流化床生物膜法；如果碳和硫酸根比例失衡的时候可以适当投加碳源。通常保持碳与硫酸根的质量比例在(1-5):(1-5)之间，碳源包括，葡萄糖，醋酸钠，甲醇，乙醇，醋酸等水处理工艺常见碳源中的一种或多种。

如图3，脱气塔4设有用于引入碱液的碱液进口，用于将吸收液外排至重金属反应池1的吸收液出口，用于将剩余气体排出至储气罐5的余气出口，以及用于将厌氧生物反应池3和/或膜池6中的气体引入的废气进口。脱气塔4内设有填料41，还设有碱液循环机构，该碱液循环机构包括依次连接的碱液循环泵42、管道43以及喷淋头44。脱气塔4可以采用一级或多级碱液喷淋系统，碱液可以是：氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种。喷淋塔设置填料，可以是一级或多级填料；采用固定床填料，填料种类与材质包括：陶瓷填料、塑料填料、金属填料，填料的种类包括：拉西环、鲍尔环、阶梯环填料、弧鞍填料、矩鞍填料、环矩鞍填料、球形填料、共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料、格栅填料、波纹填料一种或多种；脱气塔4可以通过在线pH控制，来控制碱液外排，并控制需要补充的碱液。

储气罐5设有用于引入脱气塔4中剩余气体的余气进口，以及用于将气体引出至膜池6的冲刷气出口；膜池6设有用于引入储气罐5中气体的冲刷气进口，用于引入厌氧生物反应池3中反应后污泥的污泥进口，用于将分离后的出水导出的清水出口；该膜池6还通过气体回流管道与脱气塔4相连，通过污泥回流管道与厌氧生物反应池3相连。膜池6使用膜作为固液分离的工具实现污泥与产水的分离，膜采用浸没式工艺，可以是超滤或微滤；脱气塔4脱气后的气体回到储气罐5，通过储气罐5压缩到膜池6作为膜冲刷的气体并重新带出硫化氢气体进入到脱气塔4。多余的气体通过储气罐5排放或进入其他回收工艺。

实施例1

某电镀废水进水水质如表1所示，有较高的硫酸根浓度，而COD浓度相对不高，COD:硫酸根＝1:2(质量比)，回流水量与进水水量保持在1:1(体积比)，添加葡糖糖作为碳源添加，混合后COD:硫酸根＝2.8(质量比)，维持厌氧反应器，污泥浓度为10.5g/L，pH维持在8.2左右，反应温度为32℃，厌氧生化反应器的水力停留时间为24小时，采用PVDF中空纤维膜，膜孔径为0.04μm左右，膜通量为5L/h，曝气强度维持在60m³/m²·h。脱气塔采用氢氧化钠作为碱液。碱液吸收后的硫化物溶液直接投加与原水混合去除Ni离子和Cu离子。混合水重金属沉淀后进入厌氧反应器，厌氧反应器与膜池之间通过污泥回流泵进行污泥回流，回流以体积比为2倍的进水。出水结果如表1。无需外界添加重金属捕捉剂，大大节省了药剂成本。

表1工艺进水与出水结果

指标	进水	出水
			COD(ppm)	2460	107
硫酸根(ppm)	4680	739
			Ni(ppm)	209.9	0.41
Cu(ppm)	17.8	0.27
			氨氮	44.7	87
TN	126	132

实施例2

某电镀废水进水水质如表2所示，硫酸根浓度3400mg/L，COD:硫酸根＝1:1.5(质量比)；回流水量与进水水量保持在1:1(体积比)，添加葡糖糖作为碳源添加，混合后COD:硫酸根＝3.5(质量比)，维持厌氧反应器，污泥浓度为8.4g/L，pH维持在7.6-8.0左右，反应温度为32℃，厌氧生化反应器的水力停留时间为24小时，采用PVDF中空纤维膜，膜孔径为0.04μm左右，膜通量为5L/h，曝气强度维持在60m³/m²·h。脱气塔采用氢氧化钠作为碱液。碱液吸收后的硫化物溶液直接投加与原水混合去除Ni离子和Cr离子。混合水重金属沉淀后进入厌氧反应器，厌氧反应器与膜池之间通过污泥回流泵进行污泥回流，回流比为2倍的进水(体积比)。出水结果如表1。无需外界添加重金属捕捉剂，大大节省了药剂成本。

表2工艺进水与出水结果

指标	进水	出水
			COD(ppm)	2267	235
硫酸根(ppm)	3400	1022
			Ni(ppm)	118.4	1.41
Cr(ppm)	25.8	0.92

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种废水中重金属去除用处理系统，其特征在于，该系统包括循环连接的重金属反应池(1)、固液分离池(2)、厌氧生物反应池(3)和脱气塔(4)；

该系统还包括与脱气塔(4)相连的储气罐(5)，以及与厌氧生物反应池(3)循环相连的膜池(6)，所述的膜池(6)与储气罐(5)和脱气塔(4)相连。

2.根据权利要求1所述的一种废水中重金属去除用处理系统，其特征在于，所述的重金属反应池(1)设有用于导入含重金属废水的废水进口，用于导入脱气塔(4)中吸收液的碱液进口，以及用于将反应液导入到固液分离池(2)的反应液出口。

3.根据权利要求1或2所述的一种废水中重金属去除用处理系统，其特征在于，所述的重金属反应池(1)内还包括的搅拌桨(11)；该重金属反应池(1)还与重金属捕捉剂储罐相连。

4.根据权利要求1所述的一种废水中重金属去除用处理系统，其特征在于，所述的固液分离池(2)设有用于导入重金属反应池(1)反应液的分离液进口，用于导出上清液至厌氧生物反应池(3)的上清液出口，以及用于将沉淀物排出的沉淀物出口。

5.根据权利要求1或4所述的一种废水中重金属去除用处理系统，其特征在于，所述的固液分离池(2)内设有沉淀斜板(21)或沉淀斜管；该固液分离池(2)还与混凝剂储罐或絮凝剂储罐相连。

6.根据权利要求1所述的一种废水中重金属去除用处理系统，其特征在于，所述的厌氧生物反应池(3)设有用于排出反应气体至脱气塔(4)的反应气出口，用于引入固液分离池(2)中上清液的反应液进口，以及用于将反应后污泥排出至膜池(6)的污泥排放口。

7.根据权利要求1或6所述的一种废水中重金属去除用处理系统，其特征在于，所述的厌氧生物反应池(3)内包括反应所需的污泥，该污泥中包含用于将废水中硫酸根离子还原成硫离子的硫还原菌。

8.根据权利要求1所述的一种废水中重金属去除用处理系统，其特征在于，所述的脱气塔(4)设有用于引入碱液的碱液进口，用于将吸收液外排至重金属反应池(1)的吸收液出口，用于将剩余气体排出至储气罐(5)的余气出口，以及用于将厌氧生物反应池(3)和/或膜池(6)中的气体引入的废气进口。

9.根据权利要求1或8所述的一种废水中重金属去除用处理系统，其特征在于，所述的脱气塔(4)内设有填料(41)，还设有碱液循环机构，该碱液循环机构包括依次连接的碱液循环泵(42)、管道(43)以及喷淋头(44)。

10.根据权利要求1所述的一种废水中重金属去除用处理系统，其特征在于，所述的储气罐(5)设有用于引入脱气塔(4)中剩余气体的余气进口，以及用于将气体引出至膜池(6)的冲刷气出口；

所述的膜池(6)设有用于引入储气罐(5)中气体的冲刷气进口，用于引入厌氧生物反应池(3)中反应后污泥的污泥进口，用于将分离后的出水导出的清水出口；

该膜池(6)还通过气体回流管道与脱气塔(4)相连，通过污泥回流管道与厌氧生物反应池(3)相连。

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