CN218811049U - 高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统，包括pH调节池、过滤器、树脂吸附柱反应槽、吸附剂投加装置、洗脱液箱、脱附液池、污泥储槽、低温蒸发器、MAP反应器，pH调节池通过过滤器连接树脂吸附柱反应槽，pH调节池内设有重金属在线监测仪，树脂吸附柱反应槽内设有串接的多个吸附柱，吸附剂投加装置与每个吸附柱连接用于根据重金属在线监测仪的反馈向吸附柱内投加对应的吸附树脂；洗脱液箱与每个吸附柱连接，每个吸附柱与脱附液池连接，脱附液池连接污泥储槽，树脂吸附柱反应槽连接低温蒸发器和MAP反应器用于处理吸附出水。本实用新型处理针对性强，能高效回收重金属资源，保证出水水质，药耗少，成本低。

Description

高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统

技术领域

本实用新型涉及一种高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统。

背景技术

重金属废水一般来源于矿山开采、金属冶炼与加工、电镀、制革、农药、造纸、油漆、印染、核技术及石油化工等行业，重金属难以生物降解且易被生物吸收富集，毒性具有持续性，是一类极具潜在危害的污染物。对重金属废水处理方法主要包括化学沉淀法、氧化还原法、吸附法、离子交换法和膜分离法等，由于不同行业所产生的废水重金属的类别和浓度不同，如果直接套用传统的工艺，会存在针对性差、效率低、出水水质不达标等问题。

因此，这类废液需要结合现有工艺进行分支分流处置，对重金属废水应该设法减少废水量，尽量回收其有用重金属，废水适当处理后实行循环利用，尽可能不排或者少排废水。现有处置工艺中使用高性能特种吸附树脂，以期达到以下目的：吸附重金属并将重金属富集于脱附液中，但还存在以下问题：1、重金属废液存在一定水质波动，而目前的工艺吸附处理针对性差，会影响处理效果；2、吸附树脂吸附周期短，脱附液重金属富集程度低，吸附出水水质不达标；3、整个吸附处置工艺的药耗高，成本高，重金属回收利用率低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统，旨在解决现有技术中存在的：1、重金属废液存在一定水质波动，而目前的工艺吸附处理针对性差，会影响处理效果；2、吸附树脂吸附周期短，脱附液重金属富集程度低，吸附出水水质不达标；3、整个吸附处置工艺的药耗高，成本高，重金属回收利用率低的技术问题。

本实用新型的技术方案是：一种高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统，包括pH调节池、过滤器、树脂吸附柱反应槽、吸附剂投加装置、洗脱液箱、脱附液池、污泥储槽、低温蒸发器、MAP反应器，所述pH调节池通过过滤器连接树脂吸附柱反应槽，pH调节池内设有重金属在线监测仪，树脂吸附柱反应槽内设有串接的多个吸附柱，所述吸附剂投加装置分别与每个吸附柱连接用于根据重金属在线监测仪的反馈向吸附柱内投加对应的吸附树脂；所述洗脱液箱分别与每个吸附柱连接，每个吸附柱还分别与所述脱附液池连接，脱附液池连接所述污泥储槽，树脂吸附柱反应槽还分别连接所述低温蒸发器和MAP反应器用于处理吸附出水。

进一步的，本实用新型中所述pH调节池上设有重金属废液进液口和第一pH调节口。

进一步的，本实用新型中所述吸附剂投加装置包括第一吸附树脂投加箱和第二吸附树脂投加箱，第一吸附树脂投加箱和第二吸附树脂投加箱的出口处分别通过第一投加支阀门、第二投加支阀门连接有投加总管，每个吸附柱分别通过第三投加支阀门与所述投加总管连接。

进一步的，本实用新型中每个吸附柱与所述洗脱液箱和脱附液池之间均设有洗脱液进液阀门、脱附液出液阀门。

进一步的，本实用新型中所述脱附液池上设有第二pH调节口和脱附出水口。

进一步的，本实用新型中所述MAP反应器还连接有加药装置。

进一步的，本实用新型中所述加药装置包括废磷酸投加箱、氧化镁投加箱、石灰乳投加箱、液碱投加箱。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1)本实用新型的处置系统可通过重金属在线监测仪实时监测废液中重金属镍和重金属铜的浓度，进而选取对镍离子或铜离子吸附效果较好的吸附树脂，单一或混合加入吸附柱中，保证进水和吸附树脂相匹配，处理针对性强，保证处理效果。

2)本实用新型采用四柱串联的方式吸附，每一次吸附完成后由洗脱液箱通入洗脱液进行脱附，高浓度脱附液分别收集，重金属含量在40000mg/L左右，最终吸附出水重金属离子的浓度可达到1mg/L以下，整个过程吸附树脂吸附周期较长，脱附液重金属富集程度高，大幅度降低了吸附出水中的重金属浓度。

3)本实用新型对脱附液进一步进行调碱沉淀方式，并对物化污泥中的重金属进行回收利用，避免重金属资源浪费。

4)本实用新型可视情况对吸附出水进一步处理，若水中含有氨氮，可选择低温蒸发或MAP两种处置方法，经过处理后的出水均能满足排放标准，保证最终出水水质，整个处置工艺的药耗少，处置成本低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1、pH调节池；1a、重金属废液进液口；1b、第一pH调节口；2、过滤器；3、树脂吸附柱反应槽；4、吸附剂投加装置；5、洗脱液箱；6、脱附液池；6a、第二pH调节口；6b、脱附出水口；7、污泥储槽；8、低温蒸发器；9、MAP反应器；10、重金属在线监测仪；11、吸附柱；12、第一吸附树脂投加箱；13、第二吸附树脂投加箱；14、加药装置；15、废磷酸投加箱；16、氧化镁投加箱；17、石灰乳投加箱；18、液碱投加箱；a1、第一投加支阀门；a2、第二投加支阀门；a3、第三投加支阀门；b1、洗脱液进液阀门；c1、脱附液出液阀门。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做具体说明。

实施例：

结合附图所示为本实用新型一种高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统的具体实施方式，其主要包括pH调节池1、过滤器2、树脂吸附柱反应槽3、吸附剂投加装置4、洗脱液箱5、脱附液池6、污泥储槽7、低温蒸发器8、MAP反应器9，其中，pH调节池1上设有重金属废液进液口1a和第一pH调节口1b，pH调节池1内设有重金属在线监测仪10。重金属废液从重金属废液进液口1a通入，第一pH调节口1b用于通入30％液碱调节pH，重金属在线监测仪10用于监测废液中重金属镍和重金属铜的浓度。

pH调节池1通过过滤器2连接树脂吸附柱反应槽3，树脂吸附柱反应槽3内设有串接的四个吸附柱11，经过滤后的废液需经过四次吸附，吸附柱11内的吸附树脂根据废液中重金属镍和重金属铜的浓度情况针对性投加。

具体的，吸附剂投加装置4包括第一吸附树脂投加箱12和第二吸附树脂投加箱13，第一吸附树脂投加箱12和第二吸附树脂投加箱13的出口处分别通过第一投加支阀门a1、第二投加支阀门a2连接有投加总管，每个吸附柱11分别通过第三投加支阀门a3与投加总管连接。第一吸附树脂投加箱12、第二吸附树脂投加箱13内分别装有对镍离子和铜离子吸附效果较好的吸附树脂，若重金属在线监测仪10监测到镍离子、铜离子中一种的浓度远超于另一种，则只添加对应的一种吸附树脂即可，若两种的浓度都相对较高，可混合两种吸附树脂进行添加。

本实施例中，洗脱液箱5分别与每个吸附柱11连接，洗脱液箱5与每个吸附柱11之间分别设有洗脱液进液阀门b1，用于分别向每个吸附柱11中通入洗脱液，洗脱液可选择浓度为30％的稀硫酸溶液。

本实施例中，每个吸附柱11还分别与脱附液池6连接，每个吸附柱11与脱附液池6之间均设有脱附液出液阀门c1，用于分别收集脱附液。具体的，脱附液池6上设有第二pH调节口6a和脱附出水口6b，第二pH调节口6a用于通入30％液碱调节pH，脱附液池6还连接污泥储槽7。

此外，树脂吸附柱反应槽3还分别连接低温蒸发器8和MAP反应器9用于处理吸附出水，其中，MAP反应器9还连接有加药装置14，加药装置14包括废磷酸投加箱15、氧化镁投加箱16、石灰乳投加箱17、液碱投加箱18。

本实施例具体工作时，含高浓度络合态重金属废液由重金属废液进液口1a进入pH调节池1，通过第一pH调节口1b加入30％液碱调节pH至3.5左右，作为吸附进水。pH调节池1中装有重金属在线监测仪10，能监测出重金属镍和重金属铜的浓度，对应不同浓度选取对镍离子或者铜离子吸附效果较好的吸附树脂进入树脂吸附柱反应槽3的吸附柱11中，例如当镍离子浓度远高于铜离子浓度时，打开第一投加支阀门a1和第三投加支阀门a3，将第一吸附树脂投加箱12内的吸附树脂加入四个吸附柱11中，或者当两种的浓度都较高时，打开第一投加支阀门a1、第二投加支阀门a2、第三投加支阀门a3，将两种吸附树脂混合加入吸附柱11中，从而保证吸附进水和吸附树脂相互匹配。

吸附进水在进入树脂吸附柱反应槽3前需通过过滤器2去除SS，确保吸附进水基本无渣，过滤后的废水依次进入四个吸附柱11中进行吸附，吸附水量与吸附材料体积比为12:1，每次的吸附时间为6小时。在第一个吸附柱11中吸附完成后，打开对应的第一个洗脱液进液阀门b1，洗脱液箱5中的稀硫酸通入吸附柱11中，脱附时间为7小时，脱附完成后打开对应的脱附液出液阀门c1，脱附液通过管道流入脱附液池6，第一次的吸附出水流入第二个吸附柱11中继续吸附，同样的，吸附完成后再打开对应洗脱液进液阀门b1脱附，各条件参数不变，直至完成四次吸附，分别收集脱附液在脱附液池6中，最终的吸附出水进行下一工序。

完成四批吸附后出水重金属离子的浓度均可达到1mg/L以下，高浓度脱附液中重金属含量在40000mg/L左右。将30％液碱通过第二pH调节口6a缓慢加入高浓度脱附液中，若是含铜为主的废液，调节pH至6.0～6.5，若是含镍为主的废液，调节pH至7.0～7.5，絮凝沉淀后固液分离。固体以污泥的形式进入污泥储槽7，经过压滤机压滤和污泥干化机烘干后，将重金属含量>5％的次生污泥转移给回收单位进行资源化回收利用，避免重金属资源浪费，最后水相通过脱附出水口6b进入生化处理。

完成四次吸附的吸附出水中若含有氨氮则需要进行进一步物化处理，可选择低温蒸发和MAP两种处置方法。当吸附出水pH为4.5左右，满足低温蒸发pH要求，直接进入低温蒸发器8在45℃，负压0.095MPa条件下进行蒸发；或者，将吸附出水通入MAP反应器9，通过废磷酸投加箱15投加适量44％废磷酸使混合液呈强酸性，通过氧化镁投加箱16投加适量氧化镁完全反应溶解，再通过石灰乳投加箱17和液碱投加箱18使用30％石灰乳和30％液碱调pH至7.5～8.0，生成磷酸铵镁沉淀；经过处理后的出水均能满足排放标准。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统，其特征在于：包括pH调节池(1)、过滤器(2)、树脂吸附柱反应槽(3)、吸附剂投加装置(4)、洗脱液箱(5)、脱附液池(6)、污泥储槽(7)、低温蒸发器(8)、MAP反应器(9)，所述pH调节池(1)通过过滤器(2)连接树脂吸附柱反应槽(3)，pH调节池(1)内设有重金属在线监测仪(10)，树脂吸附柱反应槽(3)内设有串接的多个吸附柱(11)，所述吸附剂投加装置(4)分别与每个吸附柱(11)连接用于根据重金属在线监测仪(10)的反馈向吸附柱(11)内投加对应的吸附树脂；所述洗脱液箱(5)分别与每个吸附柱(11)连接，每个吸附柱(11)还分别与所述脱附液池(6)连接，脱附液池(6)连接所述污泥储槽(7)，树脂吸附柱反应槽(3)还分别连接所述低温蒸发器(8)和MAP反应器(9)用于处理吸附出水。

2.根据权利要求1所述的高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统，其特征在于：所述pH调节池(1)上设有重金属废液进液口(1a)和第一pH调节口(1b)。

3.根据权利要求1所述的高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统，其特征在于：所述吸附剂投加装置(4)包括第一吸附树脂投加箱(12)和第二吸附树脂投加箱(13)，第一吸附树脂投加箱(12)和第二吸附树脂投加箱(13)的出口处分别通过第一投加支阀门(a1)、第二投加支阀门(a2)连接有投加总管，每个吸附柱(11)分别通过第三投加支阀门(a3)与所述投加总管连接。

4.根据权利要求1所述的高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统，其特征在于：每个吸附柱(11)与所述洗脱液箱(5)和脱附液池(6)之间均设有洗脱液进液阀门(b1)、脱附液出液阀门(c1)。

5.根据权利要求1所述的高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统，其特征在于：所述脱附液池(6)上设有第二pH调节口(6a)和脱附出水口(6b)。

6.根据权利要求1所述的高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统，其特征在于：所述MAP反应器(9)还连接有加药装置(14)。

7.根据权利要求6所述的高浓度络合态重金属废液的吸附浓缩处置系统，其特征在于：所述加药装置(14)包括废磷酸投加箱(15)、氧化镁投加箱(16)、石灰乳投加箱(17)、液碱投加箱(18)。

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