一種電鍍廢水處理及回收利用集成化裝置的製作方法

2023-05-10 19:01:21

專利名稱：：一種電鍍廢水處理及回收利用集成化裝置的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及電鍍廢水處理，特別是公開一種電鍍廢水處理及回收利用集成化裝置。
背景技術：
：電鍍工業每年排放大量C0Dtt(採用重鉻酸鉀(K2Cr207)作為氧化劑測定出的化學耗氧量)和重金屬，是我國目前三大汙染工業之一。2008年，國家頒布GB21900《電鍍汙染物排放標準》，提高了部分排放標準，給電鍍企業產生了巨大的壓力，但是也給環保設備製造廠商及工程公司帶來了無限商機。電鍍工業是金屬表面處理的"美容師"，也是現代化工業不可缺少的組成部分，是我國重要的加工業，其產品廣泛地應用於各個行業中，是當今全球三大汙染工業之一，同時也是我國目前三大汙染工業之一。電鍍行業既是重汙染行業又是耗水大戶，近年來由於先進位造業的發展，電鍍行業也進入較好的發展時期，全國電鍍企業已經發展到2萬多家。據不完全統計，全國電鍍行業每年排出的電鍍廢水約有40億立方米，相當於幾個大中城市的自來水供水量，嚴重加劇了水資源的短缺。電鍍廢水90%以上來自於鍍件的清洗過程，目前電鍍清洗用水的重複利用率很低，水的恣意浪費現象十分普遍。據報導，2007年太湖流域電鍍企業工業廢水排放量為3719.7萬噸，對沿湖生態環境構成了較重汙染威脅。綜上所述，從中國電鍍工業的現狀看，開展清潔生產，關係電鍍工業的生存與發展。如果一個重汙染行業，不實施清潔生產，全行業將會逐步萎縮，直到被其他清潔工藝所替代。電鍍工業唯一的出路，只有積極推行清潔生產，才能實現可持續發展。隨著國家可持續性發展及循環經濟政策的推行、環保要求的日益提高以及貴重金屬價格的直線上升，電鍍企業尋求一種符合國家環保政策要求的新工藝、新技術，來實現電鍍廢水以及貴重金屬資源的循環利用已是迫在眉睫的大事。對大量排放電鍍廢水實行汙水回用和貴重金屬回收，不僅節約了水資源、緩解了水資源短缺的局面，高效利用有限的淡水資源，還能夠有效解決重金屬對水體的汙染、減少了排放至自然水體的汙染物總量，具有多方面的功效，具有顯著的環境效益、經濟效益和社會效益。推行清潔生產的目標就是通過資源削減和循環利用，達到節能、節水、降耗、增收、減汙。企業實行清潔生產，應對越來越大的環境壓力，是實現企業可持續發展的唯一出路。根據我國電鍍工業清潔生產審核數據統計，全國僅有16家企業已完成電鍍清潔生產的審核。隨著信息產業化的不斷發展，高科技電子信息領域對電子元件的需求日益增長，半導體分立器件、微電子集成電路板，大容量智能晶片等產品要求越來越高。在電子產品生產過程中，其中必須的一個環節就是電鍍，電鍍工藝在這些產品的生產過程中發揮著相當重要的作用。雖然現在電鍍行業在不斷發展，新的電鍍工藝不斷研發出爐，但這些工藝還只是停留在實驗室內，形成規模化大批量投放市場還需一定時日，況且在我國目前市場經濟狀態下，這中新型工藝成本高，科技含量高，產量小的缺點制約其大規模的應用。所以在很長時間內國內電鍍行業還主要採用目前傳統的電鍍工藝。傳統的電鍍工藝已經發展的相當成熟，生產管理都達到了一定水平，長時間內難以取代。但是目前的電鍍工藝都必需大量的水作為保證，在生產高質量電子產品的同時，也帶來了環境汙染，產生了大量有毒有害的廢水。環境的治理已經迫在眉睫。無論大小電鍍工廠，無論地處何地，電鍍廢水都必須經過處理達標才能排放。只要排放就有汙染物帶出，只是汙染程度沒有那麼嚴重而已，不是一條長期的治汙路子。只有推廣電鍍廢水處理及回收利用工藝，使企業自己消化自己產生的廢水，不僅使企業能節約相當一部分成本，對生態環境的貢獻是巨大的。目前國內好多大型五金、電子涉及到電鍍的企業，都在積極摸索電鍍廢水節水工藝，探求治汙路子，並且得到了國家地方政府的大力支持。但是電鍍行業參差不齊，工藝繁多，每個企業的工藝都有差別，研究一套比較容易推廣、處理效果好、並適用於原有工藝改造、可靈活組合的電鍍廢水處理及回收利用工藝，一旦得到推廣，市場前景非常看好，也就是說這樣的工藝市場是非常巨大的。
發明內容本實用新型的目的是解決現有技術的缺陷，對電鍍廢水進行重金屬無害化處理，並提高貴重金屬粗品回收的程度，節約資源。本實用新型採用現有技術"板式膜生物反應器"、反滲透單元的設備、電去離工藝配套組合應用，解決了難降解CODer的去除問題，彌補了傳統工藝的不足之處。本實用新型是這樣實現的一種電鍍廢水處理及回收利用集成化裝置，其特徵在於所述的集成化裝置包括依次連接的膜生物反應器(MBR)、反滲透膜單元設備(R0)和電去離子單元設備(EDI)。無害化處理裝置的輸出端連接膜生物反應器，膜生物反應器的一路輸出端連接反滲透膜單元設備，反滲透膜單元設備的一路輸出端連接電去離子單元設備，電去離子單元設備的一路輸出端輸出電鍍回用水，另一路輸出端輸出濃縮水連接至反滲透膜單元設備；反滲透膜單元設備另一路輸出端的濃縮水分兩路輸出，一路作為最大量5%的排放水輸出端，另一路連接膜生物反應器；膜生物反應器另一路輸出端連接壓濾排水裝置，壓濾排水裝置輸出端連接膜生物反應器。電鍍廢水處理及回收利用的方法工藝路線為電鍍廢水、分質收集、無害化處理、MBR、R0、EDI、電鍍回用水，其中在EDI步驟中對經無害化處理後的處理水濃縮後反饋至R0輸入端繼續參與流程，在R0步驟中對處理水濃縮後分兩路，一路作為最大量5%的排放水，最大5%排放水是根據物料平衡原理，避免廢水零排放後溶解性鹽類在閉路循環中的積累，排水水質符合CJ3082-1999《城市汙水排入城市下水道標準》。另一路反饋到步驟M服輸入端繼續參與流程，MBR步驟中對排泥水進行壓慮排水反饋到M服輸入端繼續參與流程，壓濾出的汙泥成為重金屬粗品，送至專業廠回收貴重金屬。MBR詳見專利號ZL02283562.8《板式膜生物反應器》的說明，本實用新型不作詳述。R0，全稱是ReverseOsmosis,它代表反滲透膜元件，反滲透單元設備及反滲透系統。反滲透膜元件在國內、外都有專利產品，並作為商品被廣泛的應用於商業。而作為工程公司是以設計、製造單元設備為主，單元設備是由RO膜元件、水泵、壓力容器、管道、閥門、儀表等組成的，RO膜元件是組成部分之一。反滲透設備廣泛應用於廢水處理和汙水的回收利用、製藥工業和生物醫藥科技工藝用水、純水、超純水製備系統等領域。在本實用新型中，是用反滲透單元設備，僅作為EDI設備的預處理，對電鍍廢水進行初級去電離子，製成初純水。反滲透膜及裝置的工作原理在進水(濃溶液)側施加操作壓力以克服自然滲透壓，當高於自然滲透壓的操作壓力施加於濃溶液側時，水分子自然滲透的流動方向就會逆轉，進水(濃溶液)中的水分子部分通過膜成為稀溶液側的淨化產水。EDI，全稱是Electrodeionization，EDI模±央，EDI本體設備及EDI系統。電去離子(EDI)工藝採用一種離子選擇性膜和離子交換樹脂夾在直流電源電場從初純水中深度除鹽。EDI模塊在國內外都有專利產品，並作為商品被廣泛應用於商業，而作為工程公司是以設計、製造單元設備為主，單元設備是以EDI模塊、整流器、管道、閥門、儀表等組成的。而EDI模塊只是組成部分之一，在本實用新型中，EDI單元設備結合於本實用新型中。本實用新型所依據的技術原理由於電鍍工藝種類繁多，電鍍廢水成份複雜，僅使用一種治理方法，往往有其局限性，達不到理想效果。本實用新型是採用綜合多種治理技術特點的一體化裝置。運用分質收集、分別處理的原理，可以提高貴重金屬粗品回收的純度，達到節約資源的目的。最主要的是採用了"板式膜生物反應器(MBR)"作為核心技術，它集"廢水生物處理技術"與"平板式高分子膜固液分離"的原理於一體，由於"膜"能將全部生物量截留於生物反應器中，使活性生物可以獲得較長的泥齡和高懸浮固體濃度，有利於生長緩慢的生物菌群快速增殖，維持較低的F/M比，減少汙泥產率。有機汙染物去除率明顯大於常規的活性汙泥法(CAS)和生物接觸氧化法(BCO)。這一關鍵技術既解決了難降解C0Dtt的去除問題，保證水質達標排放，又克服了常規膜法(UF/R0)組合的電鍍廢水處理裝置中令人頭痛的膜汙堵缺陷和RO濃水去向問題，大大地提高了水的回收利用率和降低了膜的更換成本。本實用新型的創新內容1、理論創新(1)通過大量的調查統計和工程經驗，發現了電鍍廢水處理不能穩定地達標排放和UF/R0膜法組合設備膜汙堵嚴重的根本問題。將重金屬無害化處理和R0膜元件的預處理作為本項目的研發重點，綜合解決了膜汙堵及清洗、水的回收率和經濟成本等現狀。(2)有效地利用了生物技術和平板膜固液分離的特點，使一些具有特異性的優勢菌種(功能菌)反應效率提高、培養成本降低，膜生物反應器取代了傳統生物技術中的二沉池，推動了微生物處理電鍍廢水的技術發展，為C0Dtt削減技術起著重大的突破作用。2、應用創新(1)傳統的電鍍廢水及回用處理採用化學法、生物法和UF/RO膜法。膜生物反應器(MBR)的成功應用，屬國內先進水平。[0031](2)水處理工藝及設備專家設計系統的開發填補了國內在汙水處理和膜法水處理兩大領域的空白，使本項目的研發和工程設計更快速、更準確、技術含金量更高。3、技術創新(1)傳統生物膜法主要是採用功能菌絮凝、吸附作用或生物膜填料的接觸氧化作用，使重金屬和有機汙染物得到淨化，處理效率有待提高，出水無法達到回用要求。(2)現階段的研發成果UF/RO膜法，注重了重金屬的回收和水的利用，但回收率不高，且膜汙堵嚴重，更換成本高。(3)本項目採用了膜生物反應器(MBR)技術，是生物技術的升級(MLSS從23g/L提至810g/L)，是固液分離方法的強化，解決了以上2種方法的缺陷。4、結構創新(1)採用模塊化原理設計，使設備的集成度更高，將含有相同或相似的功能單元分離處理的標準化的原理進行統一、歸併、簡化，形成通用模塊，並建立了企業標準，將電鍍廢水的特異化處理作為專用模塊及變化的部分，由水處理環保工程專業設計人員有針對性的靈活選用。本項目既可成套使用，也可將部分模塊作為目前化學法和生物法的升級改造。(2)是集機、電、氣、液壓系統為一體的新理念，含綜合水處理技術的新型產品。本實用新型對電鍍廢水處理後有如下有益效果，見表1。tableseeoriginaldocumentpage7收利用領域。本實用新型方法貴重金屬資源利用率高、水的回收率高達95%、回用水質最高可達到18MQ*Cm。佔地面積小、自動化程度高、運行成本低、模塊化設計適用於現有裝置的升級改造、汙泥產量低、膜易於拆洗。權利要求一種電鍍廢水處理及回收利用集成化裝置，其特徵在於所述的集成化裝置包括依次連接的膜生物反應器、反滲透膜單元設備和電去離子單元設備；無害化處理裝置的輸出端連接膜生物反應器，膜生物反應器的一路輸出端連接反滲透膜單元設備，反滲透膜單元設備的一路輸出端連接電去離子單元設備，電去離子單元設備的一路輸出端輸出電鍍回用水，另一路輸出端輸出濃縮水連接至反滲透膜單元設備；反滲透膜單元設備另一路輸出端的濃縮水分兩路輸出，一路作為最大量5％的排放水輸出端，另一路連接膜生物反應器；膜生物反應器另一路輸出端連接壓濾排水裝置，壓濾排水裝置輸出端連接膜生物反應器。專利摘要本實用新型為一種電鍍廢水處理及回收利用集成化裝置，其特徵在於所述的集成化裝置包括依次連接的膜生物反應器、反滲透膜單元設備和電去離子單元設備。無害化處理裝置的輸出端連接膜生物反應器，膜生物反應器的一路輸出端連接反滲透膜單元設備，另一路輸出端連接壓濾排水裝置；反滲透膜單元設備的一路輸出端連接電去離子單元設備，另一路輸出端的濃縮水分兩路輸出，一路作為最大量5％的排放水輸出端，另一路連接膜生物反應器；電去離子單元設備的一路輸出端輸出電鍍回用水，另一路輸出端輸出濃縮水連接至反滲透膜單元設備；壓濾排水裝置輸出端連接膜生物反應器。壓濾出的汙泥送至專業廠回收貴重金屬。本實用新型提高了貴重金屬粗品回收的純度。文檔編號C02F9/14GK201458891SQ20092007388公開日2010年5月12日申請日期2009年5月11日優先權日2009年5月11日發明者丁少華,孫葉鳳,王華申請人:上海華強環保設備工程有限公司