含有金屬離子的酸性廢水的處理系統的製作方法
2023-12-03 06:47:21
專利名稱：含有金屬離子的酸性廢水的處理系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種廢水處理系統，特別涉及一種處理含有金屬離子的酸性廢水
的處理系統。
背景技術：
在鋼鐵、化工、電子、電鍍等行業，生產過程中會排出大量的含酸廢水，如鋼鐵工業在冷軋酸洗過程中產生含有鹽酸、硫酸、氫氟酸等的廢水，硫酸工業產生硫酸廢水，採礦工業產生硫酸廢水、電鍍工業產生含鉻酸廢水，這些廢水不僅含有汙染嚴重的酸，而且含有對環境危害嚴重的金屬離子，如鐵、銅、鎳、鉻、鉛、鉻、鋅等，這些廢水汙染物成分複雜、汙染嚴重，必須經處理後才能排入汙水管網或水體。該類廢水一般採用中和法進行處理。[0003] 如圖1所示，現有技術中的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，包括一級中和反應槽1 、 二級中和反應槽2 、沉澱池3 、汙泥泵4、中間汙泥池5 。向 一級中和反應槽1中通入酸性廢水，通過中和藥劑添加裝置6和管道14向一級中和反應槽1中的酸性廢水中加入中和藥劑( 一般採用石灰乳，形成金屬氫氧化物的沉澱)，通過中和反應槽1的攪拌裝置攪拌進行中和；一級中和反應槽1出水通過管道10自流至二級中和反應槽2，通過中和藥劑添加裝置6、管道15和混凝劑添加裝置8、管道16向二級中和反應槽2中加入中和藥劑和混凝劑，通過二級中和反應槽的攪拌裝置攪拌，二級中和反應槽2的出水通過管道11流至沉澱池3的中心反應桶，通過絮凝劑投加裝置9向中心反應桶投加少量絮凝劑進一步進行絮凝反應，並在沉澱池3進行沉澱，沉澱池的汙泥由汙泥泵4通過管道12、 13排至中間汙泥池5，中間汙泥池的汙泥定期送至板框壓濾機20進行壓濾。 上述含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，在實際運行時主要缺點表現如下1)出水pH值波動大；2)出水金屬離子濃度波動大；3)中和反應槽形成的沉析物粒徑小，平均粒徑lym，含水率高不易沉澱，沉澱絮體沉降性能差，沉降速度慢；4)中和藥齊U、混凝齊U、絮凝劑等藥劑消耗量大，混凝劑投加量20-50mg/l，絮凝劑投加量5mg/1以上，且投加量不好控制；5)沉澱汙泥含固率低於5%，沉澱汙泥脫水性差，利用板框壓濾機脫水汙泥(壓力1. 5MPa)，含固率為25-30%，脫水後汙泥體積大。 汙泥回流工藝在水處理行業的應用由來已久，最具代表性的就是生化處理時常用的活性汙泥法。採用活性汙泥法進行生化處理時，將二次沉澱池部分汙泥回流到生化曝氣池，可以很好的利用汙泥裡面的微生物，提高曝氣池內微生物的濃度，從而達到降解廢水中有機物的目的。
實用新型內容本實用新型的目的在於提出一種含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，以解決使用現在的廢水處理系統處理含有金屬離子的酸性廢水存在的上述問題。[0007] 本實用新型通過以下技術方案解決上述技術問題。[0008] 含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，包括[0009] —級中和反應槽； 二級中和反應槽，所述二級中和反應槽與所述一級中和反應槽之間通過第一管道連接； 沉澱池，所述沉澱池與所述二級中和反應槽之間通過第二管道連接； 汙泥泵，所述汙泥泵的進口與所述沉澱池之間通過第三管道連接； 中間汙泥池，所述中間汙泥池與所述汙泥泵的出口之間通過第四管道連接； 中和藥劑添加裝置，所述中和藥劑添加裝置與所述一級中和反應槽之間通過第五
管道連接，所述中和藥劑添加裝置與所述二級中和反應槽之間通過第六管道連接； 所述含有金屬離子的酸性廢水的處理系統還包括汙泥回流管道；所述汙泥回流管
道的一頭與所述汙泥泵的出口連接，所述汙泥回流管道的另一頭與所述一級中和反應槽連接。 與現有技術相比，上述技術方案的有益效果是可以節省大量的石灰乳。回流汙泥呈鹼性，PH值最高達ll，通過汙泥回流，可以充分利用汙泥中的鹼性物質，從而節省大量的石灰乳。此外，上述技術方案對解決現有技術中的其他技術問題，並無特別明顯的作用。[0017] 上述技術方案的處理系統，因為設置了汙泥回流管道，可以使汙泥回流至一級中和反應槽，但汙泥的回流量不宜過大，否則不利於相關化學反應的發展。由於汙泥的回流量不是太大，汙泥在回流到一級中和反應槽的瞬間即被大量的來水衝散，相關作用受到一定的影響，且暴露出了汙泥回流管道容易堵塞的問題。所以本實用新型進一步提出了一種含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，該含有金屬離子的酸性廢水的處理系統還包括高密度汙泥反應器及高密度汙泥輸送管道；所述高密度汙泥反應器主要由罐體和攪拌裝置組成，所述罐體上設置有汙泥入口 、中和藥劑入口 、高密度汙泥出口 ，所述攪拌裝置設置在所述罐體中；所述高密度汙泥輸送管道的一頭與所述罐體的高密度汙泥出口連接，另一頭與所述一級中和反應槽連接；所述汙泥回流管道的另一頭與所述一級中和反應槽間接連接，所述汙泥回流管道的另一頭與所述罐體的汙泥入口連接；所述中和藥劑添加裝置與所述一級中和反應槽之間通過第五管道間接連接，所述第五管道的一頭連接所述中和藥劑添加裝置，另一頭連接所述罐體的中和藥劑入口。 本案發明人意外的發現，採用這種包括高密度汙泥反應器的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，不但可以解決汙泥被來水衝散及汙泥回流管道容易堵塞的問題，還可以很好地決絕背景技術中所羅列的技術問題。具體來說，使用該包括高密度汙泥反應器的系統處理含有金屬離子的酸性廢水，具有以下有益效果[0019] 1 、處理後的出水pH值穩定； 2、處理後的出水金屬離子濃度穩定，且可低於相應pH值下的理論濃度； 3、充分發揮了金屬氫氧化物共聚共沉的作用，提高出水水質； 4、中和反應槽形成的沉析物粒徑大，平均粒徑5 ii m，含水少，離子緻密，易沉澱； 5、沉澱效率高，沉澱池汙泥的含固率高，可由傳統的1_5%提高到10-15% ; 6、汙泥沉澱脫水性能好，利用板框壓濾機脫水汙泥(壓力1.5MPa)，含固率為
35-50% ，汙泥可直接送幹化場或少用脫水設備，減少脫水時間； 7、脫水汙泥的體積減少40_50%，減少了汙泥處置費用； 8、可以省去混凝劑的消耗，減少中和藥劑與絮凝劑的消耗等；之所以可以減少中和藥劑的用量，是因為回流汙泥本身是鹼性的；之所以能省去混凝劑和減少絮凝劑的用量，是因為中和藥劑和回流汙泥形成高密度汙泥的過程中，發生的化學反應，使高密度汙泥具有這樣的性質。 本回流汙泥呈鹼性，pH值最高達ll，通過汙泥回流，可以充分利用汙泥中的鹼性物質，從而節省大量的石灰乳；絮凝劑投加量約3mg/l，絮凝劑投加量減少約40%。[0028] 所述含有金屬離子的酸性廢水的處理系統還包括曝氣裝置，所述曝氣裝置的曝氣管設置在所述二級中和反應槽中。
圖1是現有技術中的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統的示意圖。
圖2是本實用新型的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統的一種實施方式的示意圖。 圖3是本實用新型的包括高密度汙泥反應器的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統的示意圖。 圖4是現有技術中的處理系統處理含有金屬離子的酸性廢水與採用圖3中的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統處理含有金屬離子的酸性廢水，處理後的出水中各種金屬離子濃度關係圖。 圖5是現有技術中的處理系統處理含有金屬離子的酸性廢水，處理後的出水的pH值波動曲線 圖6為採用圖3中的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統處理含有金屬離子的酸性廢水，處理後的出水的pH值波動曲線
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
進一步說明本實用新型的技術方案。[0036] 參見圖2。含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，主要由一級中和反應槽1、二級中和反應槽2、沉澱池3、汙泥泵4、中間汙泥池5、中和藥劑添加裝置6、曝氣裝置7、混凝劑添加裝置8、絮凝劑添加裝置9組成。 —級中和反應槽1自身帶有攪拌裝置。經過調節池(圖中未示出)調節的含有金
屬離子的酸性廢水通過進水管道排進一級中和反應槽l。 二級中和反應槽2自身也帶有攪
拌裝置，二級中和反應槽2與一級中和反應槽1之間通過第一管道10連接； 沉澱池3帶有中心反應桶，沉澱池3的中心反應桶與二級中和反應槽2之間通過
第二管道11連接；沉澱池的出水口連接出水管道，排出經過處理的廢水。 汙泥泵4的進口與4沉澱池3底部的汙泥出口之間通過第三管道12連接；中間汙
泥池5與汙泥泵4的出口之間通過第四管道13連接。 中和藥劑添加裝置6與一級中和反應槽1之間通過第五管道14連接，中和藥劑添加裝置6與二級中和反應槽2之間通過第六管道15連接。具體來說，第六管道15的一頭連接在第五管道14上，另一頭連接二級中和反應槽，如此將中和藥劑添加裝置6和二級中和反應槽2間接連接。 含有金屬離子的酸性廢水的處理系統還包括汙泥回流管道16 ;汙泥回流管道16的一頭與汙泥泵4的出口連接，汙泥回流管道16的另一頭與一級中和反應槽1連接。具體來說，汙泥回流管道16的一頭連接第四管道13，如此實現與汙泥泵4的出口的間接連接。[0042] 含有金屬離子的酸性廢水的處理系統還包括曝氣裝置7、混凝劑添加裝置8、絮凝劑添加裝置9。曝氣裝置7的曝氣管設置在二級中和反應槽2中，曝氣裝置7向二級中和反應槽2中通入空氣對廢水進行曝氣。混凝劑添加裝置8用於向二級中和反應槽2中添加混凝劑。絮凝劑添加裝置9用於向沉澱池3的中心反應桶中添加絮凝劑。[0043] 圖2所示的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統工作時，含有金屬離子的酸性廢水先儲存在調節池(圖中未示出)，經過調節池水質水量調節後用泵通過進水管道送至一級中和反應槽1。通過汙泥回流管道16向一級中和反應槽1內投加汙泥，通過中和藥劑添加裝置6向一級中和反應槽l內投加Ca(0H)" —級中和反應槽1中發生酸鹼中和、網捕、吸附等一系列的反應，一級中和反應槽1出水通過第一管道10自流至二級中和反應槽2。通過中和藥劑添加裝置6向二級中和反應槽2內投加Ca(0H)2，通過混凝劑添加裝置8向二級中和反應槽2中添加混凝劑，通過曝氣裝置7向二級中和反應槽中的含有金屬離子的酸性廢水加以曝氣。二級中和反應槽2出水通過第二管道11自流至沉澱池3的中心反應桶，通過絮凝劑添加裝置9向沉澱池3的中心反應桶中投加少量絮凝劑進一步進行絮凝反應，並在沉澱池3進行沉澱，沉澱池3出水外排或經進一步處理後回收利用。沉澱池3底部的部分汙泥由汙泥泵4通過汙泥回流管道16回流至一級中和反應槽l，剩餘汙泥則由汙泥泵4通過第四管道13排至中間汙泥池，定期送至板框壓濾機20進行壓濾。[0044] 參見圖3。這種含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，與圖2中的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統的區別是增加了高密度汙泥反應器19和高密度汙泥輸送管道21。高密度汙泥反應器19主要由罐體和攪拌裝置(圖中未示出)組成。罐體為圓形或方形，頂部設有汙泥入口及中和藥劑入口 ，側壁設有高密度汙泥出口 。在罐體中設有攪拌裝置，用於將回流汙泥與中和藥劑混合均勻，並形成高密度汙泥。高密度汙泥輸送管道21的一頭與罐體的高密度汙泥出口連接，另一頭與一級中和反應槽1連接。汙泥回流管道16的另一頭與一級中和反應槽1間接連接，具體來說汙泥回流管道16的另一頭與罐體的汙泥入口連接，這樣就實現了汙泥回流管道16的另一頭與一級中和反應槽1間接連接；中和藥劑添加裝置6與一級中和反應槽1之間通過第五管道14間接連接，具體來說第五管道14的一頭連接中和藥劑添加裝置6，另一頭連接罐體的中和藥劑入口 ，這樣就實現了中和藥劑添加裝置6與一級中和反應槽1之間通過第五管道14間接連接。此外，這種含有金屬離子的酸性廢水的處理系統省去了混凝劑添加裝置。圖3與圖2中相同之處，在此不再贅述。[0045] 圖3所示的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統工作時，含有金屬離子的酸性廢水先儲存在調節池(圖中未示出)，經過調節池水質水量調節後用泵通過進水管道送至一級中和反應槽1。高密度汙泥反應器19通過高密度汙泥輸送管道21向一級中和反應槽1內投加高密度汙泥。 一級中和反應槽1中發生酸鹼中和、網捕、吸附等一系列的反應，一級中和反應槽1出水通過第一管道10自流至二級中和反應槽2。通過中和藥劑添加裝置6向二級中和反應槽2內投加Ca(0H)2，通過曝氣裝置7向二級中和反應槽中的含有金屬離子的酸性廢水加以曝氣。二級中和反應槽2出水通過第二管道11自流至沉澱池3的中心反應桶，通過絮凝劑添加裝置9向沉澱池3的中心反應桶中投加少量絮凝劑進一步進行絮凝反應，並在沉澱池3進行沉澱，沉澱池3出水外排或經進一步處理後回收利用。沉澱池3底部的部分汙泥由汙泥泵4通過汙泥回流管道16回流至高密度汙泥反應器，剩餘汙泥則由汙泥
泵4通過第四管道13排至中間汙泥池，定期送至板框壓濾機20進行壓濾。 中和藥劑投加裝置6向高密度汙泥反應器19內投加石灰乳等中和藥劑，汙泥回流
管道16向高密度汙泥反應器19中輸入沉澱池底部的回流汙泥。在高密度汙泥反應器19
內，回流汙泥和石灰乳均勻混合，且由於石灰是一種很好的脫水劑，在高密度汙泥反應器19
內，石灰進一步的和回流汙泥反應，擠壓汙泥中的水份，形成內部更密實、外部包裹石灰乳
的高密度汙泥載體。 二級中和反應槽內設有曝氣裝置，通過不斷的向二級中和曝氣池內鼓入空氣，利
用空氣中的氧，將廢水中二價的氫氧化亞鐵充分的氧化，轉化為溶解性更低的三價氫氧化
鐵，從而更完全的去除鐵離子。 主要發生的化學反應方程式如下 H++0H— — H20 Fe2++20H— — Fe (OH) 2 I 2Fe (OH) 2+02+H20 — 2Fe (OH) 3 I Zn2++20H— — Zn (OH) 2 I Ca2++2F— — CaF2 I 在一級中和反應槽內，高密度汙泥外部包裹的石灰乳和廢水中的酸進行中和，中和反應槽內pH值控制在9-ll之間，大部分金屬離子和石灰乳反應形成金屬氫氧化物析出，並被吸附於高密度汙泥載體的表面，形成緻密的懸浮汙泥粒子，且該粒子還進一步的吸附金屬粒子，並阻止粒子與粒子結合更多的水分，通過不斷的網捕、吸附、反應等過程，汙泥的顆粒進一步的增加，最終形成沉降性能好、含固率高的沉澱絮體。 圖4為現有技術中的處理系統處理含有金屬離子的酸性廢水與採用圖3中的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統處理含有金屬離子的酸性廢水後，出水中各種金屬離子濃度關係圖，其中1、3、5、7、9-分別為傳統工藝條件下Cd、Ni、Pb、Zn、Cu濃度，2、4、6、8、9-分別為新工藝條件下Cd、 Ni、 Pb、 Zn、 Cu濃度。 圖5是現有技術中的處理系統處理含有金屬離子的酸性廢水，處理後的出水的pH值波動曲線；圖6為採用圖3中的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統處理含有金屬離子的酸性廢水，處理後的出水的PH值波動曲線。 本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的具體實施方式
僅是用來說明本實用新型，而並非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神範圍內，對以上所述具體實施方式
的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書範圍內。
權利要求含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，包括一級中和反應槽；二級中和反應槽，所述二級中和反應槽與所述一級中和反應槽之間通過第一管道連接；沉澱池，所述沉澱池與所述二級中和反應槽之間通過第二管道連接；汙泥泵，所述汙泥泵的進口與所述沉澱池之間通過第三管道連接；中間汙泥池，所述中間汙泥池與所述汙泥泵的出口之間通過第四管道連接；中和藥劑添加裝置，所述中和藥劑添加裝置與所述一級中和反應槽之間通過第五管道連接，所述中和藥劑添加裝置與所述二級中和反應槽之間通過第六管道連接；其特徵在於所述含有金屬離子的酸性廢水的處理系統還包括汙泥回流管道；所述汙泥回流管道的一頭與所述汙泥泵的出口連接，所述汙泥回流管道的另一頭與所述一級中和反應槽連接。
2. 根據權利要求1所述的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，其特徵在於，所述含有金屬離子的酸性廢水的處理系統還包括高密度汙泥反應器及高密度汙泥輸送管道；所述高密度汙泥反應器主要由罐體和攪拌裝置組成，所述罐體上設置有汙泥入口 、中和藥劑入口 、高密度汙泥出口 ，所述攪拌裝置設置在所述罐體中；所述高密度汙泥輸送管道的一頭與所述罐體的高密度汙泥出口連接，另一頭與所述一級中和反應槽連接；所述汙泥回流管道的另一頭與所述一級中和反應槽間接連接，所述汙泥回流管道的另一頭與所述罐體的汙泥入口連接；所述中和藥劑添加裝置與所述一級中和反應槽之間通過第五管道間接連接，所述第五管道的一頭連接所述中和藥劑添加裝置，另一頭連接所述罐體的中和藥劑入口 。
3. 根據權利要求1或2所述的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，其特徵在於所述含有金屬離子的酸性廢水的處理系統還包括曝氣裝置，所述曝氣裝置的曝氣管設置在所述二級中和反應槽中。
4. 根據權利要求2所述的含有金屬離子的酸性廢水的處理系統，其特徵在於所述高密度汙泥反應器位置高於所述一級中和反應槽。
專利摘要本實用新型涉及一種廢水處理系統，特別涉及一種處理含有金屬離子的酸性廢水的處理系統。該含有金屬離子的酸性廢水的處理系統還包括汙泥回流管道；所述汙泥回流管道的一頭與所述汙泥泵的出口連接，所述汙泥回流管道的另一頭與所述一級中和反應槽連接。本實用新型解決了現有的處理系統在實際的運行過程中出水pH值波動大，出水金屬離子濃度波動大，沉澱絮體沉降性能差，沉降速度慢，中和藥劑、混凝劑、絮凝劑等藥劑消耗量大，且投加量不好控制，沉澱汙泥脫水性差，脫水後汙泥體積大的問題。
文檔編號C02F9/04GK201495143SQ200920208828
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月17日 優先權日2009年9月17日
發明者宋豔, 羅貴昌, 胡偉 申請人:上海東振環保工程技術有限公司