含鉛廢水處理與回用的設備的製作方法
2023-11-01 16:26:17 1
含鉛廢水處理與回用的設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種含鉛廢水處理與回用的設備，包括初級處理設備與深度處理設備兩部分，所述初級處理設備包括順序連接的集水調節池、中和池與一級管式膜過濾器；所述深度處理包括順序連接的中間水池、超濾裝置、一級反滲透裝置、二級反滲透裝置與濃水處理裝置。本實用新型在初級處理中和池的出水端，以及深度處理二級反滲透系統的濃水處理中都設置了管式膜過濾器，代替了現有技術中常規設置的沉澱池，不僅佔地面積大大縮小，設備更為緊湊簡潔；而且管式膜過濾能攔截水中直徑大於0.1μm的所有顆粒，因而對於因絮凝劑加藥量的偏差，形成偏小的氫氧化鉛絮體，以及沉降速度較慢的絮體都能攔截，從而充分保證了出水的水質與穩定性，避免了汙染隱患。
【專利說明】含鉛廢水處理與回用的設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及環保水處理【技術領域】，尤其是一種含鉛廢水處理與回用的工藝與設備。
【背景技術】
[0002]蓄電池在生產過程中會產生大量高濃度的含鉛廢水，對地下水源構成很大威脅，如果不進行處理而任其排放，必然給環境與社會帶來極大的危害。鉛和可溶性鉛鹽都有毒性，含鉛廢水對人類健康和動植物生長都有嚴重危害，如每日攝取鉛量超過0.3?1.0mg,就可在人體內積累，引起貧血、神經炎等。化學沉澱法是廣泛使用的一種處理含鉛廢水工藝，即向含鉛廢水投加鹼性中和劑或者硫化物，使鉛離子與羥基或硫離子反應，生成難溶的氫氧化鉛沉澱或者硫化鉛沉澱，從而予以分離。現有技術中採用化學沉澱法後得到的上清液，然後經過機械過濾後直接排放，通過以上方法基本可以使廢水中鉛的濃度降到國家排放要求，然而，由於沉澱池的沉降效果及機械過濾的過濾效果直接影響出水的含鉛濃度，所以往往在實際運行過程中，排放水中鉛含量忽高忽低，存在很大的汙染隱患。而且由於鉛是兩性金屬，採用化學沉澱法控制條件較為嚴格，處理時需嚴格控制形成氫氧化鉛沉澱的最佳PH值及其在沉澱過程中絮凝物的顆粒大小，如果在絮凝過程中，絮凝劑加藥量的偏差，形成氫氧化鉛絮體偏小，沉降速度較慢，絮體就會隨著上清液進入後道，導致出水中鉛含量超過排放要求。
實用新型內容
[0003]本 申請人:針對上述現有化學沉澱法去除鉛離子排放水質不穩定，存在較大的汙染隱患等缺點，提供一種結構合理的含鉛廢水處理與回用的工藝與設備，從而可以最大程度降低出水中的鉛離子含量，保證穩定的出水質量。
[0004]本實用新型所採用的技術方案如下:
[0005]一種含鉛廢水處理與回用的設備，包括初級處理設備與深度處理設備兩部分，所述初級處理設備包括順序連接的集水調節池、中和池與一級管式膜過濾器；所述深度處理包括順序連接的中間水池、超濾裝置、一級反滲透裝置、二級反滲透裝置與濃水處理裝置，所述濃水處理裝置包括順序連接的濃水收集池、混凝反應池與二級管式膜過濾器；所述一級管式膜過濾器的清水出水口連通至中間水池；所述二級反滲透裝置的濃水出口連通至所述濃水處理裝置的濃水收集池；所述一級反滲透裝置、二級反滲透裝置與二級管式膜過濾器的清水出水口連通至回用水池；所述一級管式膜過濾器與二級管式膜過濾器的濃液出口連通至汙泥池。
[0006]作為上述技術方案的進一步改進:所述中間水池與超濾裝置之間串聯設置有石英砂過濾器與活性炭過濾器。
[0007]所述超濾裝置的超濾濃水回流至中間水池。
[0008]本實用新型的有益效果如下:[0009]本實用新型採用初級處理與深度處理結合的方式，對蓄電池企業的高濃度含鉛廢水進行處理與回用，初級處理採用化學中和沉澱與一級管式膜過濾處理工藝，可以去除廢水中約90%的絕大多數鉛離子。管式膜的高效過濾可以充分保證出水質量，以降低後續設備的處理載荷，延長壽命。深度處理採用超濾與二級反滲透濃縮除鹽工藝，對二級反滲透的濃水進入濃水處理裝置再次處理，再次利用二級管式膜過濾器進行過濾，從而去除濃水中約70?80%的鉛離子。一級反滲透裝置、二級反滲透裝置與二級管式膜過濾器的清水出水流至回用水池進行循環利用。
[0010]本實用新型在初級處理中和池的出水端，以及深度處理二級反滲透系統的濃水處理中都設置了管式膜過濾器，代替了現有技術中常規設置的沉澱池，不僅佔地面積大大縮小，設備更為緊湊簡潔；而且管式膜過濾能攔截水中直徑大於0.1Mffl的所有顆粒，因而對於因絮凝劑加藥量的偏差，形成偏小的氫氧化鉛絮體，以及沉降速度較慢的絮體都能攔截，從而充分保證了出水的水質與穩定性，避免了汙染隱患。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的工藝流程圖。
[0012]圖中:1、集水調節池；2、中和池；3、一級管式膜過濾器；4、汙泥池；5、壓濾機；6、中間水池；7、石英砂過濾器；8、活性炭過濾器；9、超濾裝置；10、一級反滲透裝置；11、二級反滲透裝置；12、二級管式膜過濾器；13、回用水池。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，本實用新型的含鉛廢水處理與回用工藝分為初級處理與深度處理兩部分，初級處理採用化學中和沉澱與一級管式膜過濾處理工藝，深度處理採用超濾與二級反滲透濃縮除鹽工藝，對二級反滲透的濃水進行二級管式膜過濾。
[0014]一、初級處理設備:
[0015]集水調節池1:集水調節池I起到收集廢水,並對廢水進行均質的目的。
[0016]中和池2:中和池2的作用是調整PH值9.2?9.5,使鉛離子反應形成鉛的氫氧化物，並根據實際情況適當添加聚凝劑。
[0017]一級管式膜過濾器3:管膜充分截流含鉛氫氧化物的絮凝物。
[0018]汙泥池4:汙泥池4用來貯存管膜濃縮後的汙泥。
[0019]壓濾機5:經濾後的濃縮液經壓濾機5壓濾脫水後，形成泥餅外運。
[0020]二、深度處理(中水回用處理)設備:
[0021]中間水池6:水量緩衝，保證後續處理設備的正常運行。
[0022]石英砂過濾器7:利用介質截留水中懸浮物使出水澄清。
[0023]活性炭過濾器8:活性炭過濾器8主要用於除去水中餘氯、有機物及膠體矽等，通常作為膜處理設備的預處理設備，可有效防止膜降解等，保證後續設備正常使用。
[0024]超濾裝置9:超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一，以大分子與小分子分離為目的，膜孔徑在20?1000A。之間。超濾是利用一種壓力活性膜，在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質，而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000?1x10000的物質。當被處理水藉助於外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小於300?500的溶質透過膜，而大於膜孔的微粒、大分子等由於篩分作用被截留，從而使水得到淨化。也就是說，當水通過超濾膜後，可將水中含有的大部分膠體矽除去，同時可去除大量的有機物等。
[0025]一級反滲透裝置10:對超濾裝置9的出水進行一級反滲透。
[0026]二級反滲透裝置11:對一級反滲透裝置10的濃水進行二級反滲透。
[0027]二級管式膜過濾器12:反滲透濾出的濃水經管膜濃縮處理後回用或排放。
[0028]回用水池13:存儲一級反滲透裝置10、二級反滲透裝置11與二級管式膜過濾器12的清水出水，可輸出至廠區或辦公區進行回用，例如衝洗衛生間後排入城市汙水管網。
[0029]本實用新型的實際工作流程如下:集水調節池I的汙水經泵提升進入中和池2，中和池2內設置管式微孔攪拌裝置，利用風機進行空氣攪拌，同時加入鹼性物質(石灰水或液鹼)，使中和池2內的廢水和鹼性物質充分混合反應，將廢水PH值調至9.2?9.5，因為最有效的氫氧化鉛沉澱發生在PH值為9.2?9.5時，在更高的pH值時會出現反溶現象，氫氧化物沉澱形成的效果急速下降，所以控制好PH值是該工藝的關鍵。中和池2中設置安裝的微孔空氣曝氣裝置具有提高氧的利用率，通過對中和池2強制充氧，對廢水中可能存在的亞鐵離子進行氧化處理，轉換產生不易溶水的三價鐵(Fe3+)，形成Fe (OH) 3絮體，減少後級藥劑的用量。根據實際情況投加少量絮凝劑、助凝劑，使廢水中的固體懸浮物形成膠羽狀物體。出水進入一級管式膜過濾器3進行過濾。
[0030]管式膜過濾器能攔截水中直徑大於0.1Mffl的所有顆粒，能使出水清液中鉛離子含量小於0.05mg/L，遠低於國家一級排放標準，一級管式膜過濾器3過濾處理後的清液經過pH調整達至6?9後排出至中間水池6。一級管式膜過濾器3過濾後的濃液通過汙泥泵抽吸進入汙泥池4，然後利用壓濾機5進行汙泥幹化處理，壓濾後濾餅外運，壓濾濾出液回流至集水調節池I中進行再次處理。
[0031]中間水池6出水通過石英砂過濾器7通過濾料的截留吸附除去水中懸浮物雜質和膠體物；活性炭過濾器8通過活性炭微細孔表面吸附原理吸附水中有機物、及餘氯等。在水質好的情況下，也可以不使用石英砂過濾器7與活性炭過濾器8，但是兩者的使用可以更好地改善超濾裝置9的進水水質,從而延長超濾膜的使用壽命。
[0032]經過上述過濾後的出水進入超濾裝置9。超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動力，實現機械分離的膜分離過程。中空纖維超濾膜是以高分子材料採用特殊工藝製成的不對稱半透膜，呈中空毛細管狀(中空纖維狀)管壁密布微孔，原液在膜內或膜外流動，在壓力的作用下，小分子物質透過膜而成為超濾液，而其中的大分子物質以及膠體、細菌等被截留在膜外，成為濃縮液，從而完成物質的分離、濃縮和提純。本實用新型的超濾裝置9採用錯流式過濾，可全部去除大於0.1um的膠體和顆粒物；對大分子有機物有較好的去除效果；受原水水質波動影響小，出水水質穩定；運行壓力低，節能效果顯著，自動化程度高。
[0033]超濾裝置9出水進入反滲透系統繼續進行處理。反滲透膜元件以壓力為推動力，進行膜分離除鹽，同時可去除水中溶解性有機物、細菌、熱源、病毒等。一級反滲透系統對超濾出水進行處理，一級反滲透系統的出水流出至回用水池13。二級反滲透系統主要處理一級反滲透系統產生的濃水，該濃水中的鹽份含量較高，約有10000左右，若長期回到中間水池6重新處理會造成汙水中的鹽分堆積，影響一級反滲透系統的長期穩定運行，因此將此股濃水採用二級反滲透系統進行進一步脫鹽處理。二級反滲透系統處理獲得進水量約50%的淨水至回用水池13，排出的濃水進入混凝反應池，再次調節pH值並加入絮凝劑，然後進入二級管式膜過濾器12進行處理，二級管式膜過濾器12的出水流至回用水池13，二級管式膜過濾器12的濃液排至汙泥池4進行汙泥幹化處理。回用水池13內的清水可輸出至廠區或辦公區進行回用，例如衝洗衛生間後排入城市汙水管網。
[0034]管式膜過濾器的核心部分是獨特的管式膜，是一種最有耐強性和耐化學腐蝕性的膜管。由於其接近於超濾過濾孔徑，使用這種類型的管式膜可以高效去除廢水中的汙染物，同時由於其獨特的構造，可以使含有汙泥顆粒的廢水進入膜系統進行直接的固液分離，因此管膜工藝與目前常見的工藝流程相比較，可以省去沉澱池、多介質過濾、砂濾、碳濾及超濾等環節，在目前工業廢水處理的領域裡被稱為「現時最有效的技術」，可以真正實現廢水排放或回用的目的。
[0035]其優點在於:(I)它的流速是市場上其他微濾膜的流速的兩到三倍。
[0036](2)它有濾除顆粒汙染物質的能力而不會發生透漏泥顆粒的現象。
[0037](3)濾膜可以承受酸性，鹼性，漂白和氧化藥劑的清洗。
[0038](4)膜管有著耐久的質地，與一般的過濾材質相比它有較長的使用期。
[0039]管式膜組件採用了獨特的複合膜管，其PVDF膜能極好地與PVDF支撐管內壁交聯或嵌入到PE支撐管內壁中與支撐管形成強勁的結合，使膜管能在較高的運行壓力和反洗壓力下工作獲得極高的固體去除效率和膜通量，從而減少系統佔地面積。TMF管式微濾膜組件內含多根由PVDF膜和多孔支撐管複合而成的膜管:其中支撐管由HDPE或PVDF採用燒結法製備而成，具有豐富的網狀表面孔體系和海綿狀的立體孔體系，PVDF膜能嵌入到這些孔隙中與支撐管形成強勁結合使膜管具有優異的分離性能和極強的結構穩定性。管膜組件不僅能在O?14的pH條件下運行且能耐受絕大多數腐蝕性化學藥劑。管膜組件採用錯流過濾方式，運行時料液以足夠形成湍流的速度在膜管中流動，在20?SOpsi的壓力驅動下水透過膜孔流到膜管外側，固體顆粒則被膜截留在膜管內部；湍流可以防止被截留的顆粒在膜管內壁上沉積從而維持膜的高通量並延長過濾周期。錯流過濾與管式微孔膜設計相結合無需使用預過濾，且能處理質量濃度高至5%的料液。
[0040]本實用新型採用初級處理與深度處理結合的方式，對蓄電池企業的高濃度含鉛廢水進行處理與回用，初級處理採用化學中和沉澱與一級管式膜過濾處理工藝，可以去除廢水中約90%的絕大多數鉛離子。管式膜的高效過濾可以充分保證出水質量，以降低後續設備的處理載荷，延長壽命。深度處理採用超濾與二級反滲透濃縮除鹽工藝，對二級反滲透的濃水進入濃水處理裝置再次處理，再次利用二級管式膜過濾器進行過濾，從而去除濃水中約70?80%的鉛離子。一級反滲透裝置、二級反滲透裝置與二級管式膜過濾器的清水出水流至回用水池進行循環利用。
[0041]本實用新型在初級處理中和池的出水端，以及二級反滲透系統的濃水處理中都設置了管式膜過濾器，代替了現有技術中常規設置的沉澱池，不僅佔地面積大大縮小，設備更為緊湊簡潔；而且管式膜過濾能攔截水中直徑大於0.1Mffl的所有顆粒，因而對於因絮凝劑加藥量的偏差，形成偏小的氫氧化鉛絮體，以及沉降速度較慢的絮體都能攔截，從而充分保證了出水的水質與穩定性，避免了汙染隱患。本實施例處理含鉛廢水的進出水水質比較如下表所示。
[0042]
【權利要求】
1.一種含鉛廢水處理與回用的設備，包括初級處理設備與深度處理設備兩部分，其特徵在於: —所述初級處理設備包括順序連接的集水調節池(I )、中和池(2)與一級管式膜過濾器(3); —所述深度處理包括順序連接的中間水池(6 )、超濾裝置(9 )、一級反滲透裝置(10 )、二級反滲透裝置(11)與濃水處理裝置，所述濃水處理裝置包括順序連接的濃水收集池、混凝反應池與二級管式膜過濾器(12)； —所述一級管式膜過濾器(3)的清水出水口連通至中間水池(6);所述二級反滲透裝置(11)的濃水出口連通至所述濃水處理裝置的濃水收集池； —所述一級反滲透裝置(10)、二級反滲透裝置(11)與二級管式膜過濾器(12)的清水出水口連通至回用水池(13)； —所述一級管式膜過濾器(3)與二級管式膜過濾器(12)的濃液出口連通至汙泥池(4)。
2.按照權利要求1所述的含鉛廢水處理與回用的設備，其特徵在於:所述中間水池(6)與超濾裝置(9 )之間串聯設置有石英砂過濾器(7 )與活性炭過濾器(8 )。
3.按照權利要求1所述的含鉛廢水處理與回用的設備，其特徵在於:所述超濾裝置(9)的超濾濃水回流至中間水池(6 )。
【文檔編號】C02F101/20GK203498200SQ201320612312
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月8日 優先權日:2013年10月8日
【發明者】周曉鋒 申請人:宜興市歐瑞特環保科技有限公司