一种处理重金属废水的碟管式反渗透系统的制作方法

本实用新型涉及一种处理重金属废水的碟管式反渗透系统，属于重金属废水处理技术领域。

背景技术：

目前，重金属废水的处理主要有化学法、物理化学法、以及生物法三种。化学法处理重金属废水是最为常用的一种，具体来说是利用化学方法将废水中的重金属离子进行中和、沉淀等，进而消除其毒性。物理化学法处理重金属废水，主要是通过物理与化学结合的方法，来提高重金属废水处理的质量。例如采用物理吸附法，可以借助吸附剂(活性炭、褐煤、风化煤)将废水中的重金属离子进行吸附。在日常生活中人们发现水藻类等一些水生物能够起到一定的水资源净化作用，而且对一些重金属也有较强的富集能力。在此基础上，逐步发现放线菌、霉菌等都能够有效的吸附水中的重金属离子，然后以生物代谢的方式将重金属与生物体内的蛋白结合，进而实现重金属的沉淀。上述处理方法，也存在如下的问题：常用的化学沉淀法，虽然废水处理效率高，但是也存在废水回收利用困难的缺点。而其他活性炭吸附法、电渗析法等废水处理质量较高，但是也存在废水处理成本高的缺点，难以大规模的推广使用。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的重金属废水处理中存在的问题，提供一种处理重金属废水的碟管式反渗透系统及其处理方法。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种处理重金属废水的碟管式反渗透系统，其特征在于，包括重金属废水池、预处理系统、三级处理系统、回用水池和浓水回收池；所述的三级处理系统包括均由碟管式反渗透膜组件形成的一级反渗透系统、二级反渗透系统和三级反渗透系统；所述的重金属废水池通向预处理系统的管路上依次设置有控制阀门和第一增压泵；所述的预处理系统到一级反渗透系统的管路上设置有第二增压泵；一级反渗透系统同时接通回用水池和二级反渗透系统，且在一级反渗透系统到二级反渗透系统的管路上设置有第三增压泵；二级反渗透系统同时接通重金属废水池和三级反渗透系统，且在二级反渗透系统到三级反渗透系统的管路上设置有第四增压泵，三级反渗透系统同时接通浓水回收池和重金属废水池；所述的碟管式反渗透膜组件由RO膜片、导流盘、中心拉杆、外壳、两端法兰、密封件及连接螺栓组成的膜组，膜组件长度为1200mm，直径为202mm，有效膜面积为9.4m²。采用的碟管式反渗透膜组件，其特点是具有开放式的流道，料液有效流道宽，避免了物理堵塞。

在上述技术方案的基础上，本实用新型为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案做出如下的改进：

进一步，所述的导流盘包括安装在一起的导流盘本体、导流格栅和密封盘，所述的密封盘的为环状，包括外圈的连接环和连接环内侧均匀设置六个的中央凸台，相邻两个中央凸台间形成产水收集孔，连接环的厚度小于中央凸台的厚度，导流格栅与连接环固定，在导流格栅、连接环和中央凸台之间形成O形圈凹槽，所述的O形圈凹槽的下底角和上边角为弧面状；所述的导流盘本体的表面上设置有凸点，凸点形状为圆顶锥形。采用带凸点支撑的导流盘，料液在过滤过程中形成湍流状态，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生，允许SDI值高达20的高污染水源，仍无被污染的风险。

同时本实用新型还公开了上述的处理重金属废水的碟管式反渗透系统进行废水处理的方法，具体的方案如下：

将重金属废水在重金属废水池中收集，打开控制阀门用第一增压泵将收集的重金属废水输送到预处理系统进行预处理形成预处理液，预处理液由第二增压泵输送到一级反渗透系统，一级反渗透系统产出的一级透过液和一级浓缩液，一级透过液输送到回用水池，一级浓缩液由第三增压泵输送到二级反渗透系统中，二级反渗透系统处理后形成二级透过液和二级浓缩液，二级透过液输送到重金属废水池，二级浓缩液由第四增压泵输送到三级反渗透系统，三级反渗透系统生成三级透过液和三级浓缩液，三级透过液输送到重金属废水池，三级浓缩液输送到浓水回收池。

净水为经过处理后达到排放或者使用要求的清水，而浓水是经过碟管式反渗透系统浓缩后的重金属废水。

进一步，所述的预处理系统是将重金属废水进行pH调节、混凝沉淀、50微米石英砂过滤、10微米PP精密过滤和超滤过滤。

进一步，所述的pH调节采用pH在线监控仪自动控制，通过投加酸或碱，使废水进入反渗透系统前保持中性。

本实用新型的优点在于：采用碟管式反渗透(DTRO)系统预处理集成技术，碟管式反渗透(DTRO)系统的碟管式反渗透膜组件采用开放式流道设计，料液有效流道宽，采用带凸点支撑的导流盘，料液在过滤过程中形成湍流状态，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生。利用反渗透过程的预处理及高效浓缩过程，结合后续重金属的分离提纯技术，实现重金属废水的资源化回收，同时，碟管式反渗透系统的产水作为生产回用水，将重金属污水的处理实现减量化、资源化、无害化，一举多得，效益突出。

附图说明

图1为本实用新型一种处理重金属废水的碟管式反渗透系统的结构示意图；

图2为导流盘的结构示意图；

图3为图2中的A-A剖视图；

图4位图3中C处的放大图。

附图标记记录如下：1-重金属废水池，2-控制阀门，3-第一增压泵，4-预处理系统，5-第二增加泵，6-净水出水管回用水池，7-一级反渗透系统，8-第三增加泵，9-二级反渗透系统，10-第四增加泵，11-三级反渗透系统，12-浓水回收池，13-导流盘，13.1-导流盘、13.1.1-外边缘、13.1.2-外边缘定位点、13.1.3-凸点、13.2-导流格栅、13.2.1-格栅条、13.3-密封盘、13.3.1-中央凸台、13.3.2-产水收集孔、13.3.3-连接环、13.3.11-中央凸台的折角、13.3.21-产水收集孔的边沿、13.3.4-中央定位孔、13.3.5-中央定位凸起、13.4-O形圈凹槽、13.4.1-下底角、13.4.2-上边角。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

一种处理重金属废水的碟管式反渗透系统(参见图1)，包括重金属废水池1、预处理系统4、三级处理系统、回用水池6和浓水回收池12；所述的三级处理系统包括均由碟管式反渗透膜组件形成的一级反渗透系统7、二级反渗透系统9和三级反渗透系统11；所述的重金属废水池1通向预处理系统4的管路上依次设置有控制阀门2和第一增加泵3；所述的预处理系统4到一级反渗透系统7的管路上设置有第二增加压泵5；一级反渗透系统7同时接通回用水池6和二级反渗透系统9，且在一级反渗透系统7到二级反渗透系统9的管路上设置有第三增压泵8；二级反渗透系统9同时接通重金属废水池1和三级反渗透系统11，且在二级反渗透系统9到三级反渗透系统11的管路上设置有第四增压泵10，三级反渗透系统11同时接通浓水回收池12和重金属废水池1；所述的碟管式反渗透膜组件由RO膜片、导流盘13、中心拉杆、外壳、两端法兰、密封件及连接螺栓组成的膜组，膜组件长度为1000mm，直径为202mm，有效膜面积为9.4m²。碟管式反渗透膜组件安装结构为常规的膜的组装结构。

预处理系统包括混凝沉淀、石英砂过滤、PP精密过滤和超滤，和有效除去废水中胶体、悬浮物、固体残渣和小分子不溶物等，多级碟管式反渗透系统的应用可达到净水的回用以及重金属资源的回收，且具有不易被污染，避免物理堵塞等优点。

预处理系统的来水与两部分构成，一部分是重金属废水的原水，一部分是系统产生的部分渗透液，两部分水通过增压泵后进入预处理系统。增压泵的目的是为原水增压，为后续处理供水。

每部分碟管式反渗透系统设有进水管路，浓水管路以及出水管路，上一系统的浓水管路与下一系统的净水管路相连接，且在进水管路上均设有增压泵，设有增压泵的目的是为了使达到膜系统运行所需压力。

在上述技术方案的基础上，本实用新型为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：

所述的导流盘13(参见图2-图4)包括安装在一起的导流盘本体13.1、导流格栅13.2和密封盘13.3，所述的密封盘13.3的为环状，包括外圈的连接环13.3.3和连接环内侧均匀设置六个的中央凸台13.3.1，相邻两个中央凸台13.3.1间形成产水收集孔13.3.2，连接环13.3.3的厚度小于中央凸台13.3.1的厚度，导流格栅13.2与连接环13.3.3固定，在导流格栅13.2、连接环13.3.3和中央凸台13.3.1之间形成O形圈凹槽13.4，所述的O形圈凹槽13.4的下底角13.4.1和上边角13.4.2为弧面状；所述的导流盘本体13.1的表面上设置有凸点13.1.3，凸点13.1.3形状为圆顶锥形。所述的导流盘13的外圆周上设置有外边缘13.1.1，外边缘13.1.1的外侧设置有外边缘定位点13.1.2，所述的外边缘定位点13.1.2为一对，位于同一条直径的两端处。所述的外边缘定位点13.1.2，一侧为单点标记，一侧为三点标记

同时本实用新型还提供一种利用上述的碟管式反渗透技术回用重金属废水的系统进行废水处理的方法，具体的方案如下：

将重金属废水在重金属废水池中收集，打开控制阀门用第一增压泵将收集的重金属废水输送到预处理系统进行预处理形成预处理液，预处理液由第二增压泵输送到一级反渗透系统，一级反渗透系统产出的一级透过液和一级浓缩液，一级透过液输送到回用水池，一级浓缩液由第三增压泵输送到二级反渗透系统中，二级反渗透系统处理后形成二级透过液和二级浓缩液，二级透过液输送到重金属废水池，二级浓缩液由第四增压泵输送到三级反渗透系统，三级反渗透系统生成三级透过液和三级浓缩液，三级透过液输送到重金属废水池，三级浓缩液输送到浓水回收池。

所述的预处理系统是将重金属废水进行pH调节、混凝沉淀、50微米石英砂过滤、10微米PP精密过滤和超滤过滤。

所述的pH调节采用pH在线监控仪自动控制，通过投加酸或碱，使废水进入反渗透系统前保持中性。

在本设计的系统中，由于二级反渗透系统和三级反渗透系统的进水中的重金属浓度比较高，为了避免在透过液中重金属离子浓度达不到回用的标准，因此将二级反渗透系统和三级反渗透系统的透过液用作生产过程中的漂洗水，从而回到重金属废水池，实现整个系统中污染物的零排放。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。