电镀废水高效处理系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理领域，尤其是电镀废水高效处理系统。

背景技术：

电镀即利用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金，以防止金属氧化和提高耐磨性等，电镀废水是电镀生产工艺中产生的水质复杂，成分不易控制的污水，废水中含氰、含酸、含碱及含有大量金属离子如：铬、镐、镍、铜等，并且，金属离子的存在形式多样，有的以简单的阳离子形式存在，有的则以酸根阴离于形式存在，有的以复杂的络合离子存在；同时废水中基本都含有有机添加剂，如果将电镀废水直接排放对环境的危害性极大，因此需要进行处理达标后方能排放。

常用的电镀废水处理方法包括中和沉淀法、中和混凝沉淀法、氧化法、还原法、钡盐法、铁氧体法等化学方法。这些方法处理过后往往重金属合格，但是COD化学需氧量，氨氮、总氮和总磷等有机物却会超标，即使后面增加生物法进一步处理，但是常规的生物法仍达不到理想的效果，从而最终导致排放不合格。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种将芬顿法、离子交换法及生物处理法有机结合的电镀废水高效处理系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

电镀废水高效处理系统，包括

至少一降解沉淀池，通过芬顿反应及混凝沉淀对其内的废水进行处理；

离子交换池，与所述降解沉淀池连接，用于通过其内的离子交换树脂对降解沉淀池处理后的出水进行处理；

生物处理池，与所述离子交换池连接，用于通过其内的好氧污泥对离子交换池处理后的出水进行处理；

沉淀池，与所述生物处理池连接；

一级活性炭过滤器，与所述沉淀池连接。

优选的，所述的电镀废水高效处理系统中，所述降解沉淀池为至少2个，每个降解沉淀池用于不同类型的电镀废水预处理且连接独立的离子交换池。

优选的，所述的电镀废水高效处理系统中，所述降解沉淀池和离子交换池之间还设置有砂滤罐。

优选的，所述的电镀废水高效处理系统中，所述降解沉淀池和离子交换池之间还设置有活性炭过滤器。

优选的，所述的电镀废水高效处理系统中，所述一级活性炭过滤器还连接二级活性炭过滤器。

优选的，所述的电镀废水高效处理系统中，所述活性炭过滤器、一级活性炭过滤器和二级活性炭过滤器均包括罐体，所述罐体的内腔底部填充有石英砂层，所述石英砂层上覆盖有活性炭滤料，且它们之间设置有网孔孔径小于石英砂颗粒尺寸及活性炭滤料颗粒尺寸的防混格网，所述活性炭滤料位于防混格网和防跑料滤网之间，所述防跑料滤网的孔径小于所述活性炭滤料的颗粒尺寸；

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，结构简单，通过降解沉淀池进行芬顿处理将电镀废水中的难降解的有机化合物氧化降解，改善污水的可生化性，从而可以结合生物处理技术去除污水中的其他有机物，以使COD、总磷、氨氮及总氮等达到排放指标，同时结合离子交换法有效的去除污水中的金属离子，尤其是重金属离子，以使重金属含量达到排放指标。

本系统及方法将不同类型的电镀废水分类治理，可以根据不同废水中的污染物的特性进行相应参数的调整，针对性更强，操作的灵活性更佳，设备的集成度更高，并且避免了不同类型的废水在同一降解沉淀池、离子交换池中处理可能产生的干扰问题，同时有利于提高污水处理的效率；进一步，由于先分类进行降解处理，清除了各中污水中大量的污染物，因此后续生物处理的污染物量大大减少，从而可以将多个类型的污水引入一个生物处理池进行处理，从而简化结构。

在预处理后通过两级过滤，能够充分去除预处理污水中的悬浮物、大分子有机物、氯等物质，避免它们使离子交换树脂污染影响其对重金属的处理效率，同时能够减小离子交换树脂和好氧污泥的污染物处理量，减少树脂和污泥的消耗。

生物处理后采用多级过滤，有效的保证了出水水质，并且结合特制的活性炭过滤器，通过防混格网的设计，能够有效的避免反洗过程中石英砂层和活性炭滤料产生混合，同时能够有效的减少石英砂层对活性炭滤料层的冲击力，避免活性炭滤料出现散乱的情况，另外，防跑料滤网的设计，能够有效的对位活性炭滤料的移动进行限制，进一步避免了滤料因水流及石英砂的冲击从滤料层脱离并被水流带走导致跑料的问题，有利于保证活性炭滤料结构的稳定性和滤料量的充足性，从而提高过滤的稳定性和延长滤料使用寿命，保证过滤效果。

活性炭过滤器中布水器的设置有效的减小了进水的冲击力，同时保证了水流分布的均匀性，减小对活性炭滤料及已过滤污染物的扰动，保证了出水质量。

采用滤料带盛装活性炭滤料，便于从罐体上部开口进行活性炭滤料的整体移出及更换，操作方便、速度快，且更换过程中滤料不会外撒，能够避免二次污染，结合扶梯等便于进行操作，设计更加人性化。

附图说明

图 1 是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中的加药装置的示意图；

图 3是本实用新型中的活性炭过滤器示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。下面结合附图对本实用新型揭示的电镀废水高效处理系统进行阐述，如附图1所示，其包括

至少一降解沉淀池10，通过芬顿反应及混凝沉淀对其内的废水进行处理；

离子交换池50，与所述降解沉淀池10连接，用于通过其内的离子交换树脂对降解沉淀池10处理后的出水进行处理；

生物处理池60，与所述离子交换池50连接，用于通过其内的好氧污泥对离子交换池处理后的出水进行处理；

沉淀池70，与所述生物处理池60连接；

一级活性炭过滤器80，与所述沉淀池70连接。

电镀废水中的主要污染物是重金属离子和COD，而芬顿反应是强氧化过程，可将废水中的难降解污染物氧化分解为较小分子污染物，提高废水的可生化性，另外，芬顿反应后还伴有混凝沉淀的过程，可去除大部分废水中的重金属离子，之后出水进入离子交换，能够进一步去除废水中的重金属离子，再将出水进行生物处理进一步降低废水中的COD，从而有效的实现污水中的重金属和COD含量达标。

其中，如附图1所示，所述降解沉淀池10优选为三个，分别用于不同类型的电镀废水的处理，如含铬废水、含镍废水、含铜废水等含有重金属的污水处理，并且，每个降解沉淀池10连接独立的中间池，每个中间池连接独立的离子交换池50，因此可以同时进行三种电镀废水的处理以提高处理效率。

并且，为了便于向降解沉淀池10中添加药剂，多个所述降解沉淀池10可以分别连接一加药装置，也可以同时连接一加药装置，优选它们同时连接一加药装置20，如附图2所示，所述供药系统20包括药罐201，用于配置、装载药液；

供药管路202，连接所述药罐201并将其中的药液引出药桶，所述供药管路202的管道2021上具有透明段或观察窗2024；

多根加药支路203，连接所述供药管路202，且通过阀2031控制通断；

回流管路204，连接所述供药管路202和药罐201，其通过阀控制通断且其与供药管路202的连接点205位于加药支路203与供药管路202的连接点前端。

其中，所述药罐201可以是已知的各种筒体、罐体结构，所述药罐201包括至少一进料口（图中未示出），所述进料口可以用于向桶内添加各种液体或固体，例如进料口可以通过进水管道连接水源，从而可以实现自动供水。

并且，为了加速药剂在药罐201内的溶解，如附图2所示，所述药罐201内还设置有搅拌器207，所述搅拌器207包括伸入到药罐内的转轴2072，所述转轴2072的下端连接搅拌桨叶2071，其上端连接驱动其转动的电机2073或类似的动力结构。

如附图2所示，所述供药管路202包括管道2021，所述管道2021上依次设置有Y型过滤器2022、加药泵2023、阀2025及所述透明段或观察窗2024，并且，所述透明段或观察窗2024优选采用透明PVC管或窗且其位于所述连接点205的前端，当然，所述透明段或观察窗2024也可以采用其他透明的材质，如透明钢化玻璃或亚克力等。

另一方面，如仅有透明段或观察窗2024，则需要由人工进行观察，这样就会造成一定的人力损耗，对应的，如附图2所示，所述可循环式污水处理供药系统还包括拍摄角度正对所述透明段或观察窗2024的图像采集装置208，所述图像采集装置208是任何具有拍照或拍摄视频功能的设备，如摄像机或CCD等，所述图像采集装置208连接可循环式污水处理供药系统的控制装置，并且，所述图像采集装置208在所述加药泵2023工作时启动工作，从而可以通过采集到的透明段或观察窗内的图像进行分析，确认液体的流量大小及是否存在固体溶剂。

如附图2所示，所述回流管路204与供药管路202的连接点205的后端与其紧邻地设置有控制阀206，所述控制阀206连接所述控制装置（图中未示出），从而在通过透明段或观察窗2024看到药液中的药剂未充分溶解时，可以通过控制装置将所述控制阀206关断，从而避免药液继续流入到后续的管道中。

并且，如附图2所示，所述回流管路204延伸到所述药罐201的底部区域，且连接有布水器209，所述布水器209可以是已知的各种形状或结构，例如其可以是花洒状，并且使所述布水器209上的出水口2091朝上。

另外，为了能够及时了解药罐201剩余的药液量以便进行药液的添加以及更为准确的知道药剂是否充分溶解在溶剂中，因此，附图2所示，在所述药罐1内设置有包括无线通信模块的液位计2010及液体浓度传感器2020，从而在液位计2010触发时，控制加药泵停止工作并及时进行填料，以保证药液供应的稳定性以及在液体浓度传感器2020检测的数据与控制装置内置的数据的误差超过阈值时，控制所述控制阀206和/或各加药支路203中的自动阀2031关断。

工作时，通过进料口向所述药罐201内添加溶剂，如水，随后添加药剂，随后启动搅拌器207进行搅拌，随后关闭所述控制阀206，并启动所述加药泵2023及打开阀2025使药液在供药管路202、回流管路204及药罐201之间回流，并通过透明段或观察窗2024确认溶剂是否充分溶解及管道内的溶液流量是否正常，如正常，当需要加药时，关断所述回流管路204上的自动阀，打开所述控制阀206及相应加药支路203的自动阀2031进行供料，因此可以通过一个系统为多个降解沉淀池10供药，降低了设备的成本。

如附图2所示，所述加药泵2023和药罐201之间的管道上还连接有用于将液态药剂引入到药罐201中的卸载管路2030，所述卸载管路2030包括管道，所述管道的自由端设有快接接头20301并通过自动卸料阀20302控制管路的通断。

进行液体药剂卸载时，如过氧化氢溶液，将装有成品液体药剂的吨桶或槽罐车的出液端通过软管等连接到所述卸载管路2030的快接接头20301上，接着打开自动卸料阀20302，启动加药泵203，通过加药泵203将成品液体药剂经过循环管道打至药罐1中，从而实现快速卸载，提高了操作的便利性。

另外，如附图1所示，在所述降解沉淀池10和离子交换池50之间还依次设置有砂滤罐30及活性炭过滤器40，具体的，所述砂滤罐30连接中间池，所述活性炭过滤器40连接离子交换池50，通过砂滤罐30能够有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等，最终达到降低水浊度的效果；通过活性炭过滤器40能够进一步去除大分子有机物、铁氧化物、余氯等，从而避免污水中的这些成分造成离子交换树脂中毒，影响其对重金属的处理效率。

如附图1所示，所述降解沉淀池10及沉淀池70还分别连接污泥池100，它们产生的污泥排入到污泥池，同时沉淀池70过滤得到的污泥有部分回流至生物处理池60中，从而减小好氧污泥的损耗，所述污泥池100中的污泥经脱水装置110脱水后外运处理。

并且，在电镀废水中，还包括清洗废水，因此所述废水处理系统还包括清洁废水处理的结构，具体的，附图1所示，其同样包括依次连接的降解沉淀池10、中间池、砂滤罐30、活性炭过滤器40及离子交换池50，所述离子交换池50同样连接到生物处理池，由于清洗废水中的难降解有机物较少，因此在降解沉淀池中进行其处理时，仅需进行正常的混凝沉淀即可。

进一步，为了保证出水质量，如附图1所示，所述一级活性炭过滤器80还连接二级活性炭过滤器90，另外，由于活性炭过滤器的活性炭的吸附性能随使用时间增长而降低，但是在反洗时经常出现如下问题：

（1）反洗时，大流量水流由底部冲至顶部，容易打乱底部填充层和活性炭滤料层，导致产水效率降低，产水时流出大量细炭；

（2）并且，滤料正反洗水流量大时容易将滤料冲走。

另外，活性炭滤料在使用久后，吸附、过滤效果降低，需更更换滤料，在进行活性炭滤料的更换时也存在如下问题:

（1）人工更换滤料时，不便通过上端开口将滤料取出进行更滑，因此一般由底部排空后费时费力，且容易造成二次污染。

（2）滤料使用时间过久后，易出现结块，增加了从底部取出的难度。

因此在优选的实施例中，如附图3所示，所述活性炭过滤器（活性炭过滤器30、一级活性炭过滤器80和二级活性炭过滤器90）包括罐体1，所述罐体1包括常规活性炭过滤器的所有结构，如反洗的结构和正洗的结构等，此处为已知技术，不再赘述，所述罐体1包括主体14，所述主体14的底部设置有出液口12且其顶部其铰接有与其共轴的上盖15，从而上盖可以打开或关闭，当然所述上盖15也可以枢轴连接在所述主体14的顶部的一沿罐体1轴线方向延伸的轴上，从而上盖15可以水平转动打开或关闭，所述上盖15处设置有把手16，可以方便的进行上盖15的打开。

如附图3所示，所述上盖15上设置有进液口11，所述进液口11连接有布水器6，所述布水器6可以是一与花洒结构近似的装置，也可以是一个主管及均分主管外周的多个带有若干出水口的支管构成的结构，当然也可以是其他可行的布水器，从而保证布水的均匀性。

如附图3所示，所述罐体1的内腔底部填充有石英砂层2，以提供可靠的支撑，所述石英砂层2上覆盖有活性炭滤料3，且它们之间设置有网孔孔径小于石英砂颗粒尺寸及活性炭滤料颗粒尺寸的防混格网4，所述活性炭滤料3位于防混格网4和防跑料滤网5之间，所述防跑料滤网5的孔径小于所述活性炭滤料的颗粒尺寸，且位于所述布水器6的下方。

优选的，所述石英砂层2的高度在300mm±10mm，所述活性炭滤料3的填充高度在700±10mm，且所述石英砂层2和活性炭滤料3的高度和为罐体1的高度的60%±5%，通过石英砂层、活性炭滤料的高度及它们占罐体总高度的设计，以保证活性炭滤料3的过滤性能最佳。

进一步，所述防护格网4和防跑料滤网5可以是两个单独的部件，也可以是一盛装所述活性炭滤料3的过滤袋的部分，当它们是两个单独的结构时，它们的目数不小于30目，且可以分别通过密封件与罐体1的内壁固定，也可以通过其他形式固定在罐体1的内壁上，如螺接；当它们是过滤袋的部分时，所述过滤袋优选是聚丙烯过滤袋且目数不小于30目，其具有较佳的化学稳定性和在水中的稳定性，因此在污水环境中，不易被腐蚀或损坏。

在进行本实用新型的活性炭过滤器组装时，以过滤袋为例，先将石英砂填充到罐体的底部，石英砂填充完毕后，将过滤袋由罐体顶部塞入罐体内，再将活性炭滤料装填入过滤袋中，至活性炭滤料填充到设定的高度后再将过滤袋的袋口打结即可。

进一步，由于常规的活性炭过滤器往往是采用支架作为支撑，但是支架不易进行过滤器的整体移动，因此为了便于活性炭过滤器的移动，如附图3所示，在所述罐体1的底部设置有一组自锁万向轮13，所述自锁万向轮13可以是各种可行的结构。

同时为了便于进行罐体1的推动，如附图3所示，在所述罐体1的外壁上还设置有推把17，所述推把17位于所述宽体的中间位置，且其枢轴连接在罐体外壁处，并且，推把17的枢轴连接端还设置有螺孔，所述罐体上设置有与所述通孔匹配的圆弧形孔，从而通过调整通孔在圆弧形孔中的相应位置可以调整推把17的角度，从而便于不同身高的工作人员操作，增加了应用的灵活性。

另外，由于罐体的高度一般较高，不便于直接从其顶部开口进行各种操作，因此为了便于从所述罐体的上方进行取料、换料等操作，如附图3所示，在所述罐体1的外壁上还设置有一组由低至高用于登高的梯级18。

本实用新型进一步揭示了一种电镀废水高效处理方法，包括如下步骤：

S1，将含镍或含铜或含铬电镀废水引入降解沉淀池通过芬顿反应及混凝沉淀进行预处理；具体操作时，将含镍、含铜、含铬电镀废水分别引入一降解沉淀池10中,然后将各降解沉淀池10中污水的PH值调节至3-4，接着向废水中添加芬顿药剂或者加硫酸亚铁与双氧水进行反应，药剂的具体添加量根据不同成分的污水的水质水量，通过小试实验确定，在此不在赘述，反应时间控制在1-2小时，这是由于若反应时间过短，药剂与污染物之间未充分反应，去除效率较低；若反应时间过长，药剂与污染物的反应效率下降，影响了处理效率，且增加了投资成本。

反应结束后，加石灰或碱将污水的PH值调节至9-11，具体根据废水中含有的重金属类型进行调节，最后将污水进行混凝沉淀，所添加的药剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，沉淀后的出水分别引入到与各降解沉淀池10连接的中间池中。

S2，将各中间池中的污水分别依次引入与其对应的砂滤罐30及活性炭过滤器40进行过滤，过滤速度控制在8-10 m/h，这是由于，若过滤速度过大，则污染物易随水流通过活性炭层，导致出水水质较差，反之，过滤速度过低，停留时间太长，过滤的效率太低，从而投资成本和运行成本增加。

S3，将经过各活性炭过滤器40过滤的废水引入独立的离子交换池50，所述离子交换池50通过离子交换树脂去除其中的重金属离子，具体的离子交换树脂根据所含的重金属类型和水质进行优选，并且，在离子交换时，使污水的运行流速在15-25m/h以保证交换的充分性，从而避免重金属离子不会进入到后面的生物处理池，导致生物处理池中的活性污泥因重金属污染。

S4，将各离子交换池50处理后的废水引入同一好氧污泥池60，通过好氧污泥进行生物处理，从而将污水中的其他有机物大幅度的降解，在进行好氧生物处理时，由于好氧生物处理是利用废水中的微生物分解代谢来去除有机污染物，需要微生物浓度保持在较高浓度，才能达到理想的处理效率，优选好氧池污泥内混合液的活性污泥浓度MLSS需保持在3000-5000mg/L；同时，需要合理的水力停留时间来维持反应池内的污泥浓度以达到理想的处理效率，具体水力停留时间的设定需要根据废水中污染物浓度来确定。

另外，好氧池内混合液的溶解氧浓度需要保持在5±0.5mg/L，使得反应池内处于好氧状态，若混合液的溶解氧浓度过低，不利于好氧微生物的生长。

S5，将经过生物处理的废水引入一级活性炭过滤器过滤，将经过一级活性炭过滤器的废水引入二级活性炭过滤器过滤后排放，最终出水的COD在80PPM以下。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。