电子电镀废水回用深度处理装置的制作方法

专利名称：电子电镀废水回用深度处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子电镀废水回用深度处理装置，主要用于处理电子电镀工 业产生的重金属清洗废水，属于污水处理设备领域。
技术背景 我国水资源严重短缺，人均淡水拥有量不足世界人均水平的1/4，人多水少，与生 产力严重不相匹配。随着现代工业的发展和人类自身活动的增加，大量废水的排放问题也 越来越严重。电子电镀行业是高耗水、排污量大的行业，涉及的产业包括电子信息、精密机械 等。以电子业的基础产业印刷电路板为例，到2010年其废水量将达4. 1亿吨/年左右，且废 水中含有大量铜、镍等重金属离子及有机污染物，这一方面造成资源浪费，另一方面重金属 持久性污染严重、危害性大、影响居民的饮用水安全，构成了企业发展的瓶颈，严重制约了 电子电镀行业的发展。电子电镀废水的治理普遍采用化学中和沉淀、电解法、离子交换法、 膜分离法等进行达标排放处理。2008年制定的《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)，更 加严格了重金属Cu、Ni等的排放指标，增加了电子电镀废水的处理难度。膜分离技术近年来受到广泛关注且发展迅速，在石油、化工、电子、食品和环保等 领域得到了广泛应用。将膜分离技术应用于工业废水的处理，将为工业废水处理提供“绿 色”的解决方案，目前，已开展了不同水平的理论研究和技术开发、应用，研究表明，采用膜 分离技术可有效实现废水回用、资源回收和物质循环利用，环境效益和经济效益显著。目前，大部分企业将处理达标的废水考虑回用于生活用水(冲厕或绿化)和水质 要求不严的生产冲洗水，废水回用于水质要求严格的生产工艺用水的例子不多，回用 的比 例也较低。在电子电镀行业的生产过程中，蚀刻、微蚀、电镀等工序将产生大量的含重金属 的清洗废水，这部分清洗废水水量较大，含有一定量的有机污染物，重金属污染物以铜或镍 为主，是整个废水系统中最清洁的部分，适合作为废水深度处理后回用于生产工序的水源。
发明内容本实用新型提供一种电子电镀废水回用深度处理装置。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种电子电镀废水回用深度处 理装置，所述装置由混凝沉淀处理单元、微滤膜处理单元、预处理单元和反渗透处理单元串 联构成；所述混凝沉淀处理单元由第一 PH调节池、混凝池和第二 pH调节池串联构成；所述 微滤膜处理单元由浓缩池、微滤膜处理装置、中和水箱和贮水箱串联构成；所述预处理单元 由活性炭过滤器和保安过滤器串联构成；所述反渗透处理单元包括反渗透处理装置。上述技术方案中的有关内容解释如下1、上述方案中，针对下列水质指标的电子电镀废水(1)化学需氧量小于或等于200mg/l ；(2)铜和镍等其他重金属的含量均小于或等于200mg/l ；[0012](3)电导率小于或等于2500 μ s/cm。2、上述方案中所述微滤膜处理装置设有浓水回流口，该浓水回流口经一浓水回流 管接至浓缩池。3、上述方案中，所述反渗透装置的浓水出口连通一浓水箱，反渗透装置的淡水出 口连通一淡水箱。4、上述方案中，装备系统可以采用自动控制设计，利用PLC作为处理工艺中的核 心控制器件。采用输入输出配置较灵活的模块式结构的PLC，自动控制率达90%以上，简化 运行操作，维护方便。5、上述方案中，膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质，借助外界能量或膜两 侧存在的某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)，原料侧组分选择性地透过膜，从而达 到分离、浓缩或提纯的目的。膜分离技术作为一种能耗低、设备简单、操作方便和分离性能 好的分离技术，目前已受到广泛的关注且发展迅速。将膜分离技术应用于废水回用的处理 效果显著。膜分离按其用途又分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、渗析(D)、电渗析(ED)、 反渗透(RO)等。6、上述方案中，微滤膜可以用Duraflow(DF)膜，DF膜是一种开放式管状过滤膜， 采用有机惰性材质制成，管膜强韧，膜孔径分布于微滤与超滤重叠部分，滤孔在0. 1微米至 0.2微米之间，使用寿命周期长(约5年以上)。以错流方式操作，在去除固态金属、TSS与 COD方面，涵盖微滤与超滤功能，可以去除细小微粒和大分子。此外系统操作压力低，只需 50PSi (0. 35MPa)。又由于其具有表面抗污性，污垢只能残留于膜管内壁表面，管壁中的滤孔 内部则无污垢，便于清洗，且清洗工作量少，耗用时间少，需要清洗的频率也很低，生命周期 总成本低于其他一般过滤膜系统，在同类产品中最具经济与成本效益。把它作为工业废水 回用RO处理系统的预处理工艺，可替代传统的沉淀池、砂滤罐等，减少运行费用；同时采用 大比例循环回流运行，利于重金属废液的浓缩，处理效果稳定。7、上述方案中，RO(Reverse Osmosis)反渗透技术利用压力差为动力的膜分离 过滤技术，其孔径小至纳米级(1纳米=10-9米)。在浓溶液一侧施加一外加压力(1 IOMpa)，当此压力大于溶液的渗透压时，就会迫使浓溶液中的溶剂向稀溶液侧流动，此溶剂 的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程叫反渗透。反渗透技术成熟，已广泛应用与海 水淡化，纯水制备，化工分离、浓缩、提纯等领域，在水处理系统中，用反渗透技术将原水中 的无机离子、细菌、病毒、有机物、胶体等杂质去除，获得高质量的水。8、上述方案中，活性炭是用烟煤、褐煤、果壳或木屑等多种原料经炭化和活化过程 制成的黑色多孔颗粒，是由无定型炭和不同量灰分共同掏成的一种吸附剂，具有很大的比 表面积和孔隙结构，吸附性能良好，可以吸附废水和废气中的金属离子、有害气体、有机污 染物、色素等，吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量。但是活性炭再生效率低，使用 寿命短，因此目前多用活性炭吸附法作为电子电镀废水回用处理前一种预处理手段。9、上述方案中，保安过滤器(cartridge filtration)指的是水从微滤滤芯(精度 一般小于5 μ m)的外侧进入滤芯内部，微量悬浮物或细小杂质颗粒物被截留在滤芯外部的 过程。保安过滤器是保障反渗透处理系统安全的过滤器，一般情况放置在石英砂、活性炭、 树脂等之后，反渗透膜之前，进一步去除大颗粒杂质，来满足后续工序对进水的要求。保安 过滤器的滤芯主要有PP熔喷滤芯和脱脂棉线绕滤芯，过滤精度通常有1 μ m、5 μ m、10 μ m、50 μ m、100 μ m。由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点 1、由于本实用新型的低压膜单元采用的微滤膜(Duraflow膜)处理系统，该膜采 用聚乙烯(PE)加聚偏二氟乙烯(PVDF)材质，滤孔在0. 1微米至0. 2微米之间，能有效去除 重金属、TSS与COD等。微滤膜过滤系统可将污水浓缩至固体含量达5%以上。该膜具有表 面抗污性，便于清洗，且清洗用水量少；具有耐腐蚀性，使用寿命周期较长；系统操作稳定， 节省空间，操作维护方便、PLC自动控制等优点。2、本实用新型采用“DF+R0”的膜组合工艺。DF膜处理系统代替传统的混凝沉淀工 艺，简化了工艺，节省占地面积、投资和运行成本，且处理效果优于传统工艺，其出水稳定能 够很好的满足反渗透的进水要求，有利于提高反渗透处理效果。DF膜处理工艺采用循环回 流运行，利于重金属废液的浓缩。RO膜处理系统能有效降低水体的电导率，使回用水的水质 能满足企业生产工艺用水要求，大大提高了水的使用率，节省了水资源。3、本实用新型适用于电子元器件制造行业、电镀行业的废水处理及回用，根据废 水实际需处理量，也可单套运行或多套并联运行，装置运行稳定。

附图1为本实用新型示意图。以上附图中1、贮水池；2、第一 pH调节池；3、混凝池；4、第二 pH调节池；5、浓缩 池；6、微滤膜处理装置；7、中和水箱；8、贮水箱；9、提升泵；10、活性炭过滤器；11、保安过 滤器；12、高压泵；13、反渗透处理装置；14、浓水箱；15、淡水箱。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一一种电子电镀废水回用深度处理装置参见附图1所示，本装置由混凝沉淀处理单元、微滤膜处理单元、预处理单元和反 渗透处理单元串联构成；所述混凝沉淀处理单元由第一 pH调节池2、混凝池3和第二 pH调 节池4串联构成；所述微滤膜处理单元由浓缩池5、微滤膜处理装置6、中和水箱7和贮水箱 8串联构成；所述预处理单元由活性炭过滤器10和保安过滤器11串联构成；所述反渗透处 理单元包括反渗透处理装置13。所述微滤膜处理装置6设有浓水回流口，该浓水回流口经 一浓水回流管接至浓缩池5。所述反渗透装置的浓水出口连通一浓水箱14，反渗透装置的 淡水出口连通一淡水箱15。实施例二 一种电子电镀废水回用深度处理装置本装置主要利用化学混凝、微虑、吸附和反渗透等多种技术组合，经过低压微滤 (DF)膜单元进行废水处理后，进一步通过反渗透膜进行深度处理，得到满足生产工艺要求 的回用水，其余部分在符合或优于GB 21900-2008排放标准要求的条件下排放，重金属富 集于污泥中供回收利用。电子电镀废水深度处理回用装置由混凝沉淀处理单元、微滤膜处理单元、预处理 单元和反渗透处理单元串联构成，控制系统采用自动控制系统(PLC)，主要特点是“DF+R0” 膜处理系统的组合。本装置的处理规模达到1000吨/日。混凝沉淀处理单元、微滤膜处理单元、预处理单元和反渗透处理单元通过管道依次串接构成废水通路，并在各设备之间设
置有水泵。1、混凝沉淀处理单元PH调整系统由第一 pH调节池2、混凝池3和第二 pH调节池4串联构成，它们之间 通过管道依次串接。首先清洗废水通过贮水池输入第一PH调节池2内，加入氢氧化钠调节 PH值至9 10，然后再将废水泵至混凝池3，加入混凝剂PAC或FeS04进行混合搅拌，形成 氢氧化物沉淀。由于加入混凝剂后，废水的PH可能会下降，因此，需将混凝池内的混合液泵 入第二 pH调节池4，进一步调节PH至9 10，以达到最好的沉淀效果。2、微滤膜处理单元Duraflow微滤膜(简称DF膜)膜的材质为聚偏氯乙烯(PVDF)，膜壳的材质为硬 聚氯乙烯(PVC-U)。DF膜处理单元由浓缩池5、微滤膜处理装置6、中和水箱7和贮水箱8 串联构成。经第二 PH调节池4处理的废液输入浓缩池5，在浓缩池5内投入炭粉，混合搅拌 均勻后由循环泵泵入微滤膜处理装置6进行膜分离处理，在压力差的作用下，以错流方式 操作，微滤膜处理装置6分离出的清水进入中和水箱7，浓水回流进浓缩池5继续进入微滤 膜处理装置6分离处理，中和水箱7中加入硫酸，调节pH值在7 8后，进入贮水箱8。浓 缩池5中沉积的重金属污泥被污泥泵抽走至污泥浓缩池，进入污泥处理系统。微滤膜处理 单元配有清洗装置，要定期进行药洗和清水反冲洗，药洗的药剂为酸、碱或漂白剂(次氯酸 钠)，清洗废水进入废水处理设施。低压微滤(DF)膜的使用寿命为5年。DF膜处理单元的出水指标C0D彡60mg/l, Cu、Ni彡0. lmg/1。3、预处理单元预处理单元由活性炭过滤器10和保安过滤器11串联构成。1)活性炭过滤器10活性炭过滤器10是利用活性炭的多孔性质，使废水中的有机物、胶体、微生物、臭 味等被吸附在固体表面而被去除。废水采用提升泵9从贮水箱8直接泵入活性炭过滤器 10进行处理，活性炭过滤器10配有冲洗系统，每天运行用清水进行冲洗，清洗废水进入废 水处理设施。活性炭再生比较困难，当活性炭的出水水质不能满足要求，则需进行更换活性 炭。2)保安过滤器11保安过滤器11是保障处理系统安全的过滤器，一般放置在石英砂、活性炭、树脂 等之后，反渗透膜之前，进一步去除大颗粒杂质的最后屏障。经活性炭过滤器10的出水泵 入保安过滤器11进行吸附处理。本装置采用两级过滤，一级采用10 μ m的孔径，二级采用 5μπι的孔径。保安过滤器11不进行反冲洗，一般将滤芯取出后直接用清水冲洗后，再用盐 酸浸泡，清洗时间根据滤芯污染情况而定，当出水压力过高，水质达不到要求，则需考虑更 换滤芯，一般每月更换一次。预处理单元的出水指标C0D ( 20mg/l，浊度彡2. ONTU, SDI值彡5. 0。4、反渗透处理单元反渗透膜指RO膜，膜的材质为芳香聚酰胺复合材料，膜壳为纤维增强塑料(FRP) 材质。利用RO膜主要是去除水中的电导率，以压力差(1 IOMpa)为推动力，利用RO膜的 选择截留 作用将废水中的水溶剂与有机物、胶体、细菌及无机离子等分离，从而制备淡水，实现废水的回用。废水由高压泵12经保安过滤器11泵入反渗透处理装置13，经RO膜处理 后的淡水进入淡水箱15，浓水则进入浓水箱14，进行废水达标处理。RO膜的清洗装置前设 有Φ500的精密过滤器，采用5μπι的滤芯对洗液进行过滤。清洗采用柠檬酸和十二烷基苯 磺酸钠交替洗，前后用清水冲洗，清洗废水进入废水处理设施。反渗透(RO)膜的使用寿命 为1年。RO膜处理单元的主要出水指标电导率为50 μ s/cm。5、装置出水水质装置处理规模达到1000吨/日，回用率大于60%。装置处理后出水水质达到电子 企业生产工艺用水要求，主要水质指标如下pH 值为 6 8 ； 总硬度彡 40mg/L (CaC03 计)；总固体量彡500mg/L ；总铜彡0. 05mg/L ；电导率彡 50 μ S/cm (25°C )。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术 的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
权利要求一种电子电镀废水回用深度处理装置，其特征在于所述装置由混凝沉淀处理单元、微滤膜处理单元、预处理单元和反渗透处理单元串联构成；所述混凝沉淀处理单元由第一pH调节池、混凝池和第二pH调节池串联构成；所述微滤膜处理单元由浓缩池、微滤膜处理装置、中和水箱和贮水箱串联构成；所述预处理单元由活性炭过滤器和保安过滤器串联构成；所述反渗透处理单元包括反渗透处理装置。
2.根据权利要求1所述的电子电镀废水回用深度处理装置，其特征在于所述微滤膜 处理装置设有浓水回流口，该浓水回流口经一浓水回流管接至浓缩池。
3.根据权利要求1所述的电子电镀废水回用深度处理装置，其特征在于所述反渗透 装置的浓水出口连通一浓水箱，反渗透装置的淡水出口连通一淡水箱。
专利摘要电子电镀废水回用深度处理装置针对电子电镀行业中蚀刻、微蚀、电镀等工序中产生的重金属清洗废水，进行深度处理回用，形成一种以膜组合工艺为主的电子电镀废水深度处理回用装置。装置主要由混凝沉淀处理单元、微滤膜处理单元、预处理单元和反渗透处理单元串联构成，控制系统采用自动控制系统(PLC)组成。本实用新型处理得到满足生产工艺用水要求的回用水，实现废水循环利用和重金属减排的目的。
文档编号C02F9/04GK201610402SQ20092028273
公开日2010年10月20日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者俞强, 孙荣生, 沈娟, 程育红, 邵正锋, 郭菊花, 陈慧科 申请人:苏州市环境工程有限责任公司