专利名称：高有机物、高重金属离子工业废水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种废水的处理方法，特别是高有机物、高重金属离子工业废水的处理方法。
背景技术：
随着现代工业的高速发展，大量的工业废水对环境造成了严重的污染， 破坏了大自然的生态平衡。为了加强对生态环境的保护，工厂所产生的工业废水必须经过回收处理，以达到排放标准。近年来，“三废”(包括废水、废气、废渣)处理已作为一项重要课题，进行了大量的试验研究和探讨。目前，废水的处理已采用先进的膜分离和反渗透技术，并取得了良好的效益。但对于有机物和重金属离子含量高的废水处理技术尚不成熟，而且处理之后所产生的污泥和废渣没有得以回收利用，因此没有完全达到零排放的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高有机物、高重金属离子工业废水处理方法。本发明针对现有技术的不足，采用超滤膜分离和反渗透技术，将废水中的有机物和重金属离子先沉淀再浓缩，提纯的99%清水用于水处理设备中，浓缩水和沉淀后的污泥制作成砖，从而实现了工业废水的零排放。本发明是这样实现的按以下步骤进行工业废水通过水泵(1)送入斜管沉淀池 0)，将其中80% -90%的重金属通过CaO沉淀，同时30%的有机物被沉淀；出水输送至清水池(3)，再通过水泵(4)送到超滤系统( 进行超滤膜分离，透过液送到车间循环利用，浓缩液进入浓水池(6)，经过水泵(7)送入反渗透系统(8)，反渗透的透过液循环利用，浓缩液进入浓缩池(9)；斜管沉淀池排出的污泥进入污泥池(10)，污泥和浓缩池中的浓缩水混合并添加水泥(12)、无水氯化钙(1 制成砖。浓缩池9中的浓缩液为原废水体积的1 %。其中所述的重金属为Cu、Fe、Ag、Ni中的一种或几种。斜管沉淀池中CaO的浓度为3000PPM。所述的有机物为乙酸和醇类。超滤所用的是PVDF抗污染的超滤膜，膜的孔径为0. 001微米。反渗透所用的是抗污染的反渗透膜。斜管沉淀池中CaO沉淀重金属的原理为Ca0+H20 = Ca (OH)2,Ca (OH) 2+Cu2+ = Cu (OH) 2 (沉淀)+Ca2+Ca (OH) 2+Fe2+ = Fe (OH) 2 (沉淀)+Ca2+反渗透工艺浓缩重金属离子和有机物的原理为重金属离子的直径大于反渗透膜孔径的10倍，有机物的直径是反渗透膜孔径的100-1000倍，因此重金属离子和有机物无法透过反渗透膜，但水能够透过，于是重金属离子和有机物被浓缩。本发明所述超滤(AMRQ是一种无机膜分离技术，其主要元件为多孔性不对称无机膜，用于溶液中物质大分子级别的分离，以使有用物质得到分级、浓缩和纯化。由于废水质变化较大，特别是浊度、PH等，这样的水质变化依靠石英砂过滤器和活性碳过滤器需要有充分的设计余量来抵消这种变化，否则如出水SDI增加将造成反渗透系统堵塞，从而造成无可估量的损失。如采用AMRS系统，AMRS系统有独特的正向冲洗、气水反冲洗和等压冲洗，可以通过增加冲洗频率和强度来消除水质变化而造成的后果。AMRS过滤是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程，使用压力通常为0. 1-0. 5Mpa,筛分孔径从lnm-o. 2 μ m,截留分子量范围从5000-100000 万左右。AMRS过滤与所有常规过滤及微孔过滤(均为静态过滤)的差别如下1.筛分孔径小，几乎能截留溶液中所有的污泥、胶体微粒、蛋白质、大分子有机物。2.膜致密层表面的陶瓷材质能耐高酸碱的腐蚀和高有机溶剂。3.整个过程在动态下进行，无滤饼形成，溶剂仅获得部分的分离。部分透过膜成为超滤液，其余则成为浓缩液不断流出，使膜表面不能透过物质仅为有限的积聚，过滤速率在稳定状态下可达到一平衡值而不致连续衰减，整个过程可长期持续进行。因此，AMRS过滤具有如下优点1、能适应恶劣的废水水质。2、出水水质好，SDI小于4、有机物小于100，大大延长了反渗透膜的使用寿命。3、自动化设计、操作简便，占地面积小。4、使用寿命长，可强烈正反清洗。本发明所述反渗透系统由加药装置、反渗透装置和反渗透清洗装置三部分组成。1.加药装置此装置内投加阻垢剂和亚硫酸氢钠。由于反渗透膜是聚酰胺复合膜，受氧化后易被损坏，活性氯具有强氧化性，因此必须控制反渗透进水的余氯指标，以保护反渗透膜。虽然活性炭能够吸附水中大部分的余氯， 但是由于活性炭的吸附能力是否饱和通过外观是难以判别的，因此采用投加还原剂亚硫酸氢钠配合活性炭进行双重防护。因为在反渗透工艺中给水的盐类被浓缩，以致含盐浓度有可能超过它们的溶解度，发生沉积，为了防止浓水端，特别是RO压力容器中最后一根膜元件的浓水侧CaC03、 MgCO3、CaSO4、MgSO4、BaSO4、SrSO4、SiO2等浓度积大于其平衡溶解度指数而结晶析出，从而破坏膜元件的应有特性，因此采用在进水处投加一种有机化合阻垢剂的方法，增加盐类在水中的溶解度，从而随浓水排放。2.反渗透装置本装置包含5 μ m保安过滤系统、反渗透高压泵及反渗透脱盐装置。5μπι保安过滤器用以截留膜前水中5μπι以上的颗粒、胶体、悬浮物，以保护反渗透膜，确保系统的正常运行。过滤器的外壳选用不锈钢材质，内装5 μ m滤芯，使用压簧多向压紧，过滤器选用快开式，便于更换滤芯，在正常工作状况下，该滤芯可维持3-4个月的寿命，当压差大于0. IMpa时，需进行更换。反渗透好比水处理系统的“心脏”，对稳定出水水质起着关键的作用。该技术是80 年代发展起来的高新膜分离技术，膜的孔径只有3X10_1(IM，是离子级的分离设备，分离对象是溶液中的离子和分子量很小的有机物。利用反渗透可去除水中99. 9%的有机物和细菌及 98%的盐类，使水质得到很大的改善。现已广泛应用于水的淡化除盐，高纯水的制取，是电子、医药、饮料、生物等常用的过滤设备。本发明所用的反渗透装置以世界上最先进的聚酰胺复合膜为主体 (DOW SBW30-400或同级品)，单支膜的脱盐率在99%以上，系统设计温度为25°C，回收率 75 %，整个反渗透系统设计成两套，同时选用高压压力容器，进口高压水泵，仪表，高压管道共同组成。由于水流的固定流向易在膜表面形成顺流状态，产生浓差极化现象，系统设计除具备常用功能外，还设计了每小时自动冲洗功能，用以破坏顺流形成紊流，进而降低膜的浓差极化，以保证RO膜的长期稳定运行。为达到良好的冲洗效果，我们在净水箱(反渗透产品水)中连接自动冲洗管路，使用淡水完成自动冲洗工序，确保优良的保养效果。同时考虑到反渗透短期停机的可能，此自动冲洗可在短期停机时为防止细菌在膜表面的滋生，自动进行冲洗。当反渗透需要长期停机时，可先冲洗后再用药剂封存。为防止高压泵的突然启动增压对RO膜元件产生破坏，在高压泵的出口处设置电动阀，由PLC控制缓慢打开阀门，逐渐升压。当RO停止使用时，打开冲洗阀、浓水排放阀和产水阀，用产品水对反渗透膜组进行自动冲洗lOmin，以防止浓水中的高浓度盐类在RO膜表面沉积结垢而影响膜的性能。为保证反渗透系统的稳定运行，在高压泵的进出口装有低压和高压保护开关，当供水量不足使高压泵的入口水压低于设定值(通常为0. IMpa)会自动发出信号，停止高压泵的运行，保护高压泵不在空转状态下工作。当系统因误操作或其它原因使高压泵的出口压力超过设定值，高压保护开关会自动切断高压泵，保护系统设备不受损坏。3.反渗透清洗装置本装置包含一个清洗药箱、一台不锈钢药洗泵，以及一系列的仪表及连接管件。在反渗透膜组长期运行后，会受到污染，如长期的微量盐分结垢、有机物的沉积、胶体的附着和金属氧化物的污染等，这些污染难以自动冲洗掉，进而造成膜组件性能下降。当反渗透膜受到污染时，可以利用该清洗装置对反渗透进行化学清洗，回复反渗透的功能。在正常工作状况下，4-6个月药洗一次，具体状况视反渗透的运行参数而判定，两套反渗透共用一套清洗系统，为节约投资成本，可将反冲洗水泵作药洗泵。与现有技术相比，本发明首先将废水中有机物和重金属离子沉淀在污泥中，再将剩余的有机物和重金属离子进一步浓缩在1 %的浓缩水里，提纯的99%清水循环利用到水处理设备中，再将浓缩水和污泥经加工制做成砖。本发明将工业废水的循环利用率提高到99%，大量减少了用水量，使得废水不再向江河排放，产生的浓缩水和污泥又得以充分利用，从而真正实现了工业废水的零排放。
图1是本发明的工艺流程简图。
具体实施例方式
具体实施例方式工厂排出的工业废水通过水泵(1)送入斜管沉淀池O)，将其中 80% -90%的重金属(Cu、Fe、Ag、Ni)通过CaO(3000PPM)沉淀，同时30%的有机物(乙酸和醇类)被沉淀；出水输送至清水池(3)，再通过水泵(4)送到超滤系统( 进行超滤膜分离，膜的孔径为0. 001微米，透过液送到车间循环利用，浓缩液进入浓水池(6)，经过水泵(7)送入反渗透系统(8)，反渗透的透过液循环利用，原废水体积的浓缩液进入浓缩池(9)；斜管沉淀池排出的污泥进入污泥池(10)，污泥和浓缩池中的浓缩水混合并添加水泥(12)、无水氯化钙(13)，充分搅拌后送入模具直接压制成砖。
权利要求
1.一种高有机物、高重金属离子工业废水处理方法，其特征在于按以下步骤进行工业废水通过水泵(1)送入斜管沉淀池0)，将其中80% -90%的重金属通过CaO沉淀，同时 30%的有机物被沉淀；出水输送至清水池(3)，再通过水泵(4)送到超滤系统( 进行超滤膜分离，透过液送到车间循环利用，浓缩液进入浓水池(6)，经过水泵(7)送入反渗透系统 (8)，反渗透的透过液循环利用，浓缩液进入浓缩池(9)；斜管沉淀池排出的污泥进入污泥池(10)，污泥和浓缩池中的浓缩水混合并添加水泥(12)、无水氯化钙(1 制成砖。
2.按照权利要求1所述高有机物、高重金属离子工业废水处理方法，其特征在于浓缩池9中的浓缩液为原废水体积的1%。
3.按照权利要求1所述高有机物、高重金属离子工业废水处理方法，其特征在于所述的重金属为Cu、Fe、Ag、Ni中的一种或几种。
4.按照权利要求1所述高有机物、高重金属离子工业废水处理方法，其特征在于斜管沉淀池中CaO的浓度为3000PPM。
5.按照权利要求1所述高有机物、高重金属离子工业废水处理方法，其特征在于所述的有机物为乙酸和醇类。
6.按照权利要求1所述高有机物、高重金属离子工业废水处理方法，其特征在于超滤所用的是PVDF抗污染的超滤膜，膜的孔径为0. 001微米。
7.按照权利要求1或2所述高有机物、高重金属离子工业废水处理方法，其特征在于 反渗透所用的是抗污染的反渗透膜。
全文摘要
本发明提供了一种高有机物、高重金属离子工业废水处理方法，首先经过斜管沉淀池将废水中有机物和重金属离子沉淀在污泥中，再通过超滤、反渗透将剩余的有机物和重金属离子进一步浓缩在1％的浓缩水里，提纯的99％清水循环利用到水处理设备中，再将浓缩水和污泥经加工制做成砖。本发明将工业废水的循环利用率提高到99％，大量减少了用水量，使得废水不再向江河排放，产生的浓缩水和污泥又得以充分利用，从而真正实现了工业废水的零排放。
文档编号C02F9/04GK102452746SQ201010525970
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月31日 优先权日2010年10月31日
发明者虞建忠 申请人:虞建忠