一种利用正压蒸发处理电镀厂废水废气的处理系统及工艺的制作方法

本发明涉及废气废水处理，具体涉及一种利用正压蒸发处理电镀厂废水废气的处理系统及工艺。

背景技术：

1、含镍废水是电镀厂在镀镍过程中产生的一种常见的酸性废水，因镍为一类污染物，故根据环评及环保要求，需单独设置污水处理系统，达标后方可排放或排入综合处理系统。

2、电镀厂废气包括电镀生产工艺过程中产生含尘废气、碱性废气、含氰废气、含铬废气，以及酸洗过程中将产生酸雾。这些废气不仅影响车间的工作环境，污染周边的环境，故需要对这些废气进行处理，常采用喷淋吸收法处理。

3、现有含镍废水处理多采用“加碱性药剂(即氢氧化钠等)，生成易沉淀的氢氧化镍，然后在混凝沉淀阶段投加pac、pam等药剂，进行“混凝和絮凝-泥水分离”或“过滤+离子交换系统+催化氧化塔+反渗透”。但上述现有技术存在以下缺点：

4、1、加碱沉淀的方法，需要添加药剂，产生污泥，造成实际污水处理量比进水量大，造成甲方总水量的增加，每日药剂的增加量，后期维护成本的增加。

5、2、无法处理化学镀镍产生的含镍废水，大量的络合重金属是很难做到去除。

6、3、没有达到如今很多的排放标准，列如上海市地方污染物排放标准《污水综合排放标准》(db31199-2018)中污染物排放限值表1第一类污染物排放限值中污染物控制项目总镍(以ni计)排放限值0.1mg/l，且无法回收镍离子。

7、4、现有“离子交换”技术对波动的进水水质的容差量比较差，一旦过滤无法满足要求，后段的离子交换树脂也会无法达到要求造成达不到排放要求。

8、离子交换树脂是具有三维空间结构的不溶性分子化合物,其功能基可与水中的离子起交换反应。镀镍废水中的ni2+离子采用阳离子交换树脂吸附。所用树脂可以一般采用弱酸性阳树脂，采用弱酸性阳树脂交换时,通常将树脂转为na型。当含ni2+废水流经na型弱酸性阳树脂层时,发生如下交换反应：

9、2r-coona+ni2+→(r-coo)2ni+2na+

10、水中的ni2+被吸附在树脂上，而树脂上的na+便进入水中。当部树脂层与ni2+交换达到平衡时,用一定浓度的hcl或h2so4再生，发生如下反应：

11、(r-coo)2ni+h2so4→2r-cooh+niso4

12、此时树脂为h型,需用naoh转为na型，反应如下：

13、r-cooh+naoh→rcoona+h2o

14、如此树脂可重新投入运行，进入下一循环。废水经处理后可回清洗槽重复使用，洗脱得到的硫酸镍经净化后可回镀槽使用。

15、但在实际使用过程中，很多客户，如上海越汇和金顺等电镀厂家在使用过离子交换树脂后，纷纷将机器停开不用。

16、5、现有“催化氧化塔”技术对投加量有比较高的要求；易造成后段反渗透对进水超标造成膜污染，降低使用寿命。熟悉技术的人都知道，芳香聚酰胺反渗透膜易被氧化剂氧化，氧化会导致反渗透膜元件性能不可恢复的大幅降低，主要表现是脱盐率降低和产水量增加，为了保证系统的脱盐率，通常只能更换膜元件。这在使用氧化工艺的厂家比比皆是。

17、6、现有技术工艺流程复杂，每个池子的进水条件会影响其处理效果，需要达到设计结果需各个阶段很好的衔接，一个阶段的处理效果会影响处理水质，对系统要求比较高。

18、7、现有技术没有做到零排放，含镍废水的始终没有达到排放标准，上海市地方污染物排放标准《污水综合排放标准》(db31199-2018)中污染物排放限值表1第一类污染物排放限值中污染物控制项目总镍(以ni计)排放限值0.1mg/l。

19、8、现有技术设计工艺流程长，占地面积大，设备投资巨大。

20、9、废气废水的处理，在厂区内属于两个系统，废气处理的废水还需进行处理，增加厂家的处理投资。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种利用正压蒸发处理电镀厂废水废气的处理系统及工艺。

2、针对现有工艺路线存在的含镍废水，大量的络合重金属是很难做到去除，无法达到零排放；离子交换树脂后期维护成本高；厂区需要上两套设备，才能满足废气废水的处理，废气处理完还需要针对喷淋废水还需要处理等的缺点。本发明提供了一种废气废水合二为一处理系统，并研发了一种搭配mst装置的处理系统在含镍废水的处理厂的使用工艺。本发明针对含镍废水和电镀厂废气，采用正压蒸发的方式，将厂区中废气和废水的设备合二为一，既解决了废气处理后需要再次解决的废水问题，减少了设备投资，又使得原先无法满足达标要求的含镍废水，络合重金属进行了浓缩结晶，减少了污泥量和达到零排放的要求，该工艺对进水水质要求极低；一年四季的水温的对该工艺没有任何的影响，在夏季温度高的时候反而能耗是全年中最低的；出水水质好，不会由于进水水质的剧烈波动产生影响；没有污泥等危废产生；无更换膜等后期维护费用；占地面积小投资成本低，设备长期稳定运行，

3、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

4、本发明针对不同含量的含镍废水，大量的络合重金属；针对不同废气(二氧化硫、磷酸等)采用正压蒸发的方式，含镍废水，重金属离子废水在高温下进行浓缩，酸性废气喷淋后加碱形成硫酸盐和零酸盐废水后，通过空气在不同温度下的含湿率不同，通过热空气带走水份的蒸发方式使得水和盐溶液进行分离，在另一侧对水进行冷凝收集,含盐溶液在一侧进行不断的浓缩直至含水率低于30wt％～40wt％，再经过第二蒸发器进一步浓缩至含水率低于10wt％～15wt％的盐溶液，盐溶液进入离心机得到含水率低于3wt％的盐。产生的冷凝液经过反渗透膜膜处理后回到生产段进行回用，具体方案如下：

5、本发明目的之一在于一种利用正压蒸发处理电镀厂废水废气的处理系统，包括：

6、过滤单元，用于对含镍废水进行预处理；和

7、蒸发单元，包括与过滤单元相连通的mst蒸发器，用于对含镍废水进行蒸发浓缩；

8、所述系统还设有与mst蒸发器相连通的废气输送管路，利用mst蒸发器内的含镍废水吸收废气。

9、进一步地，所述过滤单元包括相连通的

10、絮凝沉降池，用于加入药剂使含镍废水絮凝沉降；和

11、板框过滤机，用于去除细小的杂质和固体悬浮物；和

12、多介质过滤器，用于进一步去除固体悬浮物；

13、所述多介质过滤器与mst蒸发器相连通。

14、进一步地，所述多介质过滤器与mst蒸发器之间设有膜过滤器。

15、进一步地，所述膜过滤器为反渗透膜过滤器。

16、进一步地，所述系统还设有与mst蒸发器相连通的中和废水管路，用于调节mst蒸发器内废水的ph。

17、进一步地，所述蒸发单元还设有第二蒸发器；所述mst蒸发器的出液端与第二蒸发器的进液端相连通。其中，第二蒸发器为薄膜蒸发器或单效釜。

18、进一步地，所述系统还设有离心机，以分离镍盐等盐类；所述第二蒸发器的出液端与离心机的进液端相连通。

19、本发明目的之二在于一种利用正压蒸发处理电镀厂废水废气的处理工艺，其特征在于，采用如上所述的处理系统，包括如下步骤：

20、将含镍废水进行预处理，去除含镍废水中的固体杂质，使其澄清；

21、再将含镍废水导入膜过滤器中进行膜分离，得到的浓液进行二级蒸发处理，清液返回至车间回用；

22、经二级蒸发处理后的浓液进入离心器中离心，回收镍盐。

23、进一步地，所述含镍废水的预处理步骤包括：

24、(1)加药絮凝沉淀处理，将电镀废水加入氢氧化钠和部分的氢氧化钙，再加入pac、pam絮凝沉淀；

25、(2)将步骤(1)得到的预处理废水进入板框压滤机，用物理的方法去除细小的金属杂质和含镍废水中的固体悬浮物；

26、(3)将步骤(2)得到的预处理废水进入多介质过滤器，进一步去除固体悬浮物。

27、进一步地，所述浓液进行二级蒸发处理具体步骤为：

28、将浓液和废气导入至mst蒸发器中，利用浓液吸收废气，同时通过中和废水控制浓液的ph，蒸发得到含水率30wt～40wt％的浓缩液；再导入至第二蒸发器中，通过负压蒸发的方式，有效降低了吨水蒸汽量，浓缩得到含水率小于10％～15％的浓缩液后进入后段进行回收。其中，膜过滤器获得的浓液需经过预热，再进行二级蒸发处理，预热温度优选为70～75℃；利用浓液吸收废气过程中，当检测得到液体ph降低，通过通入中和废水以平衡ph。

29、进一步地，从第二蒸发器出口流程的浓缩液进入离心机离心后得到镍盐等盐类。

30、进一步地，所述mst蒸发器、第二蒸发器内的蒸发温度均小于浓液的沸点，不易产生结垢进行附壁造成换热效率差。

31、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

32、(1)本发明将含镍浓缩至晶体颗粒，将危废进行节能减排，将产水至生成段进行回用，实现了电镀废水的回收利用，减少了危废处理量。且本发明在处理废水的同时，可兼顾一部分类型的废气处理。具体来说，本发明设计的系统将厂区中废气和废水的设备合二为一，既解决了废气处理后需要再次解决的废水问题，减少了设备投资，又使得原先无法满足达标要求的含镍废水，满足上海市地方污染物排放标准《污水综合排放标准》(db31199-2018)中污染物排放限值表1第一类污染物排放限值中污染物控制项目总镍(以ni计)排放限值0.1mg/l的要求，络合重金属进行了浓缩结晶，减少了污泥量和达到零排放的要求。

33、(2)本发明进水宽泛，出水水质稳定。具体来说，本发明设计的工艺对进水水质要求极低；一年四季的水温的对该工艺没有任何的影响，在夏季温度高的时候反而能耗是全年中最低的，夏季的环境温度高，整体设备的能耗消散系数最低；出水水质好，不会由于进水水质的剧烈波动产生影响；没有污泥等危废产生；无更换膜等后期维护费用；占地面积小投资成本低，设备长期稳定运行。

34、(3)本发明采用正压蒸发的方式，不需要常规蒸发的需要提供蒸发动力的真空发生设备。mst蒸发器的蒸发温度在70～80℃，系统内未发生沸腾，不易发生由于剧烈的沸腾相变界面产生硬垢。系统内设有热量回收装置，分别回收产水的热量和蒸汽冷凝水的热量，有效的降低能耗30～50％。