申请日2016.10.26
公开(公告)日2017.02.22
IPC分类号C02F9/14; C02F103/10; C02F103/16
摘要
本发明提供了一种铅锌工业废水处理装置和方法。本发明提供的铅锌工业废水处理装置包括依次连通的一级反应池、二级反应池、初沉池和双膜处理池;所述一级反应池顶部连通有硫化物投加装置和酸碱投加装置;所述二级反应池顶部连通有铁盐投加装置;所述双膜处理池包括从前到后依次设置的生物膜填料和亲水性聚四氟乙烯膜组件，以及设置于所述生物膜填料和亲水性聚四氟乙烯膜组件底部的曝气装置。本发明提供的铅锌工业废水处理装置能够有效去除重金属、砷、有机物和氨氮，可以直接排放;采用聚四氟乙烯膜材质，膜通量比较稳定，能够达到标称值;膜清洗周期长达半年以上，清洗费用低。
摘要附图
权利要求书
1.一种铅锌工业废水处理装置，包括依次连通的一级反应池、二级反应池、初沉池和双膜处理池;所述一级反应池顶部连通有硫化物投加装置和酸碱投加装置;所述二级反应池顶部连通有铁盐投加装置;所述双膜处理池包括沿废水流向从前到后依次设置的生物膜填料和亲水性聚四氟乙烯膜组件，以及设置于所述生物膜填料和亲水性聚四氟乙烯膜组件底部的曝气装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述生物膜填料包括悬挂填料和/或悬浮填料。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述亲水性聚四氟乙烯膜组件具有帘式中空纤维膜结构。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述曝气装置连通的鼓风设备。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一级反应池中还设置有pH控制仪，所述pH控制仪通过控制酸碱投加装置调整酸碱投加量。
6.根据权利要求1或5所述的装置，其特征在于，所述一级反应池中还设置有氧化还原电位控制仪，所述氧化还原电位控制仪通过控制硫化物投加装置调整硫化物投加量。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述初沉池底部与污泥脱水系统连通。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双膜处理池底部与污泥脱水系统连通。
9.根据权利要求1或8所述的装置，其特征在于，所述双膜处理池的出水端连通有自吸泵。
10.一种铅锌工业废水处理方法，使用权利要求1～9中任意一项所述装置进行处理，包括以下步骤：
(1)将铅锌工业废水通入一级反应池，由所述硫化物投加装置向所述一级反应池中投加硫化物，由所述酸碱投加装置向所述一级反应池中投加pH值调节剂，使所述一级反应池中的pH值为7～9，将所述铅锌工业废水进行重金属沉淀处理;
(2)将经所述步骤(1)处理后的废水通入二级反应池，控制铁盐投加装置投加铁盐，去除残余硫离子;
(3)将经所述步骤(2)处理后的废水通入初沉池进行固液分离，得到上清液;
(4)将所述步骤(3)得到的上清液通入双膜处理池，在曝气装置的曝气作用下，去除废水中的砷，通过生物膜填料去除废水中的有机物和氨氮，再经过亲水性聚四氟乙烯膜组件进行固液膜分离。
说明书
一种铅锌工业废水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种铅锌工业废水处理装置及方法。
背景技术
铅锌工业选矿、冶炼行业排放的废水含有铅、锌、铜、镉、砷等具有一定毒性的重金属污染物，如不进行处理而直接排放到水体，将对环境造成严重的污染。由于重金属在环境中不能够被降解，易与环境中各种配体结合，使其迁移、扩散能力增强，再通过植物吸收并产生生物放大作用，从而通过食物链危害人类的健康，因此重金属污染具有很大的危害性。国家对重金属污染控制力度越来越大，在重点监控区域，选矿、冶炼废水排放标准已从《铅锌工业污染物排放标准》GB25466-2010，提高到更严格的《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类水质标准。由于多数选矿冶炼废水采用节水循环工艺，混入少量生活污水，排放废水不但含有有毒有害的重金属，而且氨氮和有机物也超过排放标准。常规的化学处理、离子交换、膜处理都难以确保有机物、氨氮、重金属全部达标。
专利ZL 201520377368.X和ZL201520377384.9公开了一种短程膜分离技术，核心装置为PVDF管式膜分离，该技术在工程实践中发现存在以下问题：
1)不能用于处理有机物和氨氮;
2)PVDF管式膜用于选矿冶炼废水，膜通量下降很快，平均膜通量仅有标称的50%-70%;
3)PVDF管式微滤膜清洗周期短，仅有8小时,清洗费用高;
4)PVDF管式微滤膜采用循环过滤，循环流量及循环压力较大，能耗较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铅锌工业废水处理装置及方法。本发明提供的铅锌工业废水处理装置可以有效去除重金属、有机物和氨氮，膜通量稳定且清洗周期长，能耗低。
本发明提供了一种铅锌工业废水处理装置，包括依次连通的一级反应池、二级反应池、初沉池和双膜处理池;所述一级反应池顶部连通有硫化物投加装置和酸碱投加装置;所述二级反应池顶部连通有铁盐投加装置;所述双膜处理池包括沿废水流向从前到后依次设置的生物膜填料和亲水性聚四氟乙烯膜组件，以及设置于所述生物膜填料和亲水性聚四氟乙烯膜组件底部的曝气装置。
优选的，所述生物膜填料包括悬挂填料和/或悬浮填料。
优选的，所述亲水性聚四氟乙烯膜组件具有帘式中空纤维膜结构。
优选的，所述铅锌工业废水处理装置还包括与所述曝气装置连通的鼓风设备。
优选的，所述一级反应池中还设置有pH控制仪，所述pH控制仪通过控制酸碱投加装置调整酸碱投加量。
优选的，所述一级反应池中还设置有氧化还原电位控制仪，所述氧化还原电位控制仪通过控制硫化物投加装置调整硫化物投加量。
优选的，所述初沉池底部与污泥脱水系统连通。
优选的，所述双膜处理池底部与污泥脱水系统连通。
优选的，所述双膜处理池的出水端连通有自吸泵。
本发明还提供了一种铅锌工业废水处理方法，使用权利要求1～9中任意一项所述装置进行处理，包括以下步骤：
(1)将铅锌工业废水通入一级反应池，由所述硫化物投加装置向所述一级反应池投加硫化物，由所述酸碱投加装置向所述一级反应池中投加pH值调节剂，使所述一级反应池中的pH值为7～9，将所述铅锌工业废水进行重金属沉淀处理;
(2)将经所述步骤(1)处理后的废水通入二级反应池，控制铁盐投加装置投加铁盐，去除残余硫离子;
(3)将经所述步骤(2)处理后的废水通入初沉池进行固液分离，得到上清液;
(4)将所述步骤(3)得到的上清液通入双膜处理池，在曝气装置的曝气作用下，去除上清液中的砷，通过生物膜填料去除上清液中的有机物和氨氮，再经过亲水性聚四氟乙烯膜组件进行固液膜分离。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的铅锌工业废水处理装置包括依次连通的一级反应池、二级反应池、初沉池和双膜处理池;在一级反应池中，通过酸碱投加装置控制一级反应池中的pH值，通过硫化物投加装置投加硫化物与废水中的铜、铅、锌、隔等重金属离子反应形成沉淀颗粒;在二级反应池中，铁盐投加装置投加铁盐与残余的硫离子进行反应形成硫化物沉淀，亚铁离子水解生成氢氧化亚铁，部分再被氧化成氢氧化铁，铁离子水解生成氢氧化铁，可絮凝、吸附部分有机物、砷和重金属离子;在初沉池中进行初步固液分离;在双膜处理池中的曝气装置的供氧环境下，废水中的有机物、氨氮被生物膜填料中的微生物氧化，亚铁离子被溶解氧和微生物氧化，残余的砷与氧化后的铁离子生成砷酸铁沉淀，残余的重金属被微生物吸附，再经过亲水性聚四氟乙烯膜组件进行膜分离，拦截悬浮的化学沉淀颗粒和生物污泥。本发明提供的铅锌工业废水处理装置采用亲水性聚四氟乙烯膜材质，膜通量比较稳定，能够达到标称值;膜清洗周期长达半年以上，清洗费用低;全流量膜过滤，能耗低。
实验结果表明，铅锌工业废水经本发明提供的铅锌工业废水处理装置处理后，有机物、氨氮以及砷、铜、铅、锌、镉等污染物含量符合GB3838三类标准，可以直接排放;该装置运行9个月，亲水性聚四氟乙烯膜组件没有进行过任何清洗，膜通量基本上没有衰减，膜分离能耗仅有常规PVDF方案的10～20%，总能耗仅有常规PVDF方案的50%左右。