申请日2016.07.23
公开(公告)日2016.10.12
IPC分类号C02F9/02; C02F9/04; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种重金属废水处理系统，包括系统控制单元、系统状态检测单元以及预处理系统、超滤系统以及NF系统，预处理系统包括调节池、气浮池、砂滤池、炭滤池及重金属吸附装置，气浮池中设有回流溶气组件;超滤系统包括超滤过滤器及超滤设备，超滤设备由多根超滤管组成，超滤系统中设置有反洗组件;NF系统包括RO增压泵、保安滤器、RO设备、清洗组件;系统状态检测单元包括压力表与流量计及电导率表、PH值检测仪及温度检测仪，系统控制单元包括处理器模块及控制终端组件，控制终端组件包括电磁阀、气动蝶阀及电动蝶阀，处理器模块调整废水处理系统中废水流量及流向，通过设置多重过滤装置，使得废水被逐级过滤，实现良好的过滤效果。
权利要求书
1.一种重金属废水处理系统，其特征在于，包括系统控制单元、系统状态检测单元以及依次排布的预处理系统(1)、超滤系统以及NF系统，其中，
所述预处理系统(1)包括依次设置的调节池(11)、气浮池(12)、砂滤池、炭滤池以及重金属吸附装置(17)，所述气浮池(12)中设置有循环利用气浮池(12)废水对其进行溶气净化的回流溶气组件(13);
所述超滤系统包括至少两组并列排布设置的超滤过滤器(23)及超滤设备(24)，所述超滤设备(24)由多根并列排布的超滤管(241)组成，多根所述超滤管(241)的进水端与超滤过滤器(23)的出水口相连通，出水端与NF系统相连通，所述超滤系统中设置有利用超滤系统过滤后废水来对超滤设备(24)进行清洗的反洗组件;
所述NF系统包括依次连通设置的RO增压泵(27)、保安滤器(28)、一级RO设备(30)、二级RO设备(31)，所述一级RO设备(30)、二级RO设备(31)中均设有利用二级RO设备(31)过滤后废水来对一级RO设备(30)、二级RO设备(31)进行清洗的清洗组件;
所述系统状态检测单元包括设置于各个连通管路上的压力表(21)与流量计(22)，以及设置于NF系统中的电导率表、PH值检测仪以及温度检测仪;
所述系统控制单元包括处理器模块以及控制终端组件，所述控制终端组件包括设置于各个连通管路中的电磁阀、气动蝶阀(20)及电动蝶阀(20)，所述处理器模块接收系统状态检测单元的检测值控制控制终端组件动作，调整废水处理系统中废水的流量及流向。
2.根据权利要求1所述的重金属废水处理系统，其特征在于， 所述气浮池(12)与砂滤池之间、所述重金属吸附装置(17)与超滤过滤器(23)之间、所述超滤设备(24)与RO增压泵(27)之间、以及一级RO设备(30)与二级RO设备(31)之间分别设置有第一中间水池(14)、第二中间水池(18)、第三中间水池(26)、第四中间水池(32)，多个中间水池中均设有与处理器模块信号连接的液位高度检测器件，多个中间水池的侧壁上均设有进水管与出水管以及控制进水管、出水管通断的控制终端组件。
3.根据权利要求1所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述回流溶气组件(13)包括相互连通的气浮回流泵(132)及溶气罐(131)，所述气浮回流泵(132)的进水端与气浮池(12)的底部侧壁相连通用以向溶气罐(131)中输送清水，所述溶气罐(131)的排水端与气浮池(12)的废水输入口相邻设置，所述气浮池(12)与气浮回流泵(132)、溶气罐(131)与气浮池(12)之间设置有气动蝶阀(20)。
4.根据权利要求2所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述第一中间水池(14)与砂滤器(15)之间并列设置有至少两台用于将第一中间水池(14)中的废水泵入到砂滤器(15)中的原水泵(19)，所述原水泵(19)的进水端与出水端均设有电动蝶阀(20)或气动蝶阀(20)。
5.根据权利要求1所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述反洗组件包括一进水端与第三中间水池(26)相连通的超滤反洗泵(25)，所述超滤反洗泵(25)的出水端分别与所述超滤管(241)的出水端相连通用以利用第三中间水池(26)中的废水冲洗超滤管(241)及其与之相连通的管路。
6.根据权利要求1所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述一级RO设备(30)、二级RO设备(31)包括与所述保安滤器(28)相连通的RO高压泵(29)，以及与所述RO高压泵(29)相连通的多根反渗透管(301)，多根所述反渗透管(301)组成相互并联设置的多个反渗透模块，多个所述反渗透模块相互串联设置且输出端与所述第四中间水池(32)相连通，多个所述反渗透管(301)的出水端均设置有取样阀。
7.根据权利要求6所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述清洗组件包括一清洗水箱(36)，所述清洗水箱(36)与系统的回水用池相连通，用于获取经二级RO设备(31)过滤后的清洁废水，所述清洗水箱(36)连通有一清洗水泵(35)及一清洗滤器(34)，所述清洗水箱(36)中的清洁废水经清洗水泵(35)、清洗滤器(34)后与多根所述反渗透的进水端相连通，所述清洗水箱(36)、清洗水泵(35)、清洗滤器(34)以及反渗透管(301)之间均设有气动蝶阀(20)或电动蝶阀(20)。
8.根据权利要求6所述的重金属废水处理系统，其特征在于，所述重金属吸附装置(17)包括两个相互连通的酸性树脂吸附装置(171)以及碱性树脂吸附装置(172)。
9.一种重金属废水处理方法，其特征在于，基于上述重金属废水处理系统，包括以下步骤：
S1，将含有大颗粒重金属的废水加入到调节池(11)中，而后向调节池(11)中加入絮凝剂(114)，利用絮凝剂(114)将废水中的颗粒物质凝聚到一起;
S2，将含有絮凝剂(114)的废水排入到气浮池(12)中，利用气浮池(12)中的气泡将废水中的颗粒物质抬升到气浮池(12)的表面而后析出;
S3，经气浮池(12)净化后的废水排入到第一中间水池(14)中，当其液位到达预定高度时，将废水排入到砂滤池与炭滤池中，为了防止废水由第一中间水池(14)排除时堵塞，在第一中间水池(14)与砂滤器(15)之间设有两套原水泵(19)，使用时选择其中一套;
S4，经砂滤器(15)及炭滤池器过滤后的废水大颗粒物质明显减少，而后将废水排入到树脂吸附装置中，利用酸性与碱性溶液进一步出去废水中的颗粒物质，而后将废水排入到第二中间水池(18)中;
S5，当第二中间水池(18)的液位高度达到预定高度时，处理器模块控制控制控制终端组件将废水由第二中间水池(18)排入到超滤过滤器(23)中，经一次过滤后排入到超滤设备(24)中，利用超滤膜进一步过滤掉水中的颗粒污染物，过滤后的废水排入到第三中间水池(26)中，当第三中间水池(26)中的液位高度达到预定值时，将第三中间水池(26)中的废水排入到NF系统中;
S6，对废水进行加压处理，使其满足RO设备的渗透压条件，而后经RO设备对废水进行进一步过滤，经过一级RO设备(30)、二级RO设备(31)过滤后，废水排入到回用水池中;
上述步骤S5及S6中，当超滤管(241)或反渗透管(301)的工作效率明显降低时，清洗超滤设备(24)及一级RO设备(30)、二级RO设备(31)的清水分别来自第三中间水池(26)及第四中间水池(32)。
10.根据权利要求9所述的重金属废水处理方法，其特征在于，所述步骤S2及S3中，溶气罐(131)中用水来自与气浮池(12)底部水体，当砂滤池与炭滤池中的过滤效果不佳时，利用空压机向砂滤池与炭滤池的底部充水，实现对砂滤池与炭滤池的反洗。
说明书
重金属废水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种重金属废水处理系统及方法。
背景技术
在电镀工业生产中，往往会产生许多含有大量重金属离子的工业废水，这些废水若不经处理排出，将会严重污染工厂周边的环境。为此，现有技术中有许多废水处理，尤其是针对于重金属废水的处理系统，例如专利公开号为CN105016510A的中国专利，公开了一套针对含重金属污水的污水处理系统，上述系统的主要方法为沉淀加吸附，虽然结构简单，但是所能实现的污水处理程度却不尽人意，处理后的水质不佳。而如果要获得更加清洁的处理后的污水，则需要增加许多新的工序与设备，这样势必会使得整个污水处理系统结构层次比较复杂。复杂的结构层次，将会大大增大系统维护的难度，系统检查、操作均不方便且在系统中容易产生坏点，当某一环节出问题，整个系统都需要关停重启，耗费巨大。此外，污水处理系统中为了调和污水中的离子浓度，常常会向系统中注入清水，辅助污水处理系统的正常运转，这样就需要耗费大量的清洁用水，降低了污水处理的效益。
发明内容
针对实际运用中含有重金属废水处理不彻底的问题，本发明目的一在于提供一种重金属废水处理系统，目的二在于提供一种基于上述系统的废水处理方法。
对于本发明中的重金属废水处理系统，具体方案如下：
一种重金属废水处理系统，包括系统控制单元、系统状态检测单元以及依次排布的预处理系统、超滤系统以及NF系统，其中，
所述预处理系统包括依次设置的调节池、气浮池、砂滤池、炭滤池以及重金属吸附装置，所述气浮池中设置有循环利用气浮池废水对其进行溶气净化的回流溶气组件;
所述超滤系统包括至少两组并列排布设置的超滤过滤器及超滤设备，所述超滤设备由多根并列排布的超滤管组成，多根所述超滤管的进水端与超滤过滤器的出水口相连通，出水端与NF系统相连通，所述超滤系统中设置有利用超滤系统过滤后废水来对超滤设备进行清洗的反洗组件;
所述NF系统包括依次连通设置的RO增压泵、保安滤器、一级RO设备、二级RO设备，所述一级RO设备、二级RO设备中均设有利用二级RO设备过滤后废水来对一级RO设备、二级RO设备进行清洗的清洗组件;
所述系统状态检测单元包括设置于各个连通管路上的压力表与流量计，以及设置于NF系统中的电导率表、PH值检测仪以及温度检测仪;
所述系统控制单元包括处理器模块以及控制终端组件，所述控制终端组件包括设置于各个连通管路中的电磁阀、气动蝶阀及电动蝶阀，所述处理器模块接收系统状态检测单元的检测值控制控制终端组件动作，调整废水处理系统中废水的流量及流向。
进一步的，所述气浮池与砂滤池之间、所述重金属吸附装置与超滤过滤器之间、所述超滤设备与RO增压泵之间、以及一级RO设备与二级RO设备之间分别设置有第一中间水池、第二中间水池、第三中间水池、第四中间水池，多个中间水池中均设有与处理器模块信号连接的液位高度检测器件，多个中间水池的侧壁上均设有进水管与出水管以及控制进水管、出水管通断的控制终端组件。
进一步的，所述回流溶气组件包括相互连通的气浮回流泵及溶气罐，所述气浮回流泵的进水端与气浮池的底部侧壁相连通用以向溶气罐中输送清水，所述溶气罐的排水端与气浮池的废水输入口相邻设置，所述气浮池与气浮回流泵、溶气罐与气浮池之间设置有气动蝶阀。
进一步的，所述第一中间水池与砂滤器之间并列设置有至少两台用于将第一中间水池中的废水泵入到砂滤器中的原水泵，所述原水泵的进水端与出水端均设有电动蝶阀或气动蝶阀。
进一步的，所述反洗组件包括一进水端与第三中间水池相连通的超滤反洗泵，所述超滤反洗泵的出水端分别与所述超滤管的出水端相连通用以利用第三中间水池中的废水冲洗超滤管及其与之相连通的管路。
进一步的，所述一级RO设备、二级RO设备包括与所述保安滤器相连通的RO高压泵，以及与所述RO高压泵相连通的多根反渗透管，多根所述反渗透管组成相互并联设置的多个反渗透模块，多个所述反渗透模块相互串联设置且输出端与所述第四中间水池相连通，多个所述反渗透管的出水端均设置有取样阀。
进一步的，所述清洗组件包括一清洗水箱，所述清洗水箱与系统的回水用池相连通，用于获取经二级RO设备过滤后的清洁废水，所述清洗水箱连通有一清洗水泵及一清洗滤器，所述清洗水箱中的清洁废水经清洗水泵、清洗滤器后与多根所述反渗透的进水端相连通，所述清洗水箱、清洗水泵、清洗滤器以及反渗透管之间均设有气动蝶阀或电动蝶阀。
进一步的，所述重金属吸附装置包括两个相互连通的酸性树脂吸附装置以及碱性树脂吸附装置。
一种重金属废水处理方法，基于上述重金属废水处理系统，包括以下步骤：
S1，将含有大颗粒重金属的废水加入到调节池中，而后向调节池中加入絮凝剂，利用絮凝剂将废水中的颗粒物质凝聚到一起;
S2，将含有絮凝剂的废水排入到气浮池中，利用气浮池中的气泡将废水中的颗粒物质抬升到气浮池的表面而后析出;
S3，经气浮池净化后的废水排入到第一中间水池中，当其液位到达预定高度时，将废水排入到砂滤池与炭滤池中，为了防止废水由第一中间水池排除时堵塞，在第一中间水池与砂滤器之间设有两套原水泵，使用时选择其中一套;
S4，经砂滤器及炭滤池器过滤后的废水大颗粒物质明显减少，而后将废水排入到树脂吸附装置中，利用酸性与碱性溶液进一步出去废水中的颗粒物质，而后将废水排入到第二中间水池中;
S5，当第二中间水池的液位高度达到预定高度时，处理器模块控
制控制控制终端组件将废水由第二中间水池排入到超滤过滤器中，经一次过滤后排入到超滤设备中，利用超滤膜进一步过滤掉水中的颗粒污染物，过滤后的废水排入到第三中间水池中，当第三中间水池中的液位高度达到预定值时，将第三中间水池中的废水排入到NF系统中;
S6，对废水进行加压处理，使其满足RO设备的渗透压条件，而后经RO设备对废水进行进一步过滤，经过一级RO设备、二级RO设备过滤后，废水排入到回用水池中;
上述步骤S5及S6中，当超滤管或反渗透管的工作效率明显降低时，清洗超滤设备及一级RO设备、二级RO设备的清水分别来自第三中间水池及第四中间水池。
进一步的，所述步骤S2及S3中，溶气罐中用水来自与气浮池底部水体，当砂滤池与炭滤池中的过滤效果不佳时，利用空压机向砂滤池与炭滤池的底部充水，实现对砂滤池与炭滤池的反洗。
本发明的有益效果如下：
(1)通过设置多重过滤装置，使得含有重金属离子的废水被逐级过滤，最终实现良好的过滤效果;
(2)通过设置一系列的中间水池，利用中间水池中的废水对上一步骤中的设备进行清洗，如此便使得整个系统都不用消耗外部的清水，提升废水处理的经济效益;
(3)通过设置多重反清洗装置，当某一设备的过滤效果不佳时，系统状态检测单元将检测的结果发送至处理器模块，而后由处理器模块控制控制终端组件调整管路的导通方式，对过滤效果不佳的设备进行清洗;
(4)通过在关键部位并行设置多重管路结构，当其中一条过滤线路中断时，还可以使用其它过滤线路对废水进行过滤，保证了整个废水处理系统不会因为局部的故障而整体当机;
(5)通过在各个连通管路上设置检测装置，如压力表，流量计等，实时自动监测废水处理系统的运行状态，节省维护人员现场维护的时间，保证维护的高效性。