申请日2015.12.31
公开(公告)日2016.04.06
IPC分类号C02F9/10; C02F1/62; C02F1/56; C02F11/02; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种含镍重金属废水零排放工艺，步骤为：待处理水体与重金属捕捉剂反应，通过加入絮凝剂进行絮凝沉降，再进行砂滤、碳滤、二次碳滤和超滤，降低反渗透过程进水的浊度、SDI及重金属含量等，然后依次进入第一、二反渗透过程，产水回收再利用，浓水和超滤浓水进行第二次絮凝沉降，砂滤后再进行第三次反渗透过程，最终反渗透浓水分两部分，一部分回流引入第二次絮凝沉淀过程进行再处理，另一部分引入后处理工序。回流设计可减小最终浓水排放量，同时提高总的产水回收率;控制降低每个反渗透过程的产水回收率，可避免反渗透系统的污堵，稳定系统整体运行，最终稳定实现90%以上的废水回用率及真正的零排放。
摘要附图
权利要求书
1.一种含镍重金属废水零排放工艺，其特征在于，包括螯合反应工序、絮凝沉降工序、过滤工序、浓缩工序和后处理工序;
所述过滤工序包括砂滤、碳滤和超滤中的一种或两种以上组合而成;
所述浓缩工序包括至少2次反渗透过程和至少1次絮凝沉降过程，所述絮凝沉降过程位于所述反渗透过程之间，所述絮凝沉降过程与其下游的所述反渗透过程形成可循环回流;
所述后处理工序包括固体后处理工序和液体后处理工序。
2.根据权利要求1所述的一种含镍重金属废水零排放工艺，其特征在于，所述工艺沿待处理水体的流经方向依次进行螯合反应工序、絮凝沉降工序、过滤工序、浓缩工序和后处理工序。
3.根据权利要求1所述的一种含镍重金属废水零排放工艺，其特征在于，具体工艺步骤为：
(1)在待处理水体中加入重金属捕捉剂，进行螯合反应;
(2)在反应后水体中加入絮凝剂，进行第一次絮凝沉降;
(3)第一次絮凝沉降后水体依次进行至少1次砂滤、至少1次碳滤和至少1次超滤，超滤后水体包括超滤产水和超滤浓水;
(4)所述超滤产水进行第一次反渗透过程，第一次反渗透后水体包括反渗透产水1和反渗透浓水1;
所述反渗透浓水1进行第二次反渗透过程，第二次反渗透后水体包括反渗透产水2和反渗透浓水2;
(5)在所述反渗透浓水2中加入絮凝剂，进行第二次絮凝沉降;
第二次絮凝沉降后水体依次进行至少1次砂滤和至少0次碳滤;
(6)砂滤/碳滤后水体进行第三次反渗透过程，第三次反渗透后水体包括反渗透产水3和反渗透浓水3;
所述反渗透浓水3进入所述液体后处理工序;
其中，步骤(3)所述超滤浓水引入步骤(5)，进行所述第二次絮凝沉淀;
其中，步骤(4)所述反渗透产水1、反渗透产水2和步骤(6)所述反渗透产水3均进行回收再利用，回收率均为50%-65%;
其中，步骤(2)和步骤(5)所述絮凝沉降过程得到的污泥进入所述固体后 处理工艺，
其中，步骤(5)和步骤(6)依序重复n次，n≥1，所述重复过程中，步骤(5)可省略。
4.根据权利要求3所述的一种含镍重金属废水零排放工艺，其特征在于，步骤(6)所述反渗透浓水3分为反渗透浓水31和反渗透浓水32两部分;
反渗透浓水31回流引入步骤(5)，进行第二次絮凝沉淀;
反渗透浓水32进入所述液体后处理工艺;
反渗透浓水31和反渗透浓水32的比例为1:1-5:3。
5.根据权利要求3所述的一种含镍重金属废水零排放工艺，其特征在于，步骤(1)所述重金属捕捉剂是三聚硫氰酸三钠、硫化钠、三硫代碳酸钠和二硫代氨基甲酸钠中的一种或两种以上复配而成;
步骤(2)和步骤(5)所述絮凝剂是PAC、PAM、PAS、PFC、PFS、PPAC及PAFCS中的一种或两种以上混合而成。
6.根据权利要求3所述的一种含镍重金属废水零排放工艺，其特征在于，步骤(1)所述重金属捕捉剂是三聚硫氰酸三钠和硫化钠复配而成，三聚硫氰酸三钠和硫化钠的配比为1:1-5:1。
7.根据权利要求3所述的一种含镍重金属废水零排放工艺，其特征在于，步骤(3)所述第一次絮凝沉降后水体依次进行1次砂滤、2次碳滤和1次超滤。
8.根据权利要求3所述的一种含镍重金属废水零排放工艺，其特征在于，步骤(4)所述第一次反渗透过程采用低压膜，所述反渗透产水1的回收率为60%-65%;
步骤(4)所述第二次反渗透过程采用海水淡化膜，所述反渗透产水2的回收率为60%-65%;
步骤(6)所述第三次反渗透过程采用海水淡化膜，所述反渗透产水3的回收率为50%-60%。
9.一种含镍重金属废水零排放工艺设备，其特征在于，沿待处理水体流经方向依次设置含镍废水收集池、反应池、絮凝池1、沉淀池1、pH调节池、砂滤罐1、碳滤罐1、碳滤罐2、超滤装置、反渗透装置1、反渗透装置2、絮凝池2、沉淀池2、砂滤罐2、反渗透装置3、浓水箱、MVR蒸发器;
所述反渗透装置1、反渗透装置2和反渗透装置3均连接产水回收箱;
所述沉淀池1和沉淀池2均依次连接污泥浓缩池和板框压滤机。
10.根据权利要求9所述的一种含镍重金属废水零排放工艺设备，其特征在于，所述超滤装置连接所述絮凝池2;
所述反渗透装置3连接所述絮凝池2。
说明书
一种含镍重金属废水零排放工艺
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种含镍重金属废水零排放工艺。
背景技术
含镍废水由于其水量大、处理难度高，回用起来很困难。现有回用方法主要为对收集后的重金属废水进行高级氧化破络，此方法需要加入大量的药剂，高级氧化后出水进行混凝沉淀，通过加入液碱与重金属离子形成氢氧化物沉淀，通过投加聚合碱式氯化铝、聚丙烯酰胺，使生成的氢氧化物沉淀反应成大颗粒，利于沉淀去除。混凝沉淀后出水进行pH回调，利于进入后续的超滤与反渗透系统。pH回调后出水进入砂滤、碳滤系统，去除废水中的细小颗粒，利于进入超滤系统。超滤系统出水再进入反渗透系统进行浓缩，反渗透系统产生的浓水进入多效蒸发器，进行蒸发浓缩，浓缩液委外，冷凝液回用于生产。由上可知，现有重金属废水零排放工艺需要加入大量的药剂，较大的药剂投入量不利于后续超滤、反渗透系统，同时也造成出水电导率高，不利于产水的回用，产水的回收率较低，一般不超过70%，反渗透膜污堵严重，清洗困难，无法长期稳定的使系统运行。
发明内容
针对上述的缺陷和需求，本发明提出了一种含镍重金属废水零排放工艺，其目的在于解决药剂投入量大、浓缩产水难、产水回收率低、系统污堵问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种含镍重金属废水零排放工艺，包括螯合反应工序、絮凝沉降工序、过滤工序、浓缩工序和后处理工序;
所述过滤工序包括砂滤、碳滤和超滤中的一种或两种以上组合而成;
所述浓缩工序包括至少2次反渗透过程和至少1次絮凝沉降过程，所述絮凝沉降过程位于所述反渗透过程之间，所述絮凝沉降过程与其下游的所述反渗透过程形成可循环回流;
所述后处理工序包括固体后处理工序和液体后处理工序。
进一步地，所述工艺沿待处理水体的流经方向依次进行螯合反应工序、絮凝沉降工序、过滤工序、浓缩工序和后处理工序。
进一步地，具体工艺步骤为：
(1)调节待处理水体的pH值至8-10，加入重金属捕捉剂，进行螯合反应;
(2)在反应后水体中加入絮凝剂，进行第一次絮凝沉降;
(3)调节第一次絮凝沉降后水体的pH值至7-8，依次进行至少1次砂滤、至少1次碳滤和至少1次超滤，超滤后水体包括超滤产水和超滤浓水;
(4)所述超滤产水进行第一次反渗透过程，第一次反渗透后水体包括反渗透产水1和反渗透浓水1;
所述反渗透浓水1进行第二次反渗透过程，第二次反渗透后水体包括反渗透产水2和反渗透浓水2;
(5)在所述反渗透浓水2中加入絮凝剂，进行第二次絮凝沉降;
第二次絮凝沉降后水体依次进行至少1次砂滤和至少0次碳滤;
(6)砂滤/碳滤后水体进行第三次反渗透过程，第三次反渗透后水体包括反渗透产水3和反渗透浓水3;
所述反渗透浓水3进入所述液体后处理工序;
其中，步骤(3)所述超滤浓水引入步骤(5)，进行所述第二次絮凝沉淀;
其中，步骤(4)所述反渗透产水1、反渗透产水2和步骤(6)所述反渗透产水3均进行回收再利用，回收率均为50%-65%;
其中，步骤(2)和步骤(5)所述絮凝沉降过程得到的污泥进入所述固体后处理工艺，
其中，步骤(5)和步骤(6)依序重复n次，n≥1，所述重复过程中，步骤(5)可省略。
进一步地，步骤(6)所述反渗透浓水3分为反渗透浓水31和反渗透浓水32两部分;
反渗透浓水31回流引入步骤(5)，进行第二次絮凝沉淀;
反渗透浓水32进入所述液体后处理工艺;
反渗透浓水31和反渗透浓水32的比例为1:1-5:3。
进一步地，步骤(1)所述重金属捕捉剂是三聚硫氰酸三钠、硫化钠、三硫 代碳酸钠和二硫代氨基甲酸钠中的一种或两种以上复配而成;
步骤(2)和步骤(5)所述絮凝剂是PAC、PAM、PAS、PFC、PFS、PPAC及PAFCS中的一种或两种以上混合而成。
进一步地，步骤(1)所述重金属捕捉剂是三聚硫氰酸三钠和硫化钠复配而成，三聚硫氰酸三钠和硫化钠的配比为1:1-5:1。
进一步地，步骤(3)所述第一次絮凝沉降后水体依次进行1次砂滤、2次碳滤和1次超滤。
进一步地，步骤(4)所述第一次反渗透过程采用低压膜，所述反渗透产水1的回收率为60%-65%;
步骤(4)所述第二次反渗透过程采用海水淡化膜，所述反渗透产水2的回收率为60%-65%;
步骤(6)所述第三次反渗透过程采用海水淡化膜，所述反渗透产水3的回收率为50%-60%。
一种含镍重金属废水零排放工艺设备，沿待处理水体流经方向依次设置含镍废水收集池、反应池、絮凝池1、沉淀池1、pH调节池、砂滤罐1、碳滤罐1、碳滤罐2、超滤装置、反渗透装置1、反渗透装置2、絮凝池2、沉淀池2、砂滤罐2、反渗透装置3、浓水箱、MVR蒸发器;
所述反渗透装置1、反渗透装置2和反渗透装置3均连接产水回收箱;
所述沉淀池1和沉淀池2均依次连接污泥浓缩池和板框压滤机。
进一步地，所述超滤装置连接所述絮凝池2;
所述反渗透装置3连接所述絮凝池2。
本专利的有益效果在于：本发明提出了一种含镍重金属废水零排放工艺，采用三聚硫氰酸三钠和硫化钠复配而成的重金属捕捉剂，可有效降低废水中重金属镍的含量，避免大量的投入药剂对后续浓缩系统造成负担;本工艺包括多个可回流的反渗透浓缩过程，重复的反渗透浓缩过程中还包括絮凝沉降过程，回流设计可减小最终浓水的排放量，同时提高总的产水回收率;控制降低每个反渗透浓缩过程的产水回收率，可避免反渗透系统的污堵，稳定系统整体运行。