申请日2014.09.23
公开(公告)日2014.12.24
IPC分类号C02F103/16; C02F9/14
摘要
本发明属于污水处理技术领域，公开了一种电镀络合废水零排放处理工艺及装置。所述处理装置由超滤装置、一级反渗透装置、海水淡化装置、蒸发装置、生化接触氧化系统、微滤装置和二级反渗透装置组成。使用上述装置对电镀络合废水进行处理主要以物理分离为主，全流程基本不用药剂;整个装置通过串联、并联方式将几个过滤装置连接起来形成整体，可以连续运行，长时间使用也不会出现滤膜污染、膜孔堵塞的现象，延长了滤膜的使用寿命，运行成本低，有利于企业的持续发展;本发明的处理工艺实现了膜法、生物法和蒸发法工艺的整合，最终出水达到回用水的标准，最终浓水可以实现资源回收。
权利要求书
1.一种电镀络合废水零排放处理装置，其特征在于：所述处理装置由超滤 装置、一级反渗透装置、海水淡化装置、蒸发装置、生化接触氧化系统、微滤 装置和二级反渗透装置连接组成，所述超滤装置、一级反渗透装置、海水淡化 装置、微滤装置和二级反渗透装置均设置循环回路。
2.根据权利要求1所述的一种电镀络合废水零排放处理装置，其特征在于： 所述超滤装置包括依次连接的络合废水收集槽、超滤循环槽和超滤过滤器;一 级反渗透装置包括依次连接的一级反渗透循环槽和一级反渗透过滤器;海水淡 化装置包括依次连接的海水淡化循环槽和海水淡化过滤器;蒸发装置包括依次 连接的储液槽、蒸发器和浓水收集槽;生化接触氧化系统包括依次设置的调节 池、生物接触氧化池和沉淀池;微滤装置包括依次连接的微滤循环槽和微滤过 滤器;二级反渗透装置包括依次连接的二级反渗透循环槽、二级反渗透过滤器 和回用水槽。
3.根据权利要求2所述的一种电镀络合废水零排放处理装置，其特征在于： 所述电镀络合废水零排放处理装置的连接关系为：超滤过滤器连接到一级反渗 透循环槽，一级反渗透过滤器连接到海水淡化循环槽和调节池，海水淡化过滤 器连接到储液槽和一级反渗透循环槽，蒸发器连接到调节池，沉淀池连接到微 滤循环槽，微滤过滤器连接到二级反渗透循环槽;所述的循环回路均设置在各 自的循环槽与过滤器之间。
4.根据权利要求2所述的一种电镀络合废水零排放处理装置，其特征在于： 所述的超滤过滤器、一级反渗透过滤器、海水淡化过滤器、微滤过滤器和二级 反渗透过滤器均由相应的滤膜、膜壳和膜架组成，滤膜设置于膜壳内，膜壳设 置于膜架上。
5.根据权利要求2或3所述的一种电镀络合废水零排放处理装置，其特征 在于：所述的连接是通过硬聚氯乙烯管连接。
6.根据权利要求2所述的一种电镀络合废水零排放处理装置，其特征在于： 所述超滤循环槽和超滤过滤器之间、一级反渗透循环槽和一级反渗透过滤器之 间、海水淡化循环槽和海水淡化过滤器之间、微滤循环槽和微滤过滤器之间、 二级反渗透循环槽和二级反渗透过滤器之间、储液槽和蒸发器之间均设置提升 泵，一级反渗透装置、海水淡化装置和二级反渗透装置均在其提升泵和过滤器 之间设置精密过滤器和高压泵，精密过滤器位于提升泵和高压泵之间。
7.根据权利要求6所述的一种电镀络合废水零排放处理装置，其特征在于： 所述的提升泵为单级离心泵;一级反渗透装置和二级反渗透装置的高压泵为多 级离心泵;海水淡化装置的高压泵为柱塞泵。
8.根据权利要求2所述的一种电镀络合废水零排放处理装置，其特征在于： 所述的生化接触氧化系统还设置污泥浓缩池和提升泵，污泥浓缩池分别连接生物 接触氧化池和沉淀池，提升泵设置于沉淀池与污泥浓缩池之间。
9.一种利用权利要求2～8任一项所述的装置对电镀络合废水进行零排放处 理的工艺，其特征在于包括以下操作步骤：
(1)将电镀络合废水收集到络合废水收集槽，启动超滤装置，使电镀络合 废水进入超滤循环槽，然后经过超滤过滤器进行错流过滤，得到淡水A和浓水 A1，浓水A1通过循环回路返回至超滤循环槽，进行循环浓缩，并最终通过压 滤设备滤除泥渣，淡水A则进入一级反渗透装置的一级反渗透循环槽;
(2)启动一级反渗透装置，使经过步骤(1)的淡水A进入一级反渗透过 滤器进行一次过滤，得到淡水B和浓水B1，浓水B1通过循环回路返回至一级 反渗透循环槽继续循环浓缩，并最终进入海水淡化装置的海水淡化循环槽，淡 水B则进入生物接触氧化系统的调节池;
(3)启动海水淡化装置，使经过步骤(2)的浓水B进入海水淡化过滤器 进行一次过滤，得到淡水C和浓水C1，浓水C1通过循环回路返回至海水淡化 循环槽，进行循环浓缩，并最终进入蒸发装置的储液槽，淡水C则进入一级反 渗透装置的一级反渗透过滤器;
(4)启动生物接触氧化系统，使经过步骤(2)的淡水B进入生物接触氧 化池进行处理，得到淡水D，淡水D通过沉淀池沉淀，然后进入微滤装置的微 滤循环槽;
(5)启动微滤装置，使经过步骤(4)的淡水D进入微滤过滤器进行错流 过滤，得到淡水E和浓水E1，浓水E1通过循环回路返回至微滤循环槽，进行 循环浓缩，并最终通过压滤设备滤除泥渣，淡水E则进入二级反渗透装置的二 级反渗透循环槽;
(6)启动二级反渗透装置，使经过步骤(5)的淡水E进入二级反渗透过 滤器进行一次过滤，得到淡水F和浓水F1，浓水F1通过循环回路返回至二级 反渗透循环槽，进行循环浓缩，并最终进入生物接触氧化池，淡水F则进入回 用水槽;
(7)启动蒸发装置，使经过步骤(3)的浓水C进入蒸发器进行处理，得 到淡水G和浓水G1，浓水G1进入浓水收集槽资源回收，淡水G则进入生物接 触氧化系统的调节池。
10.根据权利要求9所述的一种对电镀络合废水进行零排放处理的工艺， 其特征在于：所述的错流过滤是指过滤前水的进水流向与过滤后水的出水流向 成直角。
说明书
一种电镀络合废水零排放处理工艺及装置
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种电镀络合废水零排放处理工 艺及装置。
背景技术
在电镀行业中络合废水主要是蚀板、化学沉铜等工序排放的废水中含有铜 离子和络合剂如NH4OH、EDTA和酒石酸钾等。络合废水中铜离子和络合剂形 成一种比较稳定的络合物，是电镀络合废水中比较难处理的一种络合物。有的 线路板企业主要将其回收处理，将铜转化为CuSO4、CuO、Cu、硫酸铵或氯化 铵等，有的企业将其排放至污水处理系统处理。
对络合废水(EDTA、氨碱铜)的处理首先应考虑破坏络合作用，能够使铜 离子游离出来。目前在实际运行中，采用多种方法破络，现归纳如下：
方法一：调PH值破络(调废水PH至酸性2左右破络);
方法二：氧化还原破络(铁屑反应、NaClO);
方法三：离子交换-电解法破络法破络;
方法四：化学药剂置换破络(Na2S、FeCl3、专用特殊药剂等)。
以上四种方法中，方法一中的加酸液(HCl、H2SO4)调络合废水PH值至 2～3，Cu2+从络合物中游离出来，破铬效果良好。但因含络废水原水多呈碱性， 调至酸性PH为2～3时消耗大量的酸液，破络后还需再调至碱性PH在8-9左右 沉淀铜，又消耗大量的碱液，处理费用较高，因此运用不广泛。
方法二中的氧化还原破络常用铁屑-聚铁法，在酸性条件下PH=3，用铁屑 Fe和二价铁离子Fe2+还原，反应约20～30min，Fe2+将Cu2+的EDTA络合物中的 Cu2+还原成Cu+，因Cu+在碱性条件下不易与EDTA结合，故在碱性条件下，生 成Cu2O，与Fe(OH)2、Cu(OH)2共沉。因铁屑-聚铁法破络的铁屑在反应器中 易结垢成团，影响设备的正常运作，且铁屑更新劳动强度大，妨碍了此种方法 的应用。而采用次氯酸钠破络是与含氰废水在破络时发生副反应，对破络有一 定的作用，但只有污水含有氰时，该法才有实际意义。
方法三中的离子交换-电解法因高浓度的重金属易使交换树脂饱和、络合物 易使交换树脂污染或老化、电解耗电量大、处理金属重种类单一等缺点而很少 采用。
方法四中的采用具有破络作用的化学药剂如Na2S、FeCl3、专用特殊药剂等， 药品易购得、价格适中、效果好、应用条件宽松，在线路板废水中具有应用推 广价值，也是目前线路板废水处理中普遍采用的方法。FeCl3破络效果好，但药 品具有强腐蚀性，运输、贮存、配制要求较高，采用的也较少。破络专用药剂 现在开发的品种很多，大多属专利产品，如ISX(不溶性交联淀粉黄原酸酯)是 七十年代发展起来的水处理剂，对大多数重金属都能沉淀，PH应用范围宽为 3～11，沉淀快;TMT(三巯三嗪三钠盐)是最近美国开发的一种新型重金属沉 淀剂;S946也是一种新型处理剂。采用Na2S处理络合废水是绝大多数线路板 企业废水处理的选择，Na2S不但用来处理络合废水，而且用来处理非络合废水 除铜效果也是很好的，S2-可沉淀络合物中铜离子反应生成CuS。但这个方法的 缺点是不能破坏EDTA络合物分子链，仍以活性态存在于排放废水中，在排放 的水中有重新生成络盐的可能，给废水的深度处理及回用造成困难。
发明内容
为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种电 镀络合废水零排放处理装置。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述装置对电镀络合废水进行零排放 处理的工艺。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种电镀络合废水零排放处理装置，由超滤装置、一级反渗透装置、海水 淡化装置、蒸发装置、生化接触氧化系统、微滤装置和二级反渗透装置组成， 所述超滤装置、一级反渗透装置、海水淡化装置、微滤装置和二级反渗透装置 均设置循环回路。
所述超滤装置包括依次连接的络合废水收集槽、超滤循环槽和超滤过滤器; 一级反渗透装置包括依次连接的一级反渗透循环槽和一级反渗透过滤器;海水 淡化装置包括依次连接的海水淡化循环槽和海水淡化过滤器;蒸发装置包括依 次连接的储液槽、蒸发器和浓水收集槽;生化接触氧化系统包括依次设置的调 节池、生物接触氧化池和沉淀池;微滤装置包括依次连接的微滤循环槽和微滤 过滤器;二级反渗透装置包括依次连接的二级反渗透循环槽、二级反渗透过滤 器和回用水槽。
所述电镀络合废水零排放处理装置的连接关系为：超滤过滤器连接到一级 反渗透循环槽，一级反渗透过滤器连接到海水淡化循环槽和调节池，海水淡化 过滤器连接到储液槽和一级反渗透循环槽，蒸发器连接到调节池，沉淀池连接 到微滤循环槽，微滤过滤器连接到二级反渗透循环槽，所述的循环回路均设置 在各自的循环槽与过滤器之间。
所述的超滤过滤器、一级反渗透过滤器、海水淡化过滤器、微滤过滤器和 二级反渗透过滤器均由相应的滤膜、膜壳和膜架组成，滤膜设置于膜壳内，膜 壳设置于膜架上。
所述的连接是指用硬聚氯乙烯(U-PVC)管连接。
所述超滤循环槽和超滤过滤器之间、一级反渗透循环槽和一级反渗透过滤 器之间、海水淡化循环槽和海水淡化过滤器之间、微滤循环槽和微滤过滤器之 间、二级反渗透循环槽和二级反渗透过滤器之间、储液槽和蒸发器之间均设置 提升泵，一级反渗透装置、海水淡化装置和二级反渗透装置均在其提升泵和过 滤器之间设置精密过滤器和高压泵，精密过滤器位于提升泵和高压泵之间;所 述提升泵优选单级离心泵;一级反渗透装置和二级反渗透装置的高压泵优选多 级离心泵;海水淡化装置的高压泵优选柱塞泵。
所述的生化接触氧化系统还设置污泥浓缩池和提升泵，污泥浓缩池连接生物 接触氧化池和沉淀池，提升泵设置于沉淀池与污泥浓缩池之间。
一种利用上述装置对电镀络合废水进行零排放处理的工艺，包括以下操作 步骤：
(1)将电镀络合废水收集到络合废水收集槽，启动超滤装置，使电镀络合 废水进入超滤循环槽，然后经过超滤过滤器进行错流过滤，得到淡水A和浓水 A1，浓水A1通过循环回路返回至超滤循环槽，进行循环浓缩，并最终通过压 滤设备滤除泥渣，淡水A则进入一级反渗透装置的一级反渗透循环槽;
(2)启动一级反渗透装置，使经过步骤(1)的淡水A进入一级反渗透过 滤器进行一次过滤，得到淡水B和浓水B1，浓水B1通过循环回路返回至一级 反渗透循环槽继续循环浓缩，并最终进入海水淡化装置的海水淡化循环槽，淡 水B则进入生物接触氧化系统的调节池;
(3)启动海水淡化装置，使经过步骤(2)的浓水B1进入海水淡化过滤器 进行一次过滤，得到淡水C和浓水C1，浓水C1通过循环回路返回至海水淡化 循环槽，进行循环浓缩，并最终进入蒸发装置的储液槽，淡水C则进入一级反 渗透装置的一级反渗透循环槽;
(4)启动生物接触氧化系统，使经过步骤(2)的淡水B进入生物接触氧 化池进行处理，得到淡水D，淡水D通过沉淀池沉淀，然后进入微滤装置的微 滤循环槽;
(5)启动微滤装置，使经过步骤(4)的淡水D进入微滤过滤器进行错流 过滤，得到淡水E和浓水E1，浓水E1通过循环回路返回至微滤循环槽，进行 循环浓缩，并最终通过压滤设备滤除泥渣，淡水E则进入二级反渗透装置的二 级反渗透循环槽;
(6)启动二级反渗透装置，使经过步骤(5)的淡水E进入二级反渗透过 滤器进行一次过滤，得到淡水F和浓水F1，浓水F1通过循环回路返回至二级 反渗透循环槽，进行循环浓缩，并最终进入生物接触氧化池，淡水F则进入回 用水槽;
(7)启动蒸发装置，使经过步骤(3)的浓水C进入蒸发器进行处理，得 到淡水G和浓水G1，浓水G1进入浓水收集槽资源回收，淡水G则进入生物接 触氧化系统的调节池。
所述淡水是指过滤处理后的水;所述浓水是指过滤处理后余下的浓液。
所述的错流过滤是指过滤前水的进水流向与过滤后水的出水流向成直角。
应用本发明的装置对电镀络合废水进行零排放处理的原理为：首先通过超滤 装置对电镀络合废水进行处理，经过循环超滤浓缩，使得淡水部分尽可能的回收， 不产生废水排放，最终剩余的泥渣通过压滤装置滤除，这样可防止泥渣对后续过 滤装置滤膜的污染和堵塞，减轻后续装置的过滤负担，延长了滤膜的使用寿命; 然后通过一级反渗透装置和海水淡化装置循环处理可除去电镀络合废水中的大部 分金属离子络合物，处理后剩余的少量浓水则进入蒸发装置进行处理，回收蒸发 后的淡水，不产生废水排放;然后通过生物接触氧化系统分解废水中的有机物质， 降低废水中的COD;最后通过微滤装置及二级反渗透装置对生物接触氧化系统处 理后的水进一步过滤处理，除去水中剩余的游离金属离子及络合离子，使得最终 得到的水符合回用水标准。
本发明的处理装置主要以物理分离为主，全流程不使用破络剂等药剂;整个 处理装置将超滤装置、一级反渗透装置、海水淡化装置、蒸发装置、生化接触氧 化系统、微滤装置和二级反渗透装置采用适当串联与并联方式连接起来形成整体， 可以连续运行，并对超滤装置、一级反渗透装置、海水淡化装置、微滤装置和二 级反渗透装置均设置循环回路，通过循环处理提高了水的回收率，更为重要的是， 通过本发明的装置对电镀络合废水进行处理的过程中，没有任何形式的污水排放。
通过本发明的装置及处理工艺具有如下优点及有益效果：
(1)本发明的装置及处理工艺，在处理废水过程中实现了废水的零排放， 最终出水回用，最终浓水资源回收，具有良好的环保效益，对本行业的发展有 促进作用;
(2)本发明的装置及处理工艺，在处理废水过程中不用添加大量药剂，大 量减少人力和药剂使用量，便于实现自动化，具有良好的经济效益。