申请日 2020.04.20
公开（公告）日 2020.12.04
IPC分类号 C02F9/04; C02F11/122; C02F103/16; C02F101/22; C02F101/20; C02F101/14
摘要
本发明公开了一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统，其特征在于包括调节池、一级处理主体、二级处理主体、污泥处理装置、加药装置和总控装置，一级处理主体位于调节池右侧，二级处理主体位于一级处理主体右侧，污泥处理装置位于二级处理主体右侧，加药装置、总控装置位于调节池、一级处理主体、二级处理主体外侧。本发明工序简单，成本低，沉渣少，处理效果好，能够优化反应条件，确保酸性金属表面处理废水中金属离子、氟离子、硬度的去除，避免在后续处理系统中出现结垢，增加后续处理系统工作难度，为酸性金属表面处理废水零排放处理系统中，后续的膜处理系统和蒸发处理系统提供较好的进水条件。
权利要求书
1.一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统，其特征在于包括调节池、一级处理主体、二级处理主体、污泥处理装置、加药装置和总控装置，一级处理主体位于调节池右侧，二级处理主体位于一级处理主体右侧，污泥处理装置位于二级处理主体右侧，加药装置、总控装置位于调节池、一级处理主体、二级处理主体外侧，所述调节池顶部有进水管，调节池内部安装有液位计，调节池下部通过过水管，与一级处理主体中一级除氟反应区连接，所述过水管上安装有进水泵和流量计，所述一级处理主体有一级除氟反应区、中和区、一级混凝区、一级絮凝区和一级沉淀区，一级除氟反应区、中和区、一级混凝区、一级絮凝区和一级沉淀区依次连接为一个整体，一级除氟反应区与中和区相邻面、中和区与一级混凝区相邻面、一级混凝区与一级絮凝区相邻面上都有过水孔相互连通，所述一级沉淀区内部安装有泥水界面仪和中心导流筒，中心导流筒通过进水支管与一级絮凝区连接，所述一级沉淀区上部通过过水管与二级处理主体中二级除氟反应区连接，所述二级处理主体有二级除氟反应区、化学软化区、二级混凝区、二级絮凝区和二级沉淀区，二级除氟反应区、化学软化区、二级混凝区、二级絮凝区和二级沉淀区依次连接为一个整体，二级除氟反应区与化学软化区相邻面、化学软化区与二级混凝区相邻面、二级混凝区与二级絮凝区相邻面、二级絮凝区与二级沉淀区相邻面上都有过水孔相互连通，所述二级沉淀区内部安装有斜板填料和泥水界面仪，二级沉淀区上部通过出水管与后续处理系统连接，所述污泥处理装置有污泥池、排泥泵、污泥泵、污泥管、污泥板框压滤机、电动蝶阀、手动蝶阀和回流管，污泥池分别通过排泥泵、污泥管、电动蝶阀与一级沉淀区、二级沉淀区底部连接，污泥池通过污泥泵、污泥管、手动蝶阀与污泥板框压滤机连接，污泥板框压滤机通过回流管与调节池连接，所述加药装置有氢氧化钙储药箱、氢氧化钠储药箱、氯化钙储药箱、碳酸钠储药箱、絮凝剂储药箱、聚合氯化铝储药箱、电动加药计量泵、电动阀门、手动加药计量泵、手动阀门和输药管，氢氧化钙储药箱通过电动加药计量泵、电动阀门、输药管与一级处理主体中一级除氟反应区连接，氢氧化钠储药箱通过电动加药计量泵、电动阀门、输药管与一级处理主体中中和区连接，氯化钙储药箱通过手动加药计量泵、手动阀门、输药管与二级处理主体中二级除氟反应区连接，碳酸钠储药箱通过手动加药计量泵、手动阀门、输药管与二级处理主体中化学软化区连接，絮凝剂储药箱分别通过手动加药计量泵、手动阀门、输药管与一级处理主体中一级絮凝区、二级处理主体中二级絮凝区连接，聚合氯化铝储药箱分别通过手动加药计量泵、手动阀门、输药管与一级处理主体中一级混凝区、二级处理主体中二级混凝区连接，所述总控装置通过线束分别与调节池中进水泵及流量计和液位计、污泥处理装置中排泥泵和电动蝶阀、加药装置中电动加药计量泵和电动阀门、一级沉淀区内部泥水界面仪、二级沉淀区内部泥水界面仪连接。
2.根据权利要求1所述的一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统，其特征在于所述一级处理主体的一级除氟反应区、中和区、一级混凝区、一级絮凝区，二级处理主体中二级除氟反应区、化学软化区、二级混凝区、二级絮凝区，加药装置中氢氧化钙储药箱、氢氧化钠储药箱、氯化钙储药箱、碳酸钠储药箱、絮凝剂储药箱、聚合氯化铝储药箱，污泥处理装置中污泥池内侧都安装有可调速搅拌器，各个可调速搅拌器分别通过线束与总控装置连接。
3.根据权利要求1所述的一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统，其特征在于所述一级处理主体的一级除氟反应区、中和区内部都安装有pH 检测仪，pH检测仪通过线束与总控装置连接。
4.根据权利要求1所述的一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统，其特征在于所述一级处理主体中一级沉淀区为竖流式沉淀池，二级处理主体中二级沉淀区为侧向流斜板沉淀池。
说明书
一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统
技术领域
本发明涉及酸性金属表面处理废水零排放领域，具体属于一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统。
背景技术
在电镀工艺中浸蚀是重要工序之一，金属零件浸渍在相应的浸蚀液中，利用浸蚀液与金属零件表面上氧化皮或锈蚀产物等的化学溶解作用，以达到除去金属零件表面氧化皮、锈蚀物、钝态膜等目的。经过热处理的不锈钢金属表面往往附有一层致密难溶的氧化皮，这层氧化皮含有大量的氧化铬、氧化镍和十分难溶的氧化铁铬，为了有效地去除这样氧化物并减少金属腐蚀，不锈钢金属的浸蚀过程往往要经过硝酸～氢氟酸浸蚀和硝酸钝化等工序，通过硝酸～氢氟酸浸蚀和硝酸钝化之后的槽液，排放和清洗过程中产生大量的强酸性含重金属、含氟的酸性金属表面处理废水。酸性金属表面处理废水中氟离子、镍离子、总铁浓度分别高达 6000mg/L、500mg/L、300mg/L。为了实现酸性金属表面处理废水的零排放，需要对酸性金属表面处理废水进行系统的处理。
对酸性金属表面处理废水的零排放处理系统中大致分为预处理系统、膜处理系统、蒸发系统。膜处理系统的主要目的是膜浓缩，降低蒸发系统的进水量；蒸发系统的目的是处理膜的废水，并从废水中分离盐分。预处理系统目的在于将酸性金属表面处理废水中，主要污染物金属离子和氟离子等有效去除，从而为膜处理系统和蒸发系统提供有利的进水条件。目前普通的酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统在实际使用时，存在以下问题：1，普通的酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统中，沉淀工艺级数过多，使得设备成本和土建成本较高；2，普通的酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统中，同时去除金属离子、氟离子、废水硬度的效果较差，使得后续膜处理系统工作难度增加；3，普通的酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统中，没有过量钙离子的软化去除，使得后续膜处理系统工作时容易出现结垢；4，普通的酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统中，仅使用氢氧化钙作为中和除氟剂，使得预处理系统工作中沉渣较多，致使危废处置成本增加。针对上述问题，我们公司结合实际使用需求，自主研发设计制造了一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统。
发明内容
本发明提供一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统，通过对调节池、一级处理主体、二级处理主体、污泥处理装置、加药装置和总控装置的整体优化设计，能够解决上述背景技术中提到的问题。本发明工序简单，成本低，沉渣少，处理效果好，能够优化反应条件，确保酸性金属表面处理废水中金属离子、氟离子、硬度的去除，避免在后续处理系统中出现结垢，增加后续处理系统工作难度，为酸性金属表面处理废水零排放处理系统中，后续的膜处理系统和蒸发处理系统提供较好的进水条件。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统，其特征在于包括调节池、一级处理主体、二级处理主体、污泥处理装置、加药装置和总控装置，一级处理主体位于调节池右侧，二级处理主体位于一级处理主体右侧，污泥处理装置位于二级处理主体右侧，加药装置、总控装置位于调节池、一级处理主体、二级处理主体外侧，所述调节池顶部有进水管，调节池内部安装有液位计，调节池下部通过过水管，与一级处理主体中一级除氟反应区连接，所述过水管上安装有进水泵和流量计，所述一级处理主体有一级除氟反应区、中和区、一级混凝区、一级絮凝区和一级沉淀区，一级除氟反应区、中和区、一级混凝区、一级絮凝区和一级沉淀区依次连接为一个整体，一级除氟反应区与中和区相邻面、中和区与一级混凝区相邻面、一级混凝区与一级絮凝区相邻面上都有过水孔相互连通，所述一级沉淀区内部安装有泥水界面仪和中心导流筒，中心导流筒通过进水支管与一级絮凝区连接，所述一级沉淀区上部通过过水管与二级处理主体中二级除氟反应区连接，所述二级处理主体有二级除氟反应区、化学软化区、二级混凝区、二级絮凝区和二级沉淀区，二级除氟反应区、化学软化区、二级混凝区、二级絮凝区和二级沉淀区依次连接为一个整体，二级除氟反应区与化学软化区相邻面、化学软化区与二级混凝区相邻面、二级混凝区与二级絮凝区相邻面、二级絮凝区与二级沉淀区相邻面上都有过水孔相互连通，所述二级沉淀区内部安装有斜板填料和泥水界面仪，二级沉淀区上部通过出水管与后续处理系统连接，所述污泥处理装置有污泥池、排泥泵、污泥泵、污泥管、污泥板框压滤机、电动蝶阀、手动蝶阀和回流管，污泥池分别通过排泥泵、污泥管、电动蝶阀与一级沉淀区、二级沉淀区底部连接，污泥池通过污泥泵、污泥管、手动蝶阀与污泥板框压滤机连接，污泥板框压滤机通过回流管与调节池连接，所述加药装置有氢氧化钙储药箱、氢氧化钠储药箱、氯化钙储药箱、碳酸钠储药箱、絮凝剂储药箱、聚合氯化铝储药箱、电动加药计量泵、电动阀门、手动加药计量泵、手动阀门和输药管，氢氧化钙储药箱通过电动加药计量泵、电动阀门、输药管与一级处理主体中一级除氟反应区连接，氢氧化钠储药箱通过电动加药计量泵、电动阀门、输药管与一级处理主体中中和区连接，氯化钙储药箱通过手动加药计量泵、手动阀门、输药管与二级处理主体中二级除氟反应区连接，碳酸钠储药箱通过手动加药计量泵、手动阀门、输药管与二级处理主体中化学软化区连接，絮凝剂储药箱分别通过手动加药计量泵、手动阀门、输药管与一级处理主体中一级絮凝区、二级处理主体中二级絮凝区连接，聚合氯化铝储药箱分别通过手动加药计量泵、手动阀门、输药管与一级处理主体中一级混凝区、二级处理主体中二级混凝区连接，所述总控装置通过线束分别与调节池中进水泵及流量计和液位计、污泥处理装置中排泥泵和电动蝶阀、加药装置中电动加药计量泵和电动阀门、一级沉淀区内部泥水界面仪、二级沉淀区内部泥水界面仪连接。
优选地，所述一级处理主体的一级除氟反应区、中和区、一级混凝区、一级絮凝区，二级处理主体中二级除氟反应区、化学软化区、二级混凝区、二级絮凝区，加药装置中氢氧化钙储药箱、氢氧化钠储药箱、氯化钙储药箱、碳酸钠储药箱、絮凝剂储药箱、聚合氯化铝储药箱，污泥处理装置中污泥池内侧都安装有可调速搅拌器，各个可调速搅拌器分别通过线束与总控装置连接。
优选地，所述一级处理主体的一级除氟反应区、中和区内部都安装有pH检测仪，pH检测仪通过线束与总控装置连接。
优选地，所述一级处理主体中一级沉淀区为竖流式沉淀池，二级处理主体中二级沉淀区为侧向流斜板沉淀池。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过对调节池、一级处理主体、二级处理主体、污泥处理装置、加药装置和总控装置进行优化设计组合，制造出了一种酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统。解决了目前普通的酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统在实际使用时，存在以下问题：1，普通的酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统中，沉淀工艺级数过多，使得设备成本和土建成本较高；2，普通的酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统中，同时去除金属离子、氟离子、废水硬度的效果较差，使得后续膜处理系统工作难度增加；3，普通的酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统中，没有过量钙离子的软化去除，使得后续膜处理系统工作时容易出现结垢；4，普通的酸性金属表面处理废水零排放的预处理系统中，仅使用氢氧化钙作为中和除氟剂，使得预处理系统工作中沉渣较多，致使危废处置成本增加。同时本发明中调节池能够收集酸性金属表面处理废水以及污泥浓缩滤液和压滤滤液；一级除氟反应区内加入氢氧化钙调节，待处理的酸性金属表面处理废水pH值到5～6，利用氢氧化钙与氟化氢反应生成氟化钙沉淀，能够去除酸性金属表面处理废水中的氟离子、金属离子，同时确保氢氧化钙的投加量略微过量；中和区内加入氢氧化钠调节，待处理的酸性金属表面处理废水pH值到10～ 11，中和酸性金属表面处理废水的酸性并提供氟化钙沉淀的pH条件，确保三价铬离子、镍离子、铁离子生成氢氧化物沉淀，同时避免仅使用石灰作为中和剂沉淀物过多的现象，减少危废处置费用；一级混凝区能够对中和区中反应生成的沉淀物进行混凝；一级絮凝区能够对微小絮体进行絮凝，一级沉淀区采用竖流式沉淀池，充分利用了竖流式沉淀池适用于小水量沉淀，沉淀效果好、占地面积较小、排泥方便、管理简单的特点，同时能够减少沉淀堵塞；二级除氟反应区内加入氯化钙，能够减少结垢现象，缩短后续除垢周期，降低沉渣量，减少危废处置费用，采用两级除氟能够进一步降低酸性金属表面处理废水中的氟离子低于10mg/L，同时二级除氟过程中，因氢氧化物沉淀的水解作用，待处理的酸性金属表面处理废水pH值发生变化，残留的部分金属离子会继续析出沉淀；化学软化区内加入碳酸钠去除过量投加的氢氧化钙中钙离子，降低待处理酸性金属表面处理废水的硬度低于100mg/L，缩短后续膜处理系统及蒸发系统处理的清垢周期；二级混凝区能够对化学软化区反应生成的沉淀物的进行混凝；二级絮凝区能够对沉淀物进行絮凝；二级沉淀区采用侧向流斜板沉淀池，能够增加沉淀池的表面负荷，减少沉淀面积，降低设备材料成本和加工成本；污泥处理装置能够通过排泥泵、电动蝶阀和污泥管将一级沉淀区、二级沉淀区内的污泥输送到污泥池内，污泥池内的污泥能够通过污泥泵、污泥管输送到污泥板框压滤机进行处理，污泥板框压滤机处理污泥产生的污泥浓缩滤液和压滤滤液通过回流管回流到调节池内。
本发明工序简单，成本低，沉渣少，处理效果好，能够优化反应条件，确保酸性金属表面处理废水中金属离子、氟离子、硬度的去除，避免在后续处理系统中出现结垢，增加后续处理系统工作难度，为酸性金属表面处理废水零排放处理系统中，后续的膜处理系统和蒸发处理系统提供较好的进水条件。
发明人 （温贝贝;黄凌涛;程凯;）