申請(qǐng)日2015.09.21

　　公開(公告)日2016.01.06

　　IPC分類號(hào)C02F9/10

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種含鎳電鍍廢水零排放處理裝置，包括樹脂罐、含鎳廢水調(diào)節(jié)池、反應(yīng)罐、加藥系統(tǒng)、平衡水槽、兩級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)和MVR蒸發(fā)器系統(tǒng)，所述平衡水槽的出水分兩路：一路是經(jīng)過循環(huán)泵后依次經(jīng)過管式微濾膜過濾裝置、過濾水箱、增壓泵、精密過濾器、高壓泵連接至兩級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)后接至回用水箱;另一路經(jīng)過MVR蒸發(fā)器系統(tǒng)的換熱蒸發(fā)后返回至含鎳廢水調(diào)節(jié)池;整個(gè)處理過程由一PLC控制裝置根據(jù)各在線儀表數(shù)據(jù)控制;本發(fā)明同時(shí)還公開了利用上述裝置的處理方法，可以有效的將含鎳電鍍廢液中的貴重金屬Ni2+進(jìn)行回收，經(jīng)過處理后的廢液及廢水用作工藝沖洗水;實(shí)現(xiàn)該種廢水的零排放。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種含鎳電鍍廢水零排放處理裝置，包括與樹脂罐(1)依次連接的含鎳廢水調(diào)節(jié) 池(2)、反應(yīng)罐(3)和平衡水槽(8)，其特征在于，所述平衡水槽(8)的出水分兩路：

　　一路是經(jīng)過循環(huán)泵(10)后依次經(jīng)過管式微濾膜過濾裝置(11)、過濾水箱(12)、增 壓泵(14)、精密過濾器(15)、高壓泵(16)連接至一級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)(17)的原水進(jìn) 口，所述一級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)(17)由兩組并聯(lián)的RO膜構(gòu)成，所述一級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)(17) 的產(chǎn)水出口連接至二級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)(18)的原水進(jìn)口，所述二級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)(18) 的產(chǎn)水出口連接至回用水箱(19);

　　另一路經(jīng)過濃縮水箱(21)后依次連接機(jī)械過濾器(22)、預(yù)熱換熱器(23)、汽水換 熱器(24)、主換熱器(25)、蒸發(fā)器(26)、出料泵(33)、濃水罐(34)、離心機(jī)(35)后 返回至含鎳廢水調(diào)節(jié)池(2);

　　所述蒸發(fā)器(26)的蒸汽出口經(jīng)過強(qiáng)制循環(huán)泵(28)連接至主換熱器(25)的二次蒸 汽進(jìn)口;所述蒸發(fā)器(26)的出液口依次連接出料泵(33)、濃水罐(34)、離心機(jī)(35) 后返回至含鎳廢水調(diào)節(jié)池(2);

　　所述主換熱器(25)的不凝氣體出口通過真空泵(30)連接至汽水換熱器(24)的不 凝氣體進(jìn)口;

　　所述主換熱器(25)的冷凝水出口依次經(jīng)過汽水換熱器(29)和冷凝水泵(32)、所述 預(yù)熱換熱器(23)的冷凝水出口后連接至過濾水箱(12);所述汽水分離器(29)的不凝氣 體出口經(jīng)過一真空泵(31)連接至汽水換熱器(24)的不凝氣體進(jìn)口;

　　所述一級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)(17)和二級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)(18)的濃水出口均連接至濃 縮水箱(21);

　　與所述反應(yīng)罐(3)連接有堿自動(dòng)加藥系統(tǒng)(4)、石灰自動(dòng)加藥系統(tǒng)(5)和有機(jī)粉末 自動(dòng)加藥系統(tǒng)(6)，所述反應(yīng)罐(3)設(shè)有pH在線監(jiān)測(cè)計(jì)(7);上述各加藥系統(tǒng)的運(yùn)行由 一PLC控制裝置根據(jù)各在線儀表數(shù)據(jù)控制;

　　所述平衡水槽(8)內(nèi)設(shè)有回流水布水系統(tǒng)、污泥計(jì)(9)及自動(dòng)排泥裝置，所述管式 微濾膜過濾裝置(11)配有膜清洗系統(tǒng)，所述回用水箱(19)連接有水質(zhì)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(20)， 所述污泥計(jì)(9)及自動(dòng)排泥裝置、膜清洗系統(tǒng)和水質(zhì)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(20)均與PLC控制裝 置連接;

　　所述預(yù)熱換熱器(23)、汽水換熱器(24)、主換熱器(25)、蒸發(fā)器(26)和壓縮機(jī)(27) 上均設(shè)有與所述PLC控制裝置連接的溫度傳感器和壓力傳感器。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含鎳電鍍廢水零排放處理裝置，其特征在于，所述過濾水箱(12) 內(nèi)設(shè)有與所述PLC控制裝置連接的pH在線監(jiān)測(cè)計(jì)(13)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含鎳電鍍廢水零排放處理裝置，其特征在于，所述精密過濾器 (15)的過濾孔徑為5μm。

　　4.一種含鎳電鍍廢水零排放處理方法，其特征在于：采用如權(quán)利要求1至3中任一所 述含鎳電鍍廢水零排放處理裝置，該方法包括：

　　重金屬吸附步驟：所述樹脂罐(1)內(nèi)裝有離子交換樹脂，所述離子交換樹脂根據(jù)根據(jù) 電鍍廢水中Ni2+存在的形式不同，選擇陽(yáng)離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和螯合樹脂中的 一種;通過置換反應(yīng)可置換出廢鍍液中的Ni2+，之后從樹脂中回收Ni2+，樹脂對(duì)重金屬的吸 附率達(dá)90%～95%;

　　藥劑投加步驟：所述堿自動(dòng)加藥系統(tǒng)(4)、石灰自動(dòng)加藥系統(tǒng)(5)和有機(jī)粉末自動(dòng)系 統(tǒng)(6)的加藥罐內(nèi)均配有攪拌機(jī)和液位報(bào)警系統(tǒng)，所述堿自動(dòng)加藥系統(tǒng)(4)內(nèi)配藥濃度 的質(zhì)量百分比為5%～15%;所述石灰自動(dòng)加藥系統(tǒng)(5)內(nèi)配藥濃度的質(zhì)量百分比為5%～10%; 所述有機(jī)粉末自動(dòng)加藥系統(tǒng)(5)內(nèi)配藥濃度的質(zhì)量百分比為5%～10%，加藥量為 50～100PPM;根據(jù)pH在線監(jiān)測(cè)計(jì)(7)和液位報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)控制所述堿自動(dòng)加藥系統(tǒng)(4)、 石灰自動(dòng)加藥系統(tǒng)(5)和有機(jī)粉末自動(dòng)系統(tǒng)(6)的運(yùn)行時(shí)間和狀態(tài);

　　管式微濾膜過濾步驟：所述管式微濾過濾裝置(11)對(duì)平衡水槽(8)內(nèi)的液體進(jìn)行膜 過濾，并通過污泥計(jì)(9)提供的平衡水槽(12)中沉淀層內(nèi)污泥濃度，判斷是否啟動(dòng)自動(dòng) 排泥裝置;

　　余熱利用及蒸發(fā)步驟：濃縮水箱(21)內(nèi)的出水經(jīng)過預(yù)熱換熱器(23)、汽水換熱器(24)、 主換熱器(25)和蒸發(fā)器(26)進(jìn)行換熱蒸發(fā)后返回至含鎳廢水調(diào)節(jié)池(2);同時(shí)，所述 PLC控制裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述預(yù)熱換熱器(23)、汽水換熱器(24)、主換熱器(25)、蒸發(fā)器 (26)和壓縮機(jī)(27)上的溫度、壓力值，用以控制蒸發(fā)器(26)的工作溫度和壓力，實(shí) 現(xiàn)濃水的蒸發(fā)和濃縮;

　　水質(zhì)檢測(cè)步驟：水質(zhì)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(20)實(shí)時(shí)檢測(cè)回用水箱(19)內(nèi)的水質(zhì)，當(dāng)來(lái)自 于二級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)(18)的產(chǎn)水水質(zhì)不合格時(shí)，通過管路排至含鎳廢水調(diào)節(jié)池(2)再 次進(jìn)行處理。

　　說明書

　　一種含鎳電鍍廢水零排放處理裝置及其方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，尤其涉及一種含鎳電鍍廢水零排放處理方法。

　　背景技術(shù)

　　電鍍是金屬表面處理的常見方式。是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它 金屬或合金的過程，利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝從 而起到防止金屬氧化(如銹蝕)，提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性、抗腐蝕性(硫酸銅等)及增 進(jìn)美觀等作用。電鍍行業(yè)是表面處理行業(yè)不可缺少的技術(shù)，是機(jī)械產(chǎn)品不可替代的行業(yè)。

　　我國(guó)電鍍行業(yè)每年排放40～50億m3廢水，水中污染物含量較其他行業(yè)高得多，電鍍液 最高可達(dá)20000～50000mg/L，是允許排放標(biāo)準(zhǔn)2～5萬(wàn)倍，處理量級(jí)跨度之大是廢水處理中 較為少見的，從此也可以看出電鍍廢水的處理不同于其他行業(yè)廢水處理，有其特殊性。在 污染行業(yè)排序列入第三位。

　　電鍍廢水的排放種類主要有兩種，一種為鍍件清洗水，鍍件從鍍槽中取出時(shí)，工件上 帶有少量鍍液，為了不影響下一道工序，用水漂洗或沖洗降低工件上的殘留鍍液濃度，這 一部分水是電鍍廢水的主要部分，水量約占總量90%左右，重金屬殘留量一般在 500～2000mg/L左右;另一種為廢電鍍液，廢液金屬離子含量30000mg/L左右，這部分廢液 濃度非常高，需要先進(jìn)行回收處理，再進(jìn)行進(jìn)一步處理。

　　目前，電鍍企業(yè)采用化學(xué)法處理電鍍廢水占絕大多數(shù)，而化學(xué)法處理后達(dá)標(biāo)排放的電 鍍廢水，其中仍含有微量重金屬存在，以重金屬化合物狀態(tài)存在于水體中，容易被小動(dòng)物 或植物吸收、積累，并以食物鏈方式轉(zhuǎn)移至生物體，累及人體;且使用化學(xué)法由于添加絮 凝劑、助凝劑產(chǎn)生的含重金屬的污泥量大，不易處理，易造成二次污染。

　　電鍍廢水主要污染物是重金屬離子，少量有機(jī)物和氰化物，首先將脫鹽作為主要處理 工序，金屬離子和鹽去除后，沖洗水就返回重新使用，在電鍍時(shí)，電鍍電極不受有機(jī)物影 響，脫鹽方法較多，有離子交換樹脂，電滲析反滲透、超濾、納濾等，在設(shè)備選擇上主要 考慮的是耐用性和可操作性，性價(jià)比是第二位的。

　　根據(jù)我國(guó)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鎳為一類污染物，且鎳同時(shí)又屬于貴重資源，因此， 開發(fā)含鎳電鍍廢水處理新技術(shù)，使廢水中的重金屬得到回收利用，對(duì)保護(hù)環(huán)境和提高資源 利用率均具有非常重要的意義。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明提供了一種含鎳電鍍廢水零排放處理方法，通過離子樹脂交換可回收含鎳電鍍 廢液中的重金屬離子鎳，與清洗水或漂洗水混合后再通過管式微濾膜(TMF)、精密過濾器 及兩級(jí)反滲透等處理工藝處理后，出水可回用至電鍍工藝沖洗水，實(shí)現(xiàn)含鎳電鍍廢水零排 放的目標(biāo)。

　　為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種含鎳電鍍廢水零排放處理裝置，包括與樹 脂罐依次連接的含鎳廢水調(diào)節(jié)池、反應(yīng)罐和平衡水槽，所述平衡水槽的出水分兩路：一路 是經(jīng)過循環(huán)泵后依次經(jīng)過管式微濾膜過濾裝置、過濾水箱、增壓泵、精密過濾器、高壓泵 連接至一級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)的原水進(jìn)口，所述一級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)由兩組并聯(lián)的RO膜構(gòu) 成，所述一級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)的產(chǎn)水出口連接至二級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)的原水進(jìn)口，所述二 級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)的產(chǎn)水出口連接至回用水箱;另一路經(jīng)過濃縮水箱后依次連接機(jī)械過濾 器、預(yù)熱換熱器、汽水換熱器、主換熱器、蒸發(fā)器、出料泵、濃水罐、離心機(jī)后返回至含 鎳廢水調(diào)節(jié)池;所述蒸發(fā)器的蒸汽出口經(jīng)過強(qiáng)制循環(huán)泵連接至主換熱器的二次蒸汽進(jìn)口; 所述蒸發(fā)器的出液口依次連接出料泵、濃水罐、離心機(jī)后返回至含鎳廢水調(diào)節(jié)池;所述主 換熱器的不凝氣體出口通過真空泵連接至汽水換熱器的不凝氣體進(jìn)口;所述主換熱器的冷 凝水出口依次經(jīng)過汽水換熱器和冷凝水泵、所述預(yù)熱換熱器的冷凝水出口后連接至過濾水 箱;所述汽水分離器的不凝氣體出口經(jīng)過一真空泵連接至汽水換熱器的不凝氣體進(jìn)口;所 述一級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)和二級(jí)反滲透除鹽系統(tǒng)的濃水出口均連接至濃縮水箱;與所述反應(yīng) 罐連接有堿自動(dòng)加藥系統(tǒng)、石灰自動(dòng)加藥系統(tǒng)和有機(jī)粉末自動(dòng)加藥系統(tǒng)，所述反應(yīng)罐設(shè)有 pH在線監(jiān)測(cè)計(jì);上述各加藥系統(tǒng)的運(yùn)行由一PLC控制裝置根據(jù)各在線儀表數(shù)據(jù)控制;所述 平衡水槽內(nèi)設(shè)有回流水布水系統(tǒng)、污泥計(jì)及自動(dòng)排泥裝置，所述管式微濾膜過濾裝置配有 膜清洗系統(tǒng)，所述回用水箱連接有水質(zhì)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，所述污泥計(jì)及自動(dòng)排泥裝置、膜清 洗系統(tǒng)和水質(zhì)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)均與PLC控制裝置連接;所述預(yù)熱換熱器、汽水換熱器、主換 熱器、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)上均設(shè)有與所述PLC控制裝置連接的溫度傳感器和壓力傳感器。

　　本發(fā)明一種含鎳電鍍廢水零排放處理方法，采用上述含鎳電鍍廢水零排放處理裝置， 并包括以下步驟：

　　重金屬吸附步驟：所述樹脂罐內(nèi)裝有離子交換樹脂，所述離子交換樹脂可根據(jù)電鍍廢 水中Ni2+存在的形式不同，選擇陽(yáng)離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和螯合樹脂中的一種; 通過置換反應(yīng)可置換出廢鍍液中的Ni2+，之后從樹脂中回收Ni2+，樹脂對(duì)重金屬的吸附率達(dá) 90%～95%;

　　藥劑投加步驟：所述堿自動(dòng)加藥系統(tǒng)、石灰自動(dòng)加藥系統(tǒng)和有機(jī)粉末自動(dòng)系統(tǒng)的加藥 罐內(nèi)均配有攪拌機(jī)和液位報(bào)警系統(tǒng)，所述堿自動(dòng)加藥系統(tǒng)內(nèi)配藥濃度的質(zhì)量百分比為 5%～15%;所述石灰自動(dòng)加藥系統(tǒng)內(nèi)配藥濃度的質(zhì)量百分比為5%～10%;所述有機(jī)粉末自動(dòng) 加藥系統(tǒng)內(nèi)配藥濃度的質(zhì)量百分比為5%～10%，加藥量為50～100PPM;根據(jù)pH在線監(jiān)測(cè) 計(jì)和液位報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)控制所述堿自動(dòng)加藥系統(tǒng)、石灰自動(dòng)加藥系統(tǒng)和有機(jī)粉末自動(dòng)系 統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間和狀態(tài);

　　管式微濾膜過濾步驟：所述管式微濾過濾裝置對(duì)平衡水槽內(nèi)的液體進(jìn)行膜過濾，并通 過污泥計(jì)提供的平衡水槽中沉淀層內(nèi)污泥濃度，判斷是否啟動(dòng)自動(dòng)排泥裝置;

　　余熱利用及蒸發(fā)步驟：濃縮水箱內(nèi)的出水經(jīng)過預(yù)熱換熱器、汽水換熱器、主換熱器和 蒸發(fā)器進(jìn)行換熱蒸發(fā)后返回至含鎳廢水調(diào)節(jié)池;同時(shí)，所述PLC控制裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述預(yù) 熱換熱器、汽水換熱器、主換熱器、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)上的溫度、壓力值，用以控制蒸發(fā)器 的工作溫度和壓力，實(shí)現(xiàn)濃水的蒸發(fā)和濃縮;

　　水質(zhì)檢測(cè)步驟：水質(zhì)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)回用水箱內(nèi)的水質(zhì)，當(dāng)來(lái)自于二級(jí)反滲透 除鹽系統(tǒng)的產(chǎn)水水質(zhì)不合格時(shí)，通過管路排至含鎳廢水調(diào)節(jié)池再次進(jìn)行處理。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

　　廢電鍍液通過樹脂罐1，選擇性吸附目標(biāo)重金屬離子，吸附率可高達(dá)95%;與鍍件清洗 水或漂洗水排入含鎳廢水調(diào)節(jié)池2;之后通過添加堿、石灰、有機(jī)粉末(50～100PPM)等藥 劑調(diào)節(jié)污水中的pH至9.5，得到沉淀物。經(jīng)過TMF過濾裝置11的過濾雜質(zhì)的出水進(jìn)入過 濾水箱12。過濾水箱12中的水由增壓泵14泵入精密過濾器15，起到保護(hù)后續(xù)膜組件的作 用。經(jīng)過過濾的水由高壓泵16泵入一級(jí)反滲透脫鹽系統(tǒng)，經(jīng)過脫鹽后的水繼續(xù)進(jìn)入二級(jí)反 滲透脫鹽系統(tǒng)，出水進(jìn)入回用水箱19;一級(jí)反滲透脫鹽系統(tǒng)17(脫鹽率98%)、二級(jí)反滲 透脫鹽系統(tǒng)18(脫鹽率75%)產(chǎn)生的高濃度廢水排入濃縮水箱21，與由平衡水槽8定期排 入濃縮水箱21的廢水進(jìn)入MVR蒸發(fā)器系統(tǒng)，蒸發(fā)濃縮收集鹽類，蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的冷凝 水通過初效換熱利用余熱后排入過濾水箱12，蒸發(fā)出的濃水通過離心機(jī)35離心分離，分離 出的液體由管路排入含鎳廢水調(diào)節(jié)池2，產(chǎn)生的危廢固體交予有資質(zhì)的企業(yè)處理。本發(fā)明有 效的將含鎳電鍍廢液中的貴重金屬Ni2+進(jìn)行回收，經(jīng)過處理后的廢液及廢水用作工藝沖洗 水;實(shí)現(xiàn)該種廢水的零排放。