申請(qǐng)日2010.05.31

　　公開(kāi)(公告)日2010.10.20

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F9/04

　　摘要

　　本發(fā)明涉及含重金屬?gòu)U水處理與回用方法及設(shè)備，方法步驟為：A、化學(xué)處理原水;B、分離化學(xué)處理的廢水：將化學(xué)處理的廢水注入濃縮器，然后一路經(jīng)過(guò)增壓泵注入管式膜分離主機(jī)處理。設(shè)備組成包括：與原水聯(lián)通的反應(yīng)裝置、濃縮器、增壓泵、分離主機(jī)、污泥泵，污泥濃縮池、污泥壓濾機(jī);所述的分離主機(jī)為管式模分離主機(jī);濃縮器與增壓泵連接;污泥濃縮池與污泥壓濾機(jī)連接，另外還與反應(yīng)裝置連接。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是：能高效除去重金屬?gòu)U水中的重金屬離子、硬度離子及其它污染物質(zhì)，并生產(chǎn)出高品質(zhì)的透過(guò)液，即凈化水產(chǎn)品;設(shè)備和運(yùn)行成本低，處理時(shí)間短，回收率高。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種含重金屬?gòu)U水處理與回用方法，其特征在于，它包括下述步驟：

　　A、化學(xué)處理原水：將含重金屬?gòu)U水，即原水(13)注入到具有化學(xué)反應(yīng)器(1.1)和通過(guò)加藥器(1.2)加入藥劑的反應(yīng)裝置(1)中進(jìn)行化學(xué)處理并提高PH值，反應(yīng)生成絮體顆粒懸浮于水中;經(jīng)化學(xué)處理的廢水排入濃縮器(2)沉淀;

　　B、分離化學(xué)處理的廢水：將化學(xué)處理的廢水注入濃縮器(2)，然后一路經(jīng)過(guò)增壓泵(3)注入分離主機(jī)(4)，另一路排出高濃度非溶解性固體液體進(jìn)行含泥廢水處理;分離主機(jī)(4)對(duì)化學(xué)處理的廢水絮體顆粒進(jìn)行固液錯(cuò)流過(guò)濾分離處理，凈化水產(chǎn)品(14)送至水箱(9)儲(chǔ)存待用，分離出來(lái)的非溶解性固體隨液體回流到濃縮器(2);所述的分離處理，其分離主機(jī)(4)為管式膜分離主機(jī)，化學(xué)處理的廢水在膜分離主機(jī)(4)入口固體含量以重量計(jì)為0.02%-15%;

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含重金屬?gòu)U水處理與回用方法，其特征在于，所述原水(13)有重金屬離子，還包括有硅離子，鈣、鎂類(lèi)硬度離子，氟，COD中的一種或多種。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含重金屬?gòu)U水處理與回用方法，其特征在于，所述的化學(xué)處理的廢水在分離主機(jī)(4)入口處流速為1-10米/秒。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的含重金屬?gòu)U水處理與回用方法，其特征在于，所述的化學(xué)反應(yīng)器(1.1)有一個(gè)或兩個(gè)，各自至少有一個(gè)加藥器(1.2);經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后注入到濃縮器(2)的化學(xué)反應(yīng)后的廢水PH值在9.0～12。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含重金屬?gòu)U水處理與回用方法，其特征在于，所述的化學(xué)處理原水步驟中，加入藥劑至少有兩組，第1組成份為堿性藥劑，包括石灰或堿，加入到第1化學(xué)反應(yīng)器(1.11)中，用于提高PH值、對(duì)原水進(jìn)行軟化;軟化后經(jīng)過(guò)分離主機(jī)(4)進(jìn)行固液分離除去;第2組的成份為硫化物、PAM，加入到第2化學(xué)反應(yīng)器(1.12)中，用于去除化學(xué)反應(yīng)器(1.11)未能軟化的重金屬離子。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含重金屬?gòu)U水處理與回用方法，其特征在于，將濃縮器(2)中含泥廢水經(jīng)污泥泵(10)送至污泥濃縮池(11)中處理，然后將濃縮污泥送至污泥壓濾機(jī)(12)壓制成形，并將污泥濃縮池(11)上清液、污泥壓濾機(jī)(12)中濾液回流到化學(xué)反應(yīng)器(1.1)中進(jìn)行再處理。

　　7.一種含重金屬?gòu)U水處理與回用設(shè)備，其特征在于，包括：與原水聯(lián)通的反應(yīng)裝置(1)、濃縮器(2)、增壓泵(3)、分離主機(jī)(4)、污泥泵(10)，污泥濃縮池(11)、污泥壓濾機(jī)(12);所述的反應(yīng)裝置(1)包括化學(xué)反應(yīng)器(1.1)和加藥器(1.2)，用于將原始廢水中的重金屬離子、鈣鎂硬度離子、硅、或/和氟反應(yīng)生成絮體顆粒懸浮于水中并軟化原始廢水;所述的分離主機(jī)(4)為管式模分離主機(jī)，用于將反應(yīng)裝置(1)化學(xué)沉淀反應(yīng)生成的固體顆粒分離出來(lái)隨濃縮液體回流到濃縮器(2)中，凈化水產(chǎn)品(14)送至水箱(9)儲(chǔ)存待用;濃縮器(2)與增壓泵(3)連接;污泥濃縮池(11)與污泥壓濾機(jī)(12)連接，另外還與反應(yīng)裝置(1)連接。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含重金屬?gòu)U水處理與回用設(shè)備，其特征在于，所述的分離主機(jī)(4)的膜絲是燒結(jié)而成的內(nèi)徑大于等于8毫米，小于等于105毫米的過(guò)濾膜絲;所述過(guò)濾膜絲材質(zhì)選自耐腐蝕的PVDF、或PE、或不銹鋼。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含重金屬?gòu)U水處理與回用設(shè)備，其特征在于，所述的分離主機(jī)(4)膜按下述技術(shù)指標(biāo)選定：膜表面流速為1-10米/秒;所能處理的固體濃度以固體重量與化學(xué)處理后的廢水重量比值計(jì)為：0.02%-15%。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含重金屬?gòu)U水處理與回用設(shè)備，其特征在于，所述的化學(xué)反應(yīng)器(1.1)由一個(gè)化學(xué)反應(yīng)池，或兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)池及至少兩個(gè)加藥器(1.2)組成。

　　11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含重金屬?gòu)U水處理與回用設(shè)備，其特征在于，所述的濃縮器(2)至少有兩個(gè)排放口，其中一個(gè)排放口順序連接有污泥泵(10)，污泥濃縮池(11)，另一個(gè)排放口與增壓泵(3)連接;污泥濃縮池(11)有兩個(gè)排放口，其中一個(gè)排放口與污泥壓濾機(jī)(12)連接，另一個(gè)排放口與反應(yīng)裝置(1)連接，用于將污泥濃縮池(11)的上部經(jīng)沉淀處理的廢水返回到反應(yīng)裝置(1)中再處理。

　　說(shuō)明書(shū)

　　含重金屬?gòu)U水處理與回用方法及設(shè)備

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及含重金屬?gòu)U水處理與回用方法及設(shè)備，是一種重金屬?gòu)U水管式膜處理廢水的方法及設(shè)備。

　　背景技術(shù)：

　　重金屬?gòu)U水中通常含有對(duì)環(huán)境污染非常嚴(yán)重的物質(zhì)如鎘、鋅、銅、鉛，鎳、鐵、鉻等重金屬及硅、砷、磷、氟、氰化物等溶解固形物和大量的鈣鎂結(jié)垢離子，現(xiàn)階段重金屬?gòu)U水的物化處理基本上都是傳統(tǒng)的物化法處理重力沉淀后排放;但其存在處理效果不穩(wěn)定，經(jīng)常隨進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)而變化，受溫度影響較大(溫度升高不利于沉淀)，而且需要投加絮凝劑等聚合物;傳統(tǒng)的物化法在系統(tǒng)開(kāi)始過(guò)濾階段需要長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整才能達(dá)到穩(wěn)定效果，需要進(jìn)一步過(guò)濾器后處理才能達(dá)到處理效果。例如：在現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮閆L200710106019.4、名稱(chēng)為《一種含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法和設(shè)備》的專(zhuān)利申請(qǐng)技術(shù)，也應(yīng)用到膜來(lái)對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行回收利用，但存在的問(wèn)題是：1.主要是通過(guò)重金屬螯合劑與重金屬反應(yīng)，有部分形成小分子的重金屬螯合物而溶于水，將透過(guò)微濾裝置污染后續(xù)的凈化膜，費(fèi)時(shí)，且成本高;2.需要靜態(tài)反應(yīng)器，投資較大，運(yùn)行操作也較復(fù)雜;3.用堿液調(diào)節(jié)PH值，運(yùn)行費(fèi)用高;4.很難去除重金屬?gòu)U水中的COD;5.需要經(jīng)過(guò)固液分離裝置(斜板沉淀池、壓濾裝置或者PE分離主機(jī))來(lái)沉淀大顆粒后，在通過(guò)微濾裝置進(jìn)行過(guò)濾，才能到下一步優(yōu)化回用，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng);6.需要足夠大反應(yīng)池和沉淀池來(lái)保證重金屬螯合物的反應(yīng)和沉淀時(shí)間;7.溫度升高不利于沉淀，大量大顆粒就會(huì)污堵微濾膜膜絲，影響微濾性能，且微濾膜絲一般最高的承受溫度為45℃;8.出水SDI<5，濁度<1NTU;9.回收率不高。

　　發(fā)明內(nèi)容：

　　本發(fā)明的目的是：克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種除去重金屬?gòu)U水中的重金屬離子、硬度離子及其它污染物質(zhì)并生產(chǎn)高品質(zhì)的透過(guò)液;設(shè)備和運(yùn)行成本低，處理時(shí)間短，回收率高的含重金屬?gòu)U水處理與回用方法及設(shè)備，本發(fā)明為重金屬?gòu)U水管式膜處理方法和設(shè)備(稱(chēng)為T(mén)MF系統(tǒng))。

　　本發(fā)明的含重金屬?gòu)U水處理與回用方法技術(shù)方案包括下述步驟：

　　A、化學(xué)處理原水：將含重金屬?gòu)U水，即原水注入到具有化學(xué)反應(yīng)器和通過(guò)加藥器加入藥劑的反應(yīng)裝置中進(jìn)行化學(xué)處理并提高PH值，反應(yīng)生成絮體顆粒懸浮于水中;經(jīng)化學(xué)處理的廢水排入濃縮器;

　　B、分離化學(xué)處理的廢水：將化學(xué)處理的廢水注入濃縮器，然后一路經(jīng)過(guò)增壓泵注入分離主機(jī)，另一路排出進(jìn)行含泥廢水處理;分離主機(jī)對(duì)化學(xué)處理的廢水絮體顆粒進(jìn)行固液錯(cuò)流過(guò)濾分離處理，凈化水產(chǎn)品送至水箱儲(chǔ)存待用，分離出來(lái)的非溶解性固體隨液體回流到濃縮器;所述的分離處理，其分離主機(jī)為管式膜分離主機(jī)，化學(xué)處理的廢水在膜分離主機(jī)入口固體含量以重量計(jì)為0.02%-15%;

　　本發(fā)明所述原水有重金屬離子，還包括有硅離子，鈣、鎂類(lèi)硬度離子，氟，COD中的一種或多種。

　　本發(fā)明所述的化學(xué)處理的廢水在分離主機(jī)入口處流速為1-10米/秒。

　　本發(fā)明所述的化學(xué)反應(yīng)器有一個(gè)或兩個(gè)，各自至少有一個(gè)加藥器;經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后注入到濃縮器的化學(xué)反應(yīng)后的廢水PH值在9.0～12。

　　本發(fā)明所述的化學(xué)處理原水步驟中，加入藥劑至少有兩組，第1組成份為堿性藥劑，包括石灰或堿，加入到第1化學(xué)反應(yīng)器中，用于提高PH值、對(duì)原水進(jìn)行軟化;軟化后經(jīng)過(guò)分離主機(jī)進(jìn)行固液分離除去;第2組的成份為硫化物、PAM，加入到第2化學(xué)反應(yīng)器中，用于去除化學(xué)反應(yīng)器未能軟化的重金屬離子。

　　本發(fā)明所述的含重金屬?gòu)U水處理與回用設(shè)備技術(shù)方案是：有一個(gè)與原水聯(lián)通的反應(yīng)裝置，還有濃縮器、增壓泵、分離主機(jī)、污泥泵，污泥濃縮池、污泥壓濾機(jī);所述的反應(yīng)裝置包括化學(xué)反應(yīng)器和加藥器，用于將原始廢水中的重金屬離子、鈣鎂硬度離子、硅、氟反應(yīng)生成絮體顆粒懸浮于水中并軟化原始廢水;所述的分離主機(jī)為管式模分離主機(jī)，用于將反應(yīng)裝置化學(xué)沉淀反應(yīng)生成的固體顆粒分離出來(lái)隨濃縮液體回流到濃縮器中，凈化水產(chǎn)品送至水箱儲(chǔ)存待用;濃縮器與增壓泵連接。污泥濃縮池與污泥壓濾機(jī)連接，另外還與反應(yīng)裝置連接。

　　本發(fā)明所述的分離主機(jī)的膜絲是燒結(jié)而成的內(nèi)徑大于等于8毫米，小于等于105毫米的過(guò)濾膜絲;所述過(guò)濾膜絲材質(zhì)選自耐腐蝕的PVDF、或PE、或不銹鋼。

　　本發(fā)明所述的分離主機(jī)膜按下述技術(shù)指標(biāo)選定：膜表面流速為1-10米/秒;所能處理的固體濃度以固體重量與化學(xué)處理后的廢水重量比值計(jì)為：0.02%-15%。

　　本發(fā)明所述設(shè)備，所述的化學(xué)反應(yīng)器由一個(gè)化學(xué)反應(yīng)池，或兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)池及至少兩個(gè)加藥器組成。

　　本發(fā)明所述的濃縮器至少有兩個(gè)排放口，其中一個(gè)排放口順序連接有污泥泵，污泥濃縮池，另一個(gè)排放口與增壓泵連接;污泥濃縮池有兩個(gè)排放口，其中一個(gè)排放口與污泥壓濾機(jī)連接，另一個(gè)排放口與反應(yīng)裝置連接，用于將污泥濃縮池的上部經(jīng)沉淀處理的廢水返回到反應(yīng)裝置中再處理。

　　對(duì)本發(fā)明的主要技術(shù)效果和基本原理說(shuō)明如下：

　　如圖所示實(shí)施例，本發(fā)明是用管式膜對(duì)重金屬?gòu)U水處理的方法及設(shè)備;其原理是通過(guò)低壓管式膜分離技術(shù)除去重金屬?gòu)U水中的重金屬離子、硬度離子及其它污染物質(zhì)并生產(chǎn)高品質(zhì)的透過(guò)液;化學(xué)反應(yīng)器為化學(xué)反應(yīng)池，也可以是一種反應(yīng)容器，有一個(gè)或兩個(gè)，第一個(gè)化學(xué)反應(yīng)器有一個(gè)根據(jù)原水水質(zhì)不同而配備的化學(xué)加藥器，第二個(gè)化學(xué)反應(yīng)器也有一個(gè)根據(jù)原水水質(zhì)不同而配備的化學(xué)加藥器;通過(guò)加入化學(xué)藥劑與重金屬?gòu)U水中的重金屬離子、硬度離子及其他污染物質(zhì)(如硅、砷、氟)等反應(yīng)生成非溶解性固體，此高濃度非溶解性固體含量(一般為0.02%～5%，最大可達(dá)15%的重量比)的水進(jìn)入管式膜分離主機(jī)進(jìn)行大流量錯(cuò)流過(guò)濾達(dá)到固液分離效果，產(chǎn)生高品質(zhì)透過(guò)液;分離出的重金屬非溶解性固體隨原液回流到濃縮器，定量將高重金屬非溶解性固體含量的液體排出濃縮器，進(jìn)行污泥壓濾，最終得到泥餅，并將壓濾濾液回流到化學(xué)反應(yīng)池一中進(jìn)行回用;

　　本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：管式膜過(guò)濾可以在高達(dá)到3%-15%非溶解性固體的水體中運(yùn)行，超微濾過(guò)濾精度，其絕對(duì)去除尺寸大于膜孔徑的固體物、溫度升高有利于提高膜過(guò)濾產(chǎn)水量、不需要投加絮凝劑等聚合物、自動(dòng)隨時(shí)開(kāi)/停機(jī)就可以達(dá)到最佳運(yùn)行性能，一次性生產(chǎn)高質(zhì)量透過(guò)液，不需要進(jìn)一步后處理過(guò)濾器、管式膜具有高耐化學(xué)腐蝕性能，進(jìn)水PH=0-14，可以進(jìn)行強(qiáng)度更高的化學(xué)清洗以恢復(fù)膜過(guò)濾性能;而且整機(jī)設(shè)備占地少、結(jié)構(gòu)緊密、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低。

　　本發(fā)明與專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮閆L 200710106019.4、名稱(chēng)為《一種含重金屬離子廢水處理和優(yōu)質(zhì)回用的方法和設(shè)備》相比，區(qū)別特征和優(yōu)點(diǎn)在于：

　　1)原理不一樣：本發(fā)明(代號(hào)為T(mén)MF技術(shù))主要是利用石灰和其他化學(xué)藥劑來(lái)與重金屬離子反應(yīng)生成顆粒絮體，再通過(guò)管式膜分離主機(jī)4進(jìn)行大流量錯(cuò)流過(guò)濾來(lái)進(jìn)行固液分離除去重金屬;而后者主要是通過(guò)重金屬螯合劑與重金屬反應(yīng)，通過(guò)絮凝沉淀后再經(jīng)過(guò)微濾過(guò)濾;

　　2)本發(fā)明直接在化學(xué)反應(yīng)池中加入化學(xué)藥劑;不需要靜態(tài)反應(yīng)器，投資少，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單;而后者需要靜態(tài)反應(yīng)器投資多，運(yùn)行操作較復(fù)雜;

　　3)本發(fā)明直接用石灰，既可以調(diào)節(jié)PH值，又能去除重金屬離子，運(yùn)行費(fèi)用低;而后者再用堿液調(diào)節(jié)PH值，運(yùn)行費(fèi)用較高;

　　4)本發(fā)明其中有實(shí)施例有兩個(gè)反應(yīng)池，可以更好的調(diào)節(jié)PH值;因?yàn)椴煌�重金屬離子的最佳沉淀的PH值不同;而后者只有一個(gè)反應(yīng)池;

　　5)本發(fā)明濃縮器2可以加入活性炭粉末去除COD，而后者很難去除重金屬?gòu)U水中的COD;

　　6)后者需要經(jīng)過(guò)固液分離裝置(斜板沉淀池、壓濾裝置或者PE分離主機(jī))來(lái)沉淀大顆粒后，再通過(guò)微濾裝置進(jìn)行過(guò)濾，才能到下一步優(yōu)化回用;而本發(fā)明的管式膜分離主機(jī)4直接將后者的固液分離裝置和微濾合二為一;

　　7)本發(fā)明的管式膜分離主機(jī)4的膜絲是燒結(jié)而成的、內(nèi)徑大的過(guò)濾膜絲，不會(huì)斷絲，且其膜表面流速高固體污泥濃度高，所以這種管式膜及其工藝大大減少反應(yīng)池的占地面積;而后者需要足夠大反應(yīng)池和沉淀池來(lái)保證重金屬螯合物的反應(yīng)和沉淀時(shí)間，且后者的微濾膜絲經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，從而影響后面的膜壽命和性能;

　　8)后者需要加入重金屬螯合劑來(lái)除去重金屬，但是，有部分形成小分子的重金屬螯合物而溶于水，將透過(guò)微濾裝置污染后續(xù)的凈化膜;而本發(fā)明則克服了前者的不足;

　　9)本發(fā)明溫度能升高，管式膜最高可承受80℃的水溫，這能提高管式膜通量;而后者溫度升高不利于沉淀，大量大顆粒就會(huì)污堵微濾膜膜絲，影響微濾性能，且微濾膜絲一般最高的承受溫度為45℃;

　　10)本發(fā)明出水SDI<3，濁度<0.5NTU，而后者則為出水SDI<5，濁度<1NTU;;

　　11)本發(fā)明回收率達(dá)到99.4%;

　　綜上，本發(fā)明具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。