申請日2014.11.10

　　公開(公告)日2015.02.25

　　IPC分類號C02F9/06

　　摘要

　　不銹鋼拋光廢水處理方法及裝置，其特征在于包括廢水收集箱、通過第一提升泵與廢水收集箱相連的反應(yīng)水箱、通過第二提升泵與反應(yīng)水箱相連的濃縮水箱、通過第三提升泵與濃縮水箱相連的固液分離系統(tǒng)、污泥脫水裝置，固液分離系統(tǒng)的清水排放，濃水回流到濃縮水箱，污泥脫水裝置通過污水泵與濃縮水箱相連，污泥脫水裝置的壓濾液回流到濃縮水箱上，反應(yīng)水箱采用高壓脈沖電絮凝，可溶性金屬極板在陽極上解離出的Fe2+與水溶液中離子作用，生成的Fe(OH)3。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有處理效果不會(huì)受藥劑質(zhì)量、配比、投加量等的變化以及來水水質(zhì)變化等因素影響的、處理后的水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。

　　權(quán)利要求書

　　1. 不銹鋼拋光廢水處理裝置，其特征在于包括廢水收集箱、通過第一提升泵與廢水收集箱相連的反應(yīng)水箱、通過第二提升泵與反應(yīng)水箱相連的濃縮水箱、通過第三提升泵與濃縮水箱相連的固液分離系統(tǒng)、污泥脫水裝置，固液分離系統(tǒng)的清水排放，濃水回流到濃縮水箱，污泥脫水裝置通過污水泵與濃縮水箱相連，污泥脫水裝置的壓濾液回流到濃縮水箱上，反應(yīng)水箱采用高壓脈沖電絮凝，可溶性金屬極板在陽極上解離出的Fe2+與水溶液中離子作用，生成Fe(OH)3，反應(yīng)式如下：

　　Fe2++2OH-→Fe(OH)2

　　4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3

　　生成有絮凝作用的Fe(OH)3化合物，另外釋放出的電子還原帶有正電的污染物，固液分離系統(tǒng)采用管式膜過濾系統(tǒng)。

　　2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼拋光廢水處理裝置，其特征在于反應(yīng)水箱上設(shè)置有堿液加入機(jī)構(gòu)，以調(diào)節(jié)反應(yīng)水箱內(nèi)的廢水的酸堿度達(dá)到堿性。

　　3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不銹鋼拋光廢水處理裝置，其特征在于固液分離系統(tǒng)的清水出口連接有帶有酸液加入機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱內(nèi)的清水通過加入酸堿達(dá)到中性后才排放。

　　4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的不銹鋼拋光廢水處理裝置，其特征在于管式膜過濾系統(tǒng)上設(shè)置有清洗系統(tǒng)，清洗系統(tǒng)清洗出來的清洗水連通到廢水收集箱。

　　5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的不銹鋼拋光廢水處理裝置，其特征在于在管式膜過濾系統(tǒng)清水出口連接納濾系統(tǒng)，納濾系統(tǒng)出來的清水排走，濃水回流到濃縮水箱。

　　6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的不銹鋼拋光廢水處理裝置，其特征在于在管式膜過濾系統(tǒng)清水出口連接納濾系統(tǒng)，納濾系統(tǒng)出來的清水排走，濃水回流到濃縮水箱。

　　7. 不銹鋼拋光廢水處理方法，其特征在于先將不銹鋼拋光廢水收集到廢水收集箱，然后通過第一提升泵將廢水收集箱的廢水輸送到反應(yīng)水箱，在反應(yīng)水箱內(nèi)、通過高壓脈沖電絮凝所產(chǎn)生的絮凝物質(zhì)Fe(OH)3將廢水中的溶解物體不穩(wěn)定而凝集，然后將將完成凝集的廢水通過第二提升泵送到濃縮水箱，濃縮水箱中的廢水通過第三提升泵施加設(shè)定的恒定水壓后送到的固液分離系統(tǒng)，固液分離系統(tǒng)采用管式膜過濾，管式膜過濾系統(tǒng)所生產(chǎn)的清水排走，濃水回流到濃縮水箱中，濃縮水箱中的部分濃水通過污泥泵送到污泥脫水裝置，污泥脫水裝置的壓濾液回流到濃縮水箱上。

　　8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的不銹鋼拋光廢水處理方法，其特征在于在反應(yīng)水箱加入堿液，使廢水呈堿性，管式膜過濾系統(tǒng)出來的清水先進(jìn)入儲(chǔ)水箱，往儲(chǔ)水箱加入酸調(diào)節(jié)清水的酸堿度為中性后，才排走。

　　9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的不銹鋼拋光廢水處理方法，其特征在于通過控制濃縮水箱的水位來控制第三提升泵的啟動(dòng)，以控制送到管式膜過濾系統(tǒng)的廢水的水固體濃度在3%-5%之間。

　　10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的不銹鋼拋光廢水處理方法，其特征在于在管式膜過濾系統(tǒng)清水再經(jīng)納濾系統(tǒng)處理，納濾系統(tǒng)出來的清水排走，濃水回流到濃縮水箱。

　　說明書

　　不銹鋼拋光廢水處理方法及裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域：

　　本發(fā)明涉及一種廢水處理方法及裝置。

　　背景技術(shù)：

　　現(xiàn)有的不銹鋼拋光廢水處理技術(shù)，其將鐵離子沉降下來的那部分的技術(shù)均采用傳統(tǒng)的化學(xué)方法，即往不銹鋼拋光廢水投放化學(xué)藥劑，通過生成不易溶解的鐵化學(xué)物將不銹鋼拋光廢水中的鐵沉降或者過濾下來，以達(dá)到廢水處理的目的，該技術(shù)存在的缺點(diǎn)是：容易受藥劑質(zhì)量、配比、投加量等的變化以及來水水質(zhì)變化等因素造成的處理質(zhì)量的不穩(wěn)定，由于有效沉淀需要沉淀物顆粒的粒徑足夠大和比重足夠大，往往需要過量投加絮凝劑和高分子助凝劑，這就造成產(chǎn)水中大量殘余藥劑，由此帶來的后果是，產(chǎn)水水質(zhì)差，影響后續(xù)處理的效果和對排放指標(biāo)有影響。

　　發(fā)明內(nèi)容：

　　本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種處理效果不會(huì)受藥劑質(zhì)量、配比、投加量等的變化以及來水水質(zhì)變化等因素影響的、處理后的水質(zhì)好的不銹鋼拋光廢水處理方法及裝置。

　　本發(fā)明不銹鋼拋光廢水處理裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括廢水收集箱、通過第一提升泵與廢水收集箱相連的反應(yīng)水箱、通過第二提升泵與反應(yīng)水箱相連的濃縮水箱、通過第三提升泵與濃縮水箱相連的固液分離系統(tǒng)、污泥脫水裝置，固液分離系統(tǒng)的清水排放，濃水回流到濃縮水箱，污泥脫水裝置通過污水泵與濃縮水箱相連，污泥脫水裝置的壓濾液回流到濃縮水箱上，反應(yīng)水箱采用高壓脈沖電絮凝，可溶性金屬極板在陽極上解離出的Fe2+與水溶液中離子作用，生成Fe(OH)3，反應(yīng)式如下：

　　Fe2++2OH-→Fe(OH)2

　　4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3

　　生成有絮凝作用的Fe(OH)3化合物，另外釋放出的電子還原帶有正電的污染物，固液分離系統(tǒng)采用管式膜過濾系統(tǒng)(Tubular membrane filtration system)。

　　這里，反應(yīng)水箱上設(shè)置有堿液加入機(jī)構(gòu)，以調(diào)節(jié)反應(yīng)水箱內(nèi)的廢水的酸堿度達(dá)到堿性。這樣，利用高堿環(huán)境下，金屬氫氧化物溶解度低的特點(diǎn)，最大程度實(shí)現(xiàn)固液分離。

　　固液分離系統(tǒng)的清水出口連接有帶有酸液加入機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱內(nèi)的清水通過加入酸堿達(dá)到中性后才排放。

　　管式膜過濾系統(tǒng)上設(shè)置有清洗系統(tǒng)，清洗系統(tǒng)清洗出來的清洗水連通到廢水收集箱。這樣，就防止清洗污水排放的污染。

　　為了進(jìn)一步提升過濾效果，在管式膜過濾系統(tǒng)清水出口連接納濾系統(tǒng)，納濾系統(tǒng)出來的清水排走，濃水回流到濃縮水箱。

　　電絮凝是在水處理中最重要的物理化學(xué)操作方法之一。我們慣于用凝聚來描述液體中不穩(wěn)定的微小顆粒凝集成較大的顆粒這個(gè)過程。液體中的污染物：如重金屬離子、有機(jī)無機(jī)的溶解物基本上都是以帶電的狀態(tài)存在于溶液中。在液體中加入帶有與溶解物相反電荷的離子，使溶解物體不穩(wěn)定而凝集，從而可用沉淀和過濾的方法予以清除。有很多種方法可以達(dá)凝聚的目的，化學(xué)凝聚方法是常用的方法之一。但是這種處理方法費(fèi)用較高并產(chǎn)生大量的污泥。生物的方法由于處理過程比較復(fù)雜，很難普遍使用。而電絮凝處理系統(tǒng)是利用電化學(xué)的原理，在電流的作用下溶解可溶性電極，使其成為帶有電荷的離子并釋放出電子。產(chǎn)生的離子與水電離后產(chǎn)生的(OH-)結(jié)合，生成有絮凝作用的化合物。另外釋放出的電子還原帶有正電的污染物，從而達(dá)到去除液體中污染物的目的。

　　高壓脈沖電絮凝是一種高效的電絮凝技術(shù)。傳統(tǒng)的電絮凝因采用低電壓、高電流，使處理費(fèi)用較高，這不利于其大規(guī)模的推廣使用。高壓脈沖電凝法則采用高電壓、小電流的脈沖供電方式，電耗和鐵耗顯著降低，設(shè)備的去污能力增強(qiáng)，高壓脈沖電絮凝也比傳統(tǒng)電絮凝更加安全可靠。

　　管式膜過濾系統(tǒng)是依靠膜將固體從溶液中分離出來的低壓分離工藝。

　　相比傳統(tǒng)的混凝沉淀+砂濾的工藝，管式膜過濾系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下：

　　自動(dòng)化程度非常高，操作簡單;

　　可靠的過濾水質(zhì)(絕對的膜過濾);

　　可以間歇運(yùn)行;

　　由于不需要快速沉降，所以減少了水處理藥劑的添加，如PAM、PAC;

　　可以通過增加膜的數(shù)量來增加產(chǎn)水流量。

　　皮實(shí)耐用，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，不會(huì)出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，產(chǎn)水水質(zhì)可靠，化學(xué)耐受性好，能夠使用15%鹽酸，15%氫氧化鈉，15%次氯酸鈉清洗，在極端事故情況下也可以對膜系統(tǒng)進(jìn)行有效的清洗恢復(fù)，而不對膜造成損傷。

　　與傳統(tǒng)工藝路線的對比

　　管式膜過濾系統(tǒng)系統(tǒng)：反應(yīng)水箱+濃縮水箱+管式膜過濾系統(tǒng);

　　傳統(tǒng)系統(tǒng)：反應(yīng)水箱+沉淀\澄清+沙濾+盤濾+中空纖維超濾。

　　表2-2 工藝對比

　　納濾是一種介于反滲透和超濾之間的壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過程，納濾膜的孔徑范圍在幾個(gè)納米左右，納濾膜大多從反滲透膜衍化而來，如CA、CTA膜、芳族聚酰胺復(fù)合膜和磺化聚醚砜膜等。但與反滲透相比，其操作壓力更低。

　　本發(fā)明不銹鋼拋光廢水處理方法是這樣實(shí)現(xiàn)的，先將不銹鋼拋光廢水收集到廢水收集箱，然后通過第一提升泵將廢水收集箱的廢水輸送到反應(yīng)水箱，在反應(yīng)水箱內(nèi)、通過高壓脈沖電絮凝所產(chǎn)生的絮凝物質(zhì)Fe(OH)3將廢水中的溶解物體不穩(wěn)定而凝集，然后將將完成凝集的廢水通過第二提升泵送到濃縮水箱，濃縮水箱中的廢水通過第三提升泵施加設(shè)定的恒定水壓后送到的固液分離系統(tǒng)，固液分離系統(tǒng)采用管式膜過濾系統(tǒng)，管式膜過濾系統(tǒng)所生產(chǎn)的清水排走，濃水回流到濃縮水箱中，濃縮水箱中的部分濃水通過污泥泵送到污泥脫水裝置，污泥脫水裝置的壓濾液回流到濃縮水箱上。

　　這里，在反應(yīng)水箱加入堿液，使廢水呈堿性。

　　管式膜過濾系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，通過清洗系統(tǒng)對管式膜過濾系統(tǒng)的微濾膜組件進(jìn)行反沖洗，清洗系統(tǒng)清洗出來的清洗水流到廢水收集箱。清洗系統(tǒng)包括清水清洗和壓縮器吹洗。

　　這里，通過控制濃縮水箱的水位來控制第三提升泵的啟動(dòng)，以控制送到管式膜過濾系統(tǒng)的廢水的水固體濃度在3%-5%之間，從而保證管式膜過濾系統(tǒng)的正常有效地工作。

　　管式膜過濾系統(tǒng)出來的清水先進(jìn)入儲(chǔ)水箱，往儲(chǔ)水箱加入酸調(diào)節(jié)清水的酸堿度為中性后，才排走。

　　為了進(jìn)一步提升過濾效果，在管式膜過濾系統(tǒng)清水再經(jīng)納濾系統(tǒng)處理，納濾系統(tǒng)出來的清水排走，濃水回流到濃縮水箱。

　　本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有處理效果不會(huì)受藥劑質(zhì)量、配比、投加量等的變化以及來水水質(zhì)變化等因素影響的、處理后的水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。