公布日：2022.06.21
申請(qǐng)日：2022.03.10
分類號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;B01D53/52(2006.01)I;B01D53/78(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括循環(huán)連接的重金屬反應(yīng)池(1)、固液分離池(2)、厭氧生物反應(yīng)池(3)和脫氣塔(4)；該系統(tǒng)還包括與脫氣塔(4)相連的儲(chǔ)氣罐(5)，以及與厭氧生物反應(yīng)池(3)循環(huán)相連的膜池(6)，所述的膜池(6)與儲(chǔ)氣罐(5)和脫氣塔(4)相連。所述的重金屬反應(yīng)池(1)設(shè)有用于導(dǎo)入含重金屬?gòu)U水的廢水進(jìn)口，用于導(dǎo)入脫氣塔(4)中吸收液的堿液進(jìn)口，以及用于將反應(yīng)液導(dǎo)入到固液分離池(2)的反應(yīng)液出口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有避免硫化物的添加，實(shí)現(xiàn)重金屬、有機(jī)物COD同時(shí)去除等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括循環(huán)連接的重金屬反應(yīng)池(1)、固液分離池(2)、厭氧生物反應(yīng)池(3)和脫氣塔(4)；該系統(tǒng)還包括與脫氣塔(4)相連的儲(chǔ)氣罐(5)，以及與厭氧生物反應(yīng)池(3)循環(huán)相連的膜池(6)，所述的膜池(6)與儲(chǔ)氣罐(5)和脫氣塔(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的重金屬反應(yīng)池(1)設(shè)有用于導(dǎo)入含重金屬?gòu)U水的廢水進(jìn)口，用于導(dǎo)入脫氣塔(4)中吸收液的堿液進(jìn)口，以及用于將反應(yīng)液導(dǎo)入到固液分離池(2)的反應(yīng)液出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的重金屬反應(yīng)池(1)內(nèi)還包括的攪拌槳(11)；該重金屬反應(yīng)池(1)還與重金屬捕捉劑儲(chǔ)罐相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的固液分離池(2)設(shè)有用于導(dǎo)入重金屬反應(yīng)池(1)反應(yīng)液的分離液進(jìn)口，用于導(dǎo)出上清液至厭氧生物反應(yīng)池(3)的上清液出口，以及用于將沉淀物排出的沉淀物出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的固液分離池(2)內(nèi)設(shè)有沉淀斜板(21)或沉淀斜管；該固液分離池(2)還與混凝劑儲(chǔ)罐或絮凝劑儲(chǔ)罐相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的厭氧生物反應(yīng)池(3)設(shè)有用于排出反應(yīng)氣體至脫氣塔(4)的反應(yīng)氣出口，用于引入固液分離池(2)中上清液的反應(yīng)液進(jìn)口，以及用于將反應(yīng)后污泥排出至膜池(6)的污泥排放口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的厭氧生物反應(yīng)池(3)內(nèi)包括反應(yīng)所需的污泥，該污泥中包含用于將廢水中硫酸根離子還原成硫離子的硫還原菌。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的脫氣塔(4)設(shè)有用于引入堿液的堿液進(jìn)口，用于將吸收液外排至重金屬反應(yīng)池(1)的吸收液出口，用于將剩余氣體排出至儲(chǔ)氣罐(5)的余氣出口，以及用于將厭氧生物反應(yīng)池(3)和/或膜池(6)中的氣體引入的廢氣進(jìn)口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的脫氣塔(4)內(nèi)設(shè)有填料(41)，還設(shè)有堿液循環(huán)機(jī)構(gòu)，該堿液循環(huán)機(jī)構(gòu)包括依次連接的堿液循環(huán)泵(42)、管道(43)以及噴淋頭(44)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的儲(chǔ)氣罐(5)設(shè)有用于引入脫氣塔(4)中剩余氣體的余氣進(jìn)口，以及用于將氣體引出至膜池(6)的沖刷氣出口；所述的膜池(6)設(shè)有用于引入儲(chǔ)氣罐(5)中氣體的沖刷氣進(jìn)口，用于引入?yún)捬跎锓磻?yīng)池(3)中反應(yīng)后污泥的污泥進(jìn)口，用于將分離后的出水導(dǎo)出的清水出口；該膜池(6)還通過氣體回流管道與脫氣塔(4)相連，通過污泥回流管道與厭氧生物反應(yīng)池(3)相連。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種避免或降低硫化物的添加，實(shí)現(xiàn)重金屬、有機(jī)物COD同時(shí)去除的廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種廢水中重金屬去除用處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括循環(huán)連接的重金屬反應(yīng)池、固液分離池、厭氧生物反應(yīng)池和脫氣塔；
該系統(tǒng)還包括與脫氣塔相連的儲(chǔ)氣罐，以及與厭氧生物反應(yīng)池循環(huán)相連的膜池，所述的膜池與儲(chǔ)氣罐和脫氣塔相連。
進(jìn)一步地，所述的重金屬反應(yīng)池設(shè)有用于導(dǎo)入含重金屬?gòu)U水的廢水進(jìn)口，用于導(dǎo)入脫氣塔中吸收液的堿液進(jìn)口，以及用于將反應(yīng)液導(dǎo)入到固液分離池的反應(yīng)液出口。
進(jìn)一步地，所述的重金屬反應(yīng)池內(nèi)還包括的攪拌槳；該重金屬反應(yīng)池還與重金屬捕捉劑儲(chǔ)罐相連。
廢水進(jìn)入到重金屬反應(yīng)池與從脫氣塔里來的堿液吸收后硫化物結(jié)合反應(yīng)形成沉淀物，吸收液中包含吸收后的硫化物，與部分氫氧化物，能與重金屬很有效地結(jié)合形成沉淀物，重金屬捕捉劑根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況可以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。反應(yīng)器中通過攪拌得到混合保證反應(yīng)的均一，同時(shí)還根據(jù)水質(zhì)條件控制反應(yīng)的配比與反應(yīng)的pH等控制條件。
進(jìn)一步地，所述的固液分離池設(shè)有用于導(dǎo)入重金屬反應(yīng)池反應(yīng)液的分離液進(jìn)口，用于導(dǎo)出上清液至厭氧生物反應(yīng)池的上清液出口，以及用于將沉淀物排出的沉淀物出口。
進(jìn)一步地，所述的固液分離池內(nèi)設(shè)有沉淀斜板或沉淀斜管；該固液分離池還與混凝劑儲(chǔ)罐或絮凝劑儲(chǔ)罐相連。
重金屬反應(yīng)池產(chǎn)生的固液混合物進(jìn)入固液分離池進(jìn)行固液分離，固液分離可以是重力分離、過濾分離、膜分離等。固液混合物通過投加混凝劑、絮凝劑加速沉淀，混凝劑包括：鐵鹽、鋁鹽類混凝劑，及高分子混凝劑，包括聚合氯化鋁(PAC)，硫酸鐵，硫酸亞鐵，氯化鐵，氯化亞鐵，氯化鋁，明礬，聚合氯化鐵等，絮凝劑：聚丙烯酰胺(PAM)；固液分離后，清水進(jìn)入下游工藝，固體通過泵排放進(jìn)入脫水裝置后外拉處理。
進(jìn)一步地，所述的厭氧生物反應(yīng)池設(shè)有用于排出反應(yīng)氣體至脫氣塔的反應(yīng)氣出口，用于引入固液分離池中上清液的反應(yīng)液進(jìn)口，以及用于將反應(yīng)后污泥排出至膜池的污泥排放口。
進(jìn)一步地，所述的厭氧生物反應(yīng)池內(nèi)包括反應(yīng)所需的污泥，該污泥中包含用于將廢水中硫酸根離子還原成硫離子的硫還原菌。
生化池是厭氧工藝，控制溶解氧濃度在0.1ppm以下，可以通過機(jī)械攪拌、泵循環(huán)攪拌、惰性氣體曝氣等方式實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器中污泥的混合。可以是活性污泥法、生物接觸氧化法、流化床生物膜法；如果碳和硫酸根比例失衡的時(shí)候可以適當(dāng)投加碳源。通常保持碳與硫酸根的質(zhì)量比例在(1-5):(1-5)之間，碳源包括，葡萄糖，醋酸鈉，甲醇，乙醇，醋酸等水處理工藝常見碳源中的一種或多種。
進(jìn)一步地，所述的脫氣塔設(shè)有用于引入堿液的堿液進(jìn)口，用于將吸收液外排至重金屬反應(yīng)池的吸收液出口，用于將剩余氣體排出至儲(chǔ)氣罐的余氣出口，以及用于將厭氧生物反應(yīng)池和/或膜池中的氣體引入的廢氣進(jìn)口。
進(jìn)一步地，所述的脫氣塔內(nèi)設(shè)有填料，還設(shè)有堿液循環(huán)機(jī)構(gòu)，該堿液循環(huán)機(jī)構(gòu)包括依次連接的堿液循環(huán)泵、管道以及噴淋頭。
脫氣塔可以采用一級(jí)或多級(jí)堿液噴淋系統(tǒng)，或采用脫氣膜，脫氣膜可以是中空纖維或平板膜，也可以是有機(jī)材料或無機(jī)材料；堿液可以是：氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或多種。噴淋塔設(shè)置填料，可以是一級(jí)或多級(jí)填料；采用固定床填料，填料種類與材質(zhì)包括：陶瓷填料、塑料填料、金屬填料，填料的種類包括：拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)填料、弧鞍填料、矩鞍填料、環(huán)矩鞍填料、球形填料、共軛環(huán)填料、海爾環(huán)填料、納特環(huán)填料、格柵填料、波紋填料一種或多種；脫氣塔可以通過在線pH控制，來控制堿液外排，并控制需要補(bǔ)充的堿液。
進(jìn)一步地，所述的儲(chǔ)氣罐設(shè)有用于引入脫氣塔中剩余氣體的余氣進(jìn)口，以及用于將氣體引出至膜池的沖刷氣出口；
所述的膜池設(shè)有用于引入儲(chǔ)氣罐中氣體的沖刷氣進(jìn)口，用于引入?yún)捬跎锓磻?yīng)池中反應(yīng)后污泥的污泥進(jìn)口，用于將分離后的出水導(dǎo)出的清水出口；
該膜池還通過氣體回流管道與脫氣塔相連，通過污泥回流管道與厭氧生物反應(yīng)池相連。
膜池使用膜作為固液分離的工具實(shí)現(xiàn)污泥與產(chǎn)水的分離，膜采用浸沒式工藝，可以是超濾或微濾；脫氣塔脫氣后的氣體回到儲(chǔ)氣罐，通過儲(chǔ)氣罐壓縮到膜池作為膜沖刷的氣體并重新帶出硫化氫氣體進(jìn)入到脫氣塔。多余的氣體通過儲(chǔ)氣罐排放或進(jìn)入其他回收工藝。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明的生物處理工藝成本低，通過生物轉(zhuǎn)化，將水中含有的硫酸根離子成為硫化物，硫酸根作為電子受體，而有機(jī)物作為電子給體，在厭氧反應(yīng)器中，硫酸根還原菌把硫酸根還原成硫離子并降解有機(jī)物成為二氧化碳和水，而且耐受的pH的范圍較高；
(2)由于含重金屬的廢水首先要去除重金屬達(dá)標(biāo)才能排放，而通常水中同時(shí)含有有機(jī)物COD的時(shí)候，需要進(jìn)入生化工藝，較高濃度的重金屬有害于生化工藝，通常需要去除重金屬到較低的濃度；本發(fā)明系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)只需要添加少量的重金屬捕捉劑去除，待生化系統(tǒng)穩(wěn)定后，能穩(wěn)定產(chǎn)生硫離子后，通過堿液吸收后的含硫溶液即可作為重金屬捕捉劑的補(bǔ)充或徹底代替重金屬捕捉劑即可，大大節(jié)省了重金屬捕捉劑化合物的投加，節(jié)省了成本；
(3)常規(guī)的工藝通過添加大量硫化物固定重金屬，反應(yīng)后的沉淀物在固液分離池中分離。藥劑添加的成本比較高；而本發(fā)明通過硫酸根還原菌在厭氧的條件下反應(yīng)，還原硫酸根形成硫化物與重金屬反應(yīng)形成固體沉淀物，在固液分離池里分離，降低了水中的重金屬大大降低了原本需要投入的硫化物化學(xué)藥劑大大節(jié)省了含硫化合物的投加；
(4)本發(fā)明中，廢水中的有機(jī)物COD在硫酸根還原菌生化工藝過程中作為反應(yīng)的碳源補(bǔ)充，生成二氧化碳、水和活性污泥，進(jìn)一步降低了COD污染濃度，實(shí)現(xiàn)了重金屬，有機(jī)物COD同時(shí)去除的效果；
(5)硫酸根轉(zhuǎn)化成硫化物的過程累計(jì)的硫化物對(duì)于厭氧污泥具有一定的毒害作用。會(huì)造成污泥上浮而出水濁度較高，出水水質(zhì)較差；本發(fā)明中，硫化物通過重金屬沉淀可以降低有利于生化系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，同時(shí)膜處理工藝可以截留污泥是生化池中保持較高的污泥濃度，得到較高的水質(zhì)；
(6)本發(fā)明中，厭氧反應(yīng)產(chǎn)生硫化氫的同時(shí)也產(chǎn)生二氧化碳，甲烷等其他氣體，混合氣體通過脫氣塔剩余甲烷氣體回到膜池作為膜沖刷氣體以及硫化氫攜帶氣體。多余的甲烷氣體通過儲(chǔ)氣罐后可以作為燃?xì)狻?/span>
（發(fā)明人：王蕾）
