重金屬廢水資源化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及重金屬廢水資源化方法，該方法包括：將重金屬廢水依次進行反應(yīng)、混凝、絮凝后輸入沉淀池進行固液分離，制得中間水，再對中間水進行多元膜深度處理，從而制得回用水，其中：將固液分離后的部分污泥回流至反應(yīng)單元，控制回流比為20～35%，利用污泥中包裹的石灰作為反應(yīng)劑，以及利用構(gòu)成污泥的絮體的絮凝作用，減少反應(yīng)劑和混凝劑的投加量，進而減少中間水中剩余的混凝劑，所述的回流比為流入反應(yīng)單元的回流污泥與流入反應(yīng)單元的待處理水的體積比。本方法能夠有效避免多元膜在短時間內(nèi)發(fā)生不可修復(fù)的堵塞，而且使用成本低。
【專利說明】重金屬廢水資源化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水的處理方法，更具體地說，涉及一種重金屬廢水資源化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在重金屬污染行業(yè)廢水凈化體系中，混凝沉淀技術(shù)一直占據(jù)主導(dǎo)地位。重金屬污染行業(yè)廢水中的各類污染物，通過混凝沉淀凈化工藝處理后，最終以沉淀污泥的形式去除。這類傳統(tǒng)重金屬廢水處理工藝一般采用二級混凝沉淀處理工藝，有些在二級工藝中混凝劑都使用三氯化鐵(或硫酸鋁聚鋁)、聚丙烯酰胺，有些在第一級混凝采用三氯化鐵、聚丙烯酰胺，第二級混凝采用硫酸鋁、聚丙烯酰胺。雖然各企業(yè)多年來一直立足于改進強化重金屬廢水處理混凝工藝，但因原水水質(zhì)波動幅度大，其混凝沉淀凈化效果一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)，始終存在廢水排污總量高(只基本滿足濃度達標排放)，含重金屬污泥量多及廢水處理成本高的問題。
[0003]近年來，很多重金屬污染嚴重的中小企業(yè)先后引進了以多元膜工藝為主流工藝的廢水資源化裝置，但是在實際使用中，多元膜會在短時間內(nèi)被堵塞，凈水效能在短時間內(nèi)急速下降，無法持續(xù)高效穩(wěn)定運行，從而使重金屬廢水難以被資源化。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的第一目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中多元膜會在短時間內(nèi)被堵塞造成不可逆膜通量快速下降的技術(shù)缺陷，提供一種重金屬廢水資源化方法。
[0005]本發(fā)明的第二目的是減少廢水處理單元藥劑的投加量，使污泥產(chǎn)量降低60%以上，降低重金屬廢水處理及資源化利用的成本。
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中多元膜會在短時間內(nèi)被堵塞的問題，發(fā)明人進行了大量的研究和實驗，發(fā)現(xiàn)主要原因在于在反滲透膜上粘有剩余混凝劑形成的膠體狀聚合物(其能夠通過砂濾和超濾膜，但無法通過反滲透膜)，而且通過高壓反沖洗、浸泡、添加化學(xué)藥劑等方式，均無法有效去除，即這種堵塞是不可修復(fù)的。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種重金屬廢水資源化方法，該方法包括:將重金屬廢水依次進行反應(yīng)、混凝、絮凝后輸入沉淀池進行固液分離，制得中間水，再對中間水進行多元膜深度處理，從而制得回用水，其特征在于:還包括將固液分離后的部分污泥回流至反應(yīng)單元，控制回流比為20~35%，利用污泥中包裹的石灰作為反應(yīng)劑，以及利用構(gòu)成污泥的絮體的絮凝作用，減少反應(yīng)劑和混凝劑的投加量，進而減少中間水中剩余的混凝劑，所述的回流比為流入反應(yīng)單元的回流污泥與流入反應(yīng)單元的待處理水的體積比。通過減少中間水中剩余的混凝劑，有效地解決了多元膜會在短時間內(nèi)被迅速堵塞的問題。
[0008]在上述的重金屬廢水資源化方法中，為了進一步減少多元膜被堵塞的問題，所述的多元膜深度處理由砂濾、超濾和反滲透組成，所述的中間水不投加混凝劑直接進行多元膜深度處理。
[0009]在上述的重金屬廢水資源化方法中，所述的回流比為22~28%。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，一種優(yōu)選方案中，待處理的重金屬廢水包含0.5~5 mg/L六價鉻、
0.1~5mg/L鋅、0.5~10mg/L鉛和0.5~160mg/L銅，反應(yīng)單元pH值的目標值為10~10.5，混凝單元pH值的目標值為7.5~8.5，藥劑的投加量為0.f 0.33 g/L石灰、以Fe3+計5~10 mg/L混凝劑和1.5 mg/L絮凝劑(絮凝劑優(yōu)選分子量在2000萬以上的聚丙烯酰胺)，絮凝池中絮體5min沉降指數(shù)為10%，沉淀池表面負荷為2.5 m3/ Cm2.h)，處理形成的中間水包含
0.01 ~0.09mg/L 六價鉻、0.01 ~0.lmg/L 鋅、0.01 ~0.08mg/L 鉛和 0.05~0.2mg/L 銅。優(yōu)選地，所述的多元膜深度處理由砂濾工序、超濾工序和反滲透工序組成，所述的中間水不投加混凝劑直接進行多元膜深度處理，該資源化方法的產(chǎn)泥量平均為0.6kg/m3，半年產(chǎn)水率(回用水占原水的百分比)穩(wěn)定在70%以上。
[0011]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明方法能夠有效避免多元膜在短時間內(nèi)發(fā)生不可修復(fù)的堵塞，從而使重金屬廢水的資源化能夠在產(chǎn)業(yè)中得以真正的應(yīng)用。經(jīng)實驗證明，應(yīng)用本發(fā)明方法，半年產(chǎn)水率穩(wěn)定在70%以上，遠遠高于現(xiàn)有工藝(40%);而產(chǎn)泥量為0.6 kg/m3，遠小于現(xiàn)有工藝(2.5 kg/m3)。
[0012]此外，本發(fā)明方法的藥劑投加量大大降低，石灰投加量僅需0.1~0.33 g/L，混凝劑投加量僅需5~10 mg/L(以Fe3+計)，遠低于現(xiàn)有工藝的石灰投加量1.19 g/L和混凝劑投加量2(T50 mg/L (以Fe3+計)。而且本發(fā)明方法的絮體沉降速度較快，是現(xiàn)有工藝的6倍，其5min沉降指數(shù)僅為10%，沉淀池表面負荷也達到現(xiàn)有工藝的2倍以上。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發(fā)明進一步說明。
[0014]本重金屬廢水資源化方法包括:將重金屬廢水依次進行反應(yīng)、混凝、絮凝后輸入沉淀池進行固液分離，制得中間水，再對中間水進行多元膜深度處理，從而制得回用水，其特征在于:還包括將固液分離后的部分污泥(約為污泥總量的60~80%體積)回流至反應(yīng)單元，使反應(yīng)單元中的回流污泥與待處理水的體積比為20~35%，利用污泥中包裹的石灰作為反應(yīng)劑，以及利用構(gòu)成污泥的絮體的絮凝作用，減少反應(yīng)劑和混凝劑的投加量，進而減少中間水中剩余的混凝劑，有效地解決了多元膜會在短時間內(nèi)被堵塞、形成不可逆膜污染的問題。
[0015]在反應(yīng)單元中需要投加反應(yīng)劑，包括石灰和酸(優(yōu)選硫酸)，以控制pH值?；炷ば蛟诨炷刂羞M行，在混凝池中需投加混凝劑，混凝劑優(yōu)選聚合硫酸鐵，也可以采用現(xiàn)有重金屬廢水處理中的混凝劑。絮凝工序在絮凝池中進行，在絮凝池中需投加絮凝劑(助凝劑)，絮凝劑優(yōu)選聚丙烯酰胺，也可以采用現(xiàn)有重金屬廢水處理中的助凝劑。
[0016]通過污泥回流泵將沉淀池產(chǎn)生的60~80% (體積)的污泥泵送至反應(yīng)池中，實現(xiàn)污泥回流。
[0017]一些優(yōu)選方案中，回流比為22~28%。
[0018] 現(xiàn)有的多元膜深度處理通常包括砂濾、活性炭濾、微濾、超濾和反滲透處理，而且需要投加混凝劑2~3mg/L，并且需要將pH控制在5飛，這種處理不但工藝復(fù)雜，設(shè)備成本高，而且通過發(fā)明人的研究實驗發(fā)現(xiàn)，此處的混凝劑的投加也是造成濾膜快速堵塞的原因之一。因此，在較佳實施例中，多元膜深度處理優(yōu)選由砂濾、超濾和反滲透組成，并且不向中間水投加混凝劑，在多元膜深度處理過程也不投加混凝劑，也不進行pH控制。砂濾、超濾和反滲透三種工序順次進行，分別用砂濾裝置、超濾裝置和反滲透裝置實現(xiàn)，超濾膜優(yōu)選板式超濾膜。
[0019]優(yōu)選將多元膜深度處理產(chǎn)生的濃水回流至原水池中。
[0020]一種較佳實施例中，回流比為25%，下面通過表1至表3列出了該較佳實施例與現(xiàn)有工藝的參數(shù)及效果的對比數(shù)據(jù)。
[0021]表1:前處理段(即反應(yīng)、混凝、絮凝和沉淀)加藥量及效果比較
【權(quán)利要求】
1.一種重金屬廢水資源化方法，該方法包括:將重金屬廢水依次進行反應(yīng)、混凝、絮凝后輸入沉淀池進行固液分離，制得中間水，再對中間水進行多元膜深度處理，從而制得回用水，其特征在于:還包括將固液分離后的部分污泥回流至反應(yīng)單元，控制回流比為20~35%，利用污泥中包裹的石灰作為反應(yīng)劑，以及利用構(gòu)成污泥的絮體的絮凝作用，減少反應(yīng)劑和混凝劑的投加量和減少中間水中剩余的混凝劑，所述的回流比為流入反應(yīng)單元的回流污泥與流入反應(yīng)單元的待處理水的體積比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬廢水資源化方法，其特征在于:所述的多元膜深度處理由砂濾、超濾和反滲透組成，所述的中間水不投加混凝劑直接進行多元膜深度處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬廢水資源化方法，其特征在于:所述的回流比為22~.28%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬廢水資源化方法，其特征在于:所述的重金屬廢水包含0.5~5 mg/L六價鉻、0.1~5mg/L鋅、0.5~10mg/L鉛和0.5~160mg/L銅，反應(yīng)單元pH值的目標值為I0-10.5，混凝單元pH值的目標值為7.5~8.5，藥劑的投加量為0.1~0.33 g/L石灰、以Fe3+計5~10 mg/L混凝劑和1.5 mg/L絮凝劑,絮凝池中絮體5min沉降指數(shù)為10%,沉淀池表面負荷為2.5 m3/ (m2 *h)，處理形成的中間水包含0.01~0.09mg/L六價鉻、0.01~0.1mg/L 鋅、0.01 ~0.08mg/L 鉛和 0.05~0.2mg/L 銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重金屬廢水資源化方法，其特征在于:所述的多元膜深度處理由砂濾、超濾和反滲透組成，所述的中間水不投加混凝劑直接進行多元膜深度處理，該資源化方法的產(chǎn)泥量平均為0.6kg/m3，半年產(chǎn)水率穩(wěn)定在70%以上。
【文檔編號】C02F9/04GK104176848SQ201310196948
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月24日
【發(fā)明者】張德仁, 朱佳, 王斌遠, 高靜思, 肖祖文, 肖武 申請人:深圳市清淼環(huán)?？萍加邢薰?br>