公布日：2023.05.30
申請日：2023.03.22
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/58(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1
/76(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F3/12(2023.01)N;C02F1/469(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/08(2023.01)N;C02F1/06(2023.01)N;C02F1/
12(2023.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/22(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電鍍廢水中水和鹽資源化的系統及方法，根據電鍍廢水水質(zhì)復雜且成分不易控制的特點(diǎn)，綜合運用各種物理化學(xué)分離技術(shù)包括化學(xué)試劑處理、生化技術(shù)、有機物氧化技術(shù)、鹽濃縮技術(shù)、膜技術(shù)及蒸發(fā)技術(shù)來(lái)實(shí)現氯鹽和硫酸鹽鹽分的分離和濃縮、及中水回用的目的。利用該工藝，實(shí)現了對電鍍廢水的零排放及鹽資源再生回用，根據本發(fā)明的方法，其關(guān)鍵點(diǎn)在于不同階段的產(chǎn)水的凈化程度控制和濃水成分的控制，有效地保證了水資源再生回用，同時(shí)實(shí)現了工業(yè)副產(chǎn)鹽氯鹽和硫酸鹽的分別結晶回收、污泥的減量化。
權利要求書(shū)
1.一種電鍍廢水中水和鹽資源化的系統，其特征在于：包括廢水處理組件和廢液處理組件，所述廢水處理組件包括廢水收集單元，所述廢水收集單元的出口與廢水預處理單元的入口連接，所述廢水預處理單元的出口與廢水破氰單元的入口連接，所述廢水破氰單元的出口與廢水絮凝沉降單元的入口連接，所述廢水絮凝沉降單元的出口與廢水固液分離單元的入口連接，所述廢水固液分離單元的出水口與廢水生化處理單元的入口連接，所述廢水生化處理單元的出水口與廢水氧化單元的入口連接，所述廢水氧化單元的出口廢水納濾單元的入口連接，所述廢水納濾單元的濃水出口與第一廢水鹽濃縮分離單元的入口連接，所述第一廢水鹽濃縮分離單元的淡水出口與所述廢水納濾單元的入口連接，所述第一廢水鹽濃縮分離單元的濃水出口與所述廢液處理組件連接，所述廢水納濾單元的淡水出口與第二廢水鹽濃縮分離單元的入口連接，所述第二廢水鹽濃縮分離單元的淡水出口與反滲透單元的入口連接，所述反滲透單元的淡水出口外接制超純水設備或與生產(chǎn)線(xiàn)連接，所述反滲透單元的濃水出口與所述第二廢水鹽濃縮分離單元的入口連接，所述第二廢水鹽濃縮分離單元的濃水出口與所述廢液處理組件連接；所述廢液處理組件包括第一濃液收集單元和第二濃液收集單元，所述第一濃液收集單元的入口與所述第一廢水鹽濃縮分離單元的濃水出口連接，所述第一濃液收集單元的出口與第一濃液預處理單元的入口連接，所述第一濃液預處理單元的出口與第一濃液固液分離單元的入口連接，所述第一濃液固液分離單元的出水口與第一蒸發(fā)單元的入口連接，所述第一蒸發(fā)單元的出水口與第一蒸餾水單元的入口連接，所述第一蒸餾水單元的出口與所述反滲透單元的入口連接，所述第一蒸發(fā)單元的出鹽口與第一工業(yè)副產(chǎn)鹽回收單元連接；所述第二濃液收集單元的入口與所述第二廢水鹽濃縮分離單元的濃水出口連接，所述第二濃液收集單元的出口與第二濃液預處理單元的入口連接，所述第二濃液預處理單元的出口與第二濃液固液分離單元的入口連接，所述第二濃液固液分離單元的出水口與第二蒸發(fā)單元的入口連接，所述第二蒸發(fā)單元的出水口與第二蒸餾水單元的入口連接，所述第二蒸餾水單元的出口與所述反滲透單元的入口連接，所述第二蒸發(fā)單元的出鹽口與第二工業(yè)副產(chǎn)鹽回收單元連接。
2.根據權利要求1所述的電鍍廢水中水和鹽資源化的系統，其特征在于：還包括廢水初級處理組件，所述廢水初級處理組件包括含鉻廢水初級處理單元、化鎳廢水初級處理單元、焦銅廢水初級處理單元、含油廢水初級處理單元、含氰廢水初級處理單元、酸銅廢水初級處理單元和含鎳廢水初級處理單元，所述含鉻廢水初級處理單元包括含鉻廢水池，所述含鉻廢水池的出口連接還原池入口，所述還原池的出口連接絮凝沉淀池的入口，所述絮凝沉淀池的出泥口連接壓濾機，所述絮凝池的上清液出口連接所述廢水收集單元的入口；所述化鎳廢水初級處理單元包括化鎳廢水池，所述化鎳廢水池的出口連接鎳樹(shù)脂回收裝置的入口，所述鎳樹(shù)脂回收裝置的出口連接磷樹(shù)脂回收裝置的入口，所述磷樹(shù)脂回收裝置的出口連接所述廢水收集單元的入口；所述焦銅廢水初級處理單元包含焦銅廢水池，所述焦銅廢水池的出口連接銅沉降池的入口，所述銅沉降池的出口連接所述廢水收集單元的入口；所述含油廢水初級處理單元包括含油廢水池，所述含油廢水池的出口連接中空膜油脂富集裝置的入口，所述中空膜油脂富集裝置的出口連接油氧化裝置的入口，所述油氧化裝置的出口連接所述廢水收集單元的入口；所述含氰廢水初級處理單元包括含氰廢水池，所述含氰廢水池的出口連接氰氧化裝置的入口，所述氰氧化裝置的出口連接所述廢水收集單元的入口；所述酸銅廢水初級處理單元包括酸銅廢水池，所述酸銅廢水池的出口連接銅回收裝置的入口，銅回收裝置的出口連接所述廢水收集單元的入口；所述含鎳廢水初級處理單元包括含鎳廢水池，所述含鎳廢水池的出口連接鎳回收裝置的入口，鎳回收裝置的出口連接所述廢水收集單元的入口。
3.一種電鍍廢水中水和鹽資源化的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：1)單獨收集廢水并分類(lèi)，廢水經(jīng)廢水初級處理組件處理，將處理后的廢水導入廢水收集單元；2)將廢水收集單元的廢水導入廢水預處理單元進(jìn)行化學(xué)沉降處理，使其中的COD、金屬離子、油脂、懸浮物、膠體等從水溶液中分離，形成固液混合物；3)將步驟2)所述固液混合物經(jīng)過(guò)廢水破氰單元去除氰以及其他還原物質(zhì)；4)將步驟3)得到溶液導入廢水絮凝沉降單元，進(jìn)行絮凝沉降；5)將步驟4)得到混合物導入廢水固液分離單元分離后得到溶液和泥；6)將步驟5)得到的溶液經(jīng)廢水生化處理單元處理去除BOD、總氮、總磷，得到生化污泥和水；7)將步驟6)中的產(chǎn)水導入廢水氧化單元進(jìn)行高級氧化，深度去除COD、色素、膠體；8)將步驟7)得到的溶液導入到廢水納濾單元，實(shí)現氯鹽和硫酸鹽鹽分的深度分離，得到NF產(chǎn)水和NF濃水；9)將步驟8)中的NF濃水導入第一廢水鹽濃縮分離單元，實(shí)現硫酸鹽的深度濃縮，濃水進(jìn)入第一濃液收集單元，第一廢水鹽濃縮分離單元產(chǎn)生的淡水返回廢水納濾單元；10)將步驟8)中的NF產(chǎn)水導入第二廢水鹽濃縮分離單元，實(shí)現氯鹽的深度濃縮，濃水進(jìn)入第二濃液收集單元；11)將步驟10)中的淡水導入到反滲透單元，得到RO濃水和RO產(chǎn)水，RO濃水返回至第二廢水鹽濃縮分離單元；12)將步驟11)所述的RO產(chǎn)水送回生產(chǎn)線(xiàn)使用；13)將步驟9)得到的濃水導入第一濃液預處理單元進(jìn)行處理，將形成的固液混合物經(jīng)過(guò)第一濃液固液分離單元后，得到溶液和泥；14)將步驟13)得到的溶液經(jīng)第一蒸發(fā)單元進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，獲得蒸發(fā)冷凝水和工業(yè)副產(chǎn)鹽硫酸鈉；蒸發(fā)冷凝水通過(guò)第一蒸餾水單元流入反滲透單元處理，工業(yè)副產(chǎn)鹽進(jìn)入第一工業(yè)副產(chǎn)鹽回收單元進(jìn)行回收并出售；15)將步驟10)得到的濃水導入第二濃液預處理單元進(jìn)行處理，將形成的固液混合物經(jīng)過(guò)第二濃液固液分離單元后，得到溶液和泥；16)將步驟15)得到的溶液經(jīng)第二蒸發(fā)單元進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，獲得蒸發(fā)冷凝水和工業(yè)副產(chǎn)鹽氯化鈉；蒸發(fā)冷凝水通過(guò)第二蒸餾水單元流入反滲透單元處理，工業(yè)副產(chǎn)鹽進(jìn)入第二工業(yè)副產(chǎn)鹽回收單元進(jìn)行回收并出售；17)將步驟5)、6)、13)和15)所得到的污泥委外處理。
4.根據權利要求3所述的電鍍廢水中水和鹽資源化的方法，其特征在于：步驟2)中，所述廢水預處理單元的化學(xué)沉降方法為將廢水pH調至8.5～11.5，同時(shí)按照不同重金屬離子含量添加相應的沉淀劑或者重捕劑，使大部分金屬離子沉淀。
5.根據權利要求3所述的電鍍廢水中水和鹽資源化的方法，其特征在于：步驟3)中，所述廢水破氰單元的藥劑為次鈉、臭氧、雙氧水、過(guò)碳酸鈉、過(guò)硫酸鹽中的一種或者多種。
6.根據權利要求3所述的電鍍廢水中水和鹽資源化的方法，其特征在于：步驟5)中，所述廢水固液分離單元的固液分離方法包括重力沉降法、離心分離過(guò)濾法、真空過(guò)濾法、壓力過(guò)濾法、板式過(guò)濾法、膜過(guò)濾中的一種或者多種。
7.根據權利要求3所述的電鍍廢水中水和鹽資源化的方法，其特征在于：步驟7)中，所述廢水氧化單元的氧化方法包含電催化氧化法、臭氧催化氧化法、紫外催化氧化法、電子束催化氧化法、微波催化氧化法其中的一種或者多種。
8.根據權利要求3所述的電鍍廢水中水和鹽資源化的方法，其特征在于：步驟9)和10)中，所述第一廢水鹽濃縮分離單元和第二廢水鹽濃縮分離單元的電除鹽方法主要包括電吸附法、電滲析法中的一種或者多種。
9.根據權利要求3所述的電鍍廢水中水和鹽資源化的方法，其特征在于：步驟12)和15)中，所述第一濃液預處理單元和第二濃液預處理單元的處理方法為廢水pH調至9.0～11.0，同時(shí)按照不同重金屬離子含量添加相應的沉淀劑和重捕劑，使濃液中大部分重金屬離子被沉淀。
10.根據權利要求3所述的電鍍廢水中水和鹽資源化的方法，其特征在于：步驟14)和16)中，所述第一蒸發(fā)單元和第二蒸發(fā)單元的蒸發(fā)方法包括膜蒸餾、MVR蒸發(fā)法、單效蒸發(fā)法、多效蒸發(fā)法、閃蒸法、噴霧干燥法、微波干燥法、回轉窯干燥法、負壓干燥法中的一種或者多種。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種電鍍廢水中水和鹽資源化的系統及方法，以解決上述現有技術(shù)中電鍍廢水水質(zhì)變化幅度大、各生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)的廢水污染物種類(lèi)多樣，成分復雜，處理難度大、電鍍廢水資源化中復鹽利用途徑有限的問(wèn)題。
為實(shí)現上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
本發(fā)明提供一種電鍍廢水中水和鹽資源化的系統，包括廢水處理組件和廢液處理組件，所述廢水處理組件包括廢水收集單元，所述廢水收集單元的出口與廢水預處理單元的入口連接，所述廢水預處理單元的出口與廢水破氰單元的入口連接，所述廢水破氰單元的出口與廢水絮凝沉降單元的入口連接，所述廢水絮凝沉降單元的出口與廢水固液分離單元的入口連接，所述廢水固液分離單元的出水口與廢水生化處理單元的入口連接，所述廢水生化處理單元的出水口與廢水氧化單元的入口連接，所述廢水氧化單元的出口廢水納濾單元的入口連接，所述廢水納濾單元的濃水出口與第一廢水鹽濃縮分離單元的入口連接，所述第一廢水鹽濃縮分離單元的淡水出口與所述廢水納濾單元的入口連接，所述第一廢水鹽濃縮分離單元的濃水出口與所述廢液處理組件連接，所述廢水納濾單元的淡水出口與第二廢水鹽濃縮分離單元的入口連接，所述第二廢水鹽濃縮分離單元的淡水出口與反滲透單元的入口連接，所述反滲透單元的淡水出口外接制超純水設備或與生產(chǎn)線(xiàn)連接，所述反滲透單元的濃水出口與所述第二廢水鹽濃縮分離單元的入口連接，所述第二廢水鹽濃縮分離單元的濃水出口與所述廢液處理組件連接；
所述廢液處理組件包括第一濃液收集單元和第二濃液收集單元，所述第一濃液收集單元的入口與所述第一廢水鹽濃縮分離單元的濃水出口連接，所述第一濃液收集單元的出口與第一濃液預處理單元的入口連接，所述第一濃液預處理單元的出口與第一濃液固液分離單元的入口連接，所述第一濃液固液分離單元的出水口與第一蒸發(fā)單元的入口連接，所述第一蒸發(fā)單元的出水口與第一蒸餾水單元的入口連接，所述第一蒸餾水單元的出口與所述反滲透單元的入口連接，所述第一蒸發(fā)單元的出鹽口與第一工業(yè)副產(chǎn)鹽回收單元連接；所述第二濃液收集單元的入口與所述第二廢水鹽濃縮分離單元的濃水出口連接，所述第二濃液收集單元的出口與第二濃液預處理單元的入口連接，所述第二濃液預處理單元的出口與第二濃液固液分離單元的入口連接，所述第二濃液固液分離單元的出水口與第二蒸發(fā)單元的入口連接，所述第二蒸發(fā)單元的出水口與第二蒸餾水單元的入口連接，所述第二蒸餾水單元的出口與所述反滲透單元的入口連接，所述第二蒸發(fā)單元的出鹽口與第二工業(yè)副產(chǎn)鹽回收單元連接。
優(yōu)選地，還包括廢水初級處理組件，所述廢水初級處理組件包括含鉻廢水初級處理單元、化鎳廢水初級處理單元、焦銅廢水初級處理單元、含油廢水初級處理單元、含氰廢水初級處理單元、酸銅廢水初級處理單元和含鎳廢水初級處理單元，所述含鉻廢水初級處理單元包括含鉻廢水池，所述含鉻廢水池的出口連接還原池入口，所述還原池的出口連接絮凝沉淀池的入口，所述絮凝沉淀池的出泥口連接壓濾機，所述絮凝池的上清液出口連接所述廢水收集單元的入口；所述化鎳廢水初級處理單元包括化鎳廢水池，所述化鎳廢水池的出口連接鎳樹(shù)脂回收裝置的入口，所述鎳樹(shù)脂回收裝置的出口連接磷樹(shù)脂回收裝置的入口，所述磷樹(shù)脂回收裝置的出口連接所述廢水收集單元的入口；所述焦銅廢水初級處理單元包含焦銅廢水池，所述焦銅廢水池的出口連接銅沉降池的入口，所述銅沉降池的出口連接所述廢水收集單元的入口；所述含油廢水初級處理單元包括含油廢水池，所述含油廢水池的出口連接中空膜油脂富集裝置的入口，所述中空膜油脂富集裝置的出口連接油氧化裝置的入口，所述油氧化裝置的出口連接所述廢水收集單元的入口；所述含氰廢水初級處理單元包括含氰廢水池，所述含氰廢水池的出口連接氰氧化裝置的入口，所述氰氧化裝置的出口連接所述廢水收集單元的入口；所述酸銅廢水初級處理單元包括酸銅廢水池，所述酸銅廢水池的出口連接銅回收裝置的入口，銅回收裝置的出口連接所述廢水收集單元的入口；所述含鎳廢水初級處理單元包括含鎳廢水池，所述含鎳廢水池的出口連接鎳回收裝置的入口，鎳回收裝置的出口連接所述廢水收集單元的入口。
本發(fā)明還提供一種電鍍廢水中水和鹽資源化的方法，所述方法包括以下步驟：
1)單獨收集廢水并分類(lèi)，廢水經(jīng)廢水初級處理組件處理，將處理后的廢水導入廢水收集單元；
2)將廢水收集單元的廢水導入廢水預處理單元進(jìn)行化學(xué)沉降處理，使其中的COD、金屬離子、油脂、懸浮物、膠體等從水溶液中分離，形成固液混合物；
3)將步驟2)所述固液混合物經(jīng)過(guò)廢水破氰單元去除氰以及其他還原物質(zhì)；
4)將步驟3)得到溶液導入廢水絮凝沉降單元，進(jìn)行絮凝沉降；
5)將步驟4)得到混合物導入廢水固液分離單元分離后得到溶液和泥；
6)將步驟5)得到的溶液經(jīng)廢水生化處理單元處理去除BOD、總氮、總磷，得到生化污泥和水；
7)將步驟6)中的產(chǎn)水導入廢水氧化單元進(jìn)行高級氧化，深度去除COD、色素、膠體；
8)將步驟7)得到的溶液導入到廢水納濾單元，實(shí)現氯鹽和硫酸鹽鹽分的深度分離，得到NF產(chǎn)水和NF濃水；
9)將步驟8)中的NF濃水導入第一廢水鹽濃縮分離單元，實(shí)現硫酸鹽的深度濃縮，濃水進(jìn)入第一濃液收集單元，第一廢水鹽濃縮分離單元產(chǎn)生的淡水返回廢水納濾單元；
10)將步驟8)中的NF產(chǎn)水導入第二廢水鹽濃縮分離單元，實(shí)現氯鹽的深度濃縮，濃水進(jìn)入第二濃液收集單元；
11)將步驟10)中的淡水導入到反滲透單元，得到RO濃水和RO產(chǎn)水，RO濃水返回至第二廢水鹽濃縮分離單元；
12)將步驟11)所述的RO產(chǎn)水送回生產(chǎn)線(xiàn)使用；
13)將步驟9)得到的濃水導入第一濃液預處理單元進(jìn)行處理，將形成的固液混合物經(jīng)過(guò)第一濃液固液分離單元后，得到溶液和泥；
14)將步驟13)得到的溶液經(jīng)第一蒸發(fā)單元進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，獲得蒸發(fā)冷凝水和工業(yè)副產(chǎn)鹽硫酸鈉；蒸發(fā)冷凝水通過(guò)第一蒸餾水單元流入反滲透單元處理，工業(yè)副產(chǎn)鹽進(jìn)入第一工業(yè)副產(chǎn)鹽回收單元進(jìn)行回收并出售；
15)將步驟10)得到的濃水導入第二濃液預處理單元進(jìn)行處理，將形成的固液混合物經(jīng)過(guò)第二濃液固液分離單元后，得到溶液和泥；
16)將步驟15)得到的溶液經(jīng)第二蒸發(fā)單元進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，獲得蒸發(fā)冷凝水和工業(yè)副產(chǎn)鹽氯化鈉；蒸發(fā)冷凝水通過(guò)第二蒸餾水單元流入反滲透單元處理，工業(yè)副產(chǎn)鹽進(jìn)入第二工業(yè)副產(chǎn)鹽回收單元進(jìn)行回收并出售；
17)將步驟5)、6)、13)和15)所得到的污泥委外處理。
優(yōu)選地，步驟2)中，所述廢水預處理單元的化學(xué)沉降方法為將廢水pH調至8.5～11.5，同時(shí)按照不同重金屬離子含量添加相應的沉淀劑或者重捕劑，使大部分金屬離子沉淀。
優(yōu)選地，步驟3)中，所述廢水破氰單元的藥劑為次鈉、臭氧、雙氧水、過(guò)碳酸鈉、過(guò)硫酸鹽中的一種或者多種。
優(yōu)選地，步驟5)中，所述廢水固液分離單元的固液分離方法包括重力沉降法、離心分離過(guò)濾法、真空過(guò)濾法、壓力過(guò)濾法、板式過(guò)濾法、膜過(guò)濾中的一種或者多種。
優(yōu)選地，步驟7)中，所述廢水氧化單元的氧化方法包含電催化氧化法、臭氧催化氧化法、紫外催化氧化法、電子束催化氧化法、微波催化氧化法其中的一種或者多種。
優(yōu)選地，步驟9)和10)中，所述第一廢水鹽濃縮分離單元和第二廢水鹽濃縮分離單元的電除鹽方法主要包括電吸附法、電滲析法中的一種或者多種。
優(yōu)選地，步驟12)和15)中，所述第一濃液預處理單元和第二濃液預處理單元的處理方法為廢水pH調至9.0～11.0，同時(shí)按照不同重金屬離子含量添加相應的沉淀劑和重捕劑，使濃液中大部分重金屬離子被沉淀。
優(yōu)選地，步驟14)和16)中，所述第一蒸發(fā)單元和第二蒸發(fā)單元的蒸發(fā)方法包括膜蒸餾、MVR蒸發(fā)法、單效蒸發(fā)法、多效蒸發(fā)法、閃蒸法、噴霧干燥法、微波干燥法、回轉窯干燥法、負壓干燥法中的一種或者多種。
本發(fā)明相對于現有技術(shù)取得了以下有益技術(shù)效果：
本發(fā)明提供的一種電鍍廢水中水和鹽資源化的系統及方法，采用多種單元之間的有機耦合，實(shí)現了對電鍍廢水中的化學(xué)污染物的深度凈化處理，得到RO產(chǎn)水(淡水)，同時(shí)分離出工業(yè)產(chǎn)氯鹽和硫酸鹽，有效地保證了水資源的回用，也實(shí)現了鹽資源價(jià)值的最大化。
（發(fā)明人：孫亞輝;楊洋;席麗麗;張重陽(yáng);翦磊;盧天潤;黃建陽(yáng)）
