一种含镍重金属废水零排放工艺的制作方法

一种含镍重金属废水零排放工艺的制作方法

一种含镍重金属废水零排放生产工艺方法

【技术领域】

[0001] 本发明属于水处理技术领域， 具体涉及一种含镍重金属废水零排放工艺。

【背景技术】

含镍废水由于水量大、处理难度大，难以回用。现有的回用方法主要是对重金属废水收集后进行高级氧化分解，该方法需要加入大量药剂。高级氧化后出水进行混凝沉淀，通过加入液碱与重金属离子生成氢氧化物沉淀，通过加入聚合碱式氯化铝和聚丙烯酰胺，生成的氢氧化物沉淀反应形成大颗粒，有利于沉淀去除。混凝沉淀后出水进行pH调节，有利于进入后续的超滤、反渗透系统。pH调节后出水进入砂滤、炭滤系统，去除废水中的细小颗粒，有利于进入超滤系统。超滤系统出水进入反渗透系统浓缩，反渗透系统产生的浓缩水进入多效蒸发器蒸发浓缩。浓缩液外购，冷凝水回用于生产。由上可知，现有的重金属废水零排放工艺需要投加大量的药剂，大量的药剂投入不利于后续的超滤、反渗透系统，也造成出水电导率高，不利于产水回用，产水回收率低，一般不超过70%，反渗透膜结垢严重，清洗困难，系统不能长期稳定运行。

【发明概要】

[0003] 针对上述缺陷和需要，本发明提出了一种含镍重金属废水零排放工艺，旨在解决现有工艺中试剂投入量大、浓缩产水困难、产水回收率低、系统污染堵塞等问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种含镍重金属废水零排放工艺，包括螯合反应工艺、絮凝沉淀工艺、过滤工艺、浓缩工艺和后处理工艺；

过滤工艺包括砂过滤、碳过滤、超滤中的一种或多种组合；

所述浓缩工艺包括至少2道反渗透工艺和至少1道絮凝沉淀工艺，其中，絮凝沉淀​​工艺位于反渗透工艺之间，且絮凝沉淀工艺与其下游的反渗透工艺形成循环回流；

[0007] 后处理工艺包括固体后处理工艺和液体后处理工艺。

[0008] 进一步的， 该工艺沿待处理水体的流动方向依次进行螯合反应过程、 絮凝沉淀过程、 过滤过程、 浓缩过程和后处理过程。

进一步的，具体工艺步骤为：

(1)调节待处理水体的pH值至8～10，加入重金属捕获剂，进行螯合反应；

[0011] (2)向反应后的水体中添加絮凝剂，进行第一次絮凝沉淀；

(3)将第一次絮凝沉淀后的水体pH值调节至7～8，依次进行至少一次砂滤、至少一次炭滤和至少一次超滤，其中，超滤后的水体包括超滤产水和超滤浓缩水；

[0013] (4)将超滤水进行第一次反渗透过程，第一次反渗透后的水体包括反渗透水1和反渗透浓缩水1；

反渗透浓缩水1经过第二次反渗透过程，第二次反渗透后的水体包括反渗透产水2和反渗透浓缩水2；

[0015] (5)向反渗透浓缩水2中添加絮凝剂，进行第二次絮凝沉淀；

经过二次絮凝沉淀后，水体依次经过至少一次砂滤和至少0次碳滤；

[0017] (6)经过砂滤/碳滤后的水体经过第三次反渗透过程，第三次反渗透后的水体包括反渗透产水3和反渗透浓缩水3 ;

反渗透浓缩水3进入液体后处理步骤；

[0019] 其中，将步骤（3)的超滤浓缩水引入步骤（5)进行第二次絮凝沉淀；

[0020] 其中，步骤（4)中的反渗透水1、反渗透水2、反渗透水3均回收重复使用，回收率为50%-65% ；

[0021] 其中，步骤(2)和步骤(5)絮凝沉淀过程中得到的污泥进入固体后处理装置B，

[0022] 其中，步骤（5）和步骤（6）依次重复n次，n2≥1，重复过程中可以省略步骤（5）。

[0023] 进一步的，步骤（6)中的反渗透浓缩水3分为两部分：反渗透浓缩水31和反渗透浓缩水32 ；

将反渗透浓缩水31回流引入步骤（5）进行第二次絮凝沉淀；

[0025] 反渗透浓缩水32进入液体后处理工序；

[0026] 反渗透浓缩水31与反渗透浓缩水32的比例为1:1～5:3。

进一步的，步骤（1）中所述的重金属清除剂为硫氰酸三钠、硫化钠、三硫代碳酸钠、二硫代氨基甲酸钠复合物中的一种或多种；

[0028] 步骤（2)和步骤（5)中所述的絮凝剂为PAC、PAM、PAS、PFC、PFS、PPAC、PAFCS中的一种或者两种以上的混合物。

[0029] 进一步的， 步骤 (1 ) 中所述的重金属捕获剂为硫氰酸三钠与硫化钠复合而成， 硫氰酸三钠与硫化钠的比例为 1:1-5:1。

进一步的， 在步骤 (3) 中第一次絮凝沉淀后， 水体依次经过 1 次砂滤、 2 次炭滤和 1 次超滤。

[0031] 进一步的， 步骤（4 ) 中第一反渗透工艺采用低压膜， 反渗透产水量1的回收率为60% -65% ；

[0032] 步骤（4)中第二道反渗透工序采用海水淡化膜，反渗透水2的回收率为60%-65% ；

[0033]步骤(6)第三级反渗透工艺采用海水淡化膜，反渗透水3的回收率为50％-60％。

含镍重金属废水零排放工艺设备、沿待处理水体的流动方向依次设置含镍废水收集池、反应池、絮凝池1、沉淀池1、pH调节池、砂滤池1、炭滤池1、炭滤池2、超滤装置、反渗透装置1、反渗透装置2、絮凝池2、沉淀池2、砂滤池2、反​​渗透装置3、浓水箱、MVR蒸发器；

反渗透装置1、反渗透装置2、反渗透装置3均与水回收罐连接；

[0036] 沉淀池1、沉淀池2均依次与污泥浓缩池、板框压滤机相连。

[0037] 进一步的，所述超滤装置与絮凝池2连接；

[0038] 反渗透装置3与絮凝池2连接。

本专利的有益效果为：本发明提出了一种含镍重金属废水零排放工艺，采用硫氰酸三钠与硫化钠复配形成的重金属清除剂，可有效降低废水中重金属镍的含量，避免大量投入药剂给后续浓缩系统带来负担；该工艺包括多道可回流的反渗透浓缩工序，重复的反渗透浓缩工序还包括絮凝沉淀工序，回流设计可减少最终浓缩水的排放量，同时提高总的产水回收率；控制降低各道反渗透浓缩工序的产水回收率，可避免反渗透系统的污染堵塞，稳定系统整体运行。

【附图说明】

[0040] 图1为本发明提出的含镍重金属废水零排放工艺设备的流程示意图。

【具体实施方法】

本发明提出了一种含镍重金属废水零排放工艺及设备，设备流程如图1所示，具体步骤为：

[0042] (1)将含镍废水收集池中待处理的水引入反应池，先在反应池中加入碱性氢氧化钠调节水的pH值至8-10，再加入重金属捕获剂与水发生螯合反应。

[0043] 可选的， 所述碱性物质还可以为石灰或碳酸钠。

[0044] 所述重金属清除剂为硫氰酸三钠、硫化钠、三硫代碳酸钠、二硫代氨基甲酸钠中的一种或多种的化合物。

[0045] 优选的， 由硫氰酸三钠与硫化钠复合而成。

硫氰酸三钠与硫化钠的比例为1:1-5:1。

优选的，硫氰酸三钠与硫化钠的比例为1:1。

可选的，硫氰酸三钠与硫化钠的比例为2:1、3:1或5:1。

[0049] 该重金属清除剂具有较强的螯合力，将络合的镍进行螯合，有效降低水体中金属镍的含量，同时避免投加大量的高级氧化剂，降低后续处理工艺的进水离子浓度，减轻后续处理工艺的负担。

[0050] (2)反应完成后，将水体引入絮凝池1，在絮凝池1中添加絮凝剂PAC、PAM进行第一次絮凝；絮凝完成后，将水体引入沉淀池1进行第一次沉淀；第一次沉淀得到沉淀水体1和污泥1。

[0051] 可选的， 所述絮凝剂为 PAC、 PAM、 PAS、 PFC、 PFS、 PPAC、 PAFCS 中的一种或多种的混合物， 所述絮凝剂能够将水中的微小颗粒凝聚成大颗粒。

[0052] 可选的，还可以向pH调节罐中添加盐酸或氨基磺酸。

[0053] (3)将沉淀水体 1 引入 pH 调节池，向 pH 调节池中加入硫酸调节 pH 为 7-8，pH 调节完成后依次引入砂滤池 1、炭滤池 1、炭滤池 2、超滤装置进行砂滤、第一次炭滤、第二次炭滤、超滤，超滤后水体包括超滤浓水和超滤产水，超滤浓水与超滤产水的比例为 1:99-10:90。

[0054] 优选的，超滤浓缩水与超滤产水的比例为5:95。

[0055] 可选的，超滤浓缩水与超滤采出水的比例为2:98、7:93或10:90。

砂滤、炭滤、超滤可去除水体中的悬浮物，降低水体中的浊度、SDI及重金属含量，使其满足后续反渗透工艺的进水要求。其中第一次炭滤、第二次炭滤可有效降低水体中的有机物及微生物，避免后续反渗透膜污染问题。

（4）超滤制水引入反渗透