CN101028958A - 一种工业废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种工业废水处理方法，其特征是：其工艺流程如下：一、预处理：废水—pH值调节—废水箱—原水泵—石英砂过滤—活性碳过滤—KDF过滤—精密过滤—超滤，二、预处理后的水由高压泵提供动力进入RO(NF)反渗透系统，该系统改进了传统电镀废水处理工艺，水资源可以循环利用大大减少了环境污染，符合国家可持续发展战略，将带来显著的经济，环境和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域，具体涉及一种工业废水处理方法。
背景技术
膜分离现象大自然遗物别是在生物体内普遍存在，但人类对它的认识利用、模拟却经历了五十多年的时间，追遡渗透现象首先是由Nollet从水自然扩散透过猪膀胱进入酒精中而发现的，后来由Graham发现了透析现象，人们才开始对膜分离现象重视起来并以济研究。1864年人类成功制造了世界上第一张人造膜-晋铁氰化铜膜，使用这种膜蔗糖溶液进行试验，利用渗透压、温度、溶液浓度的相互作用和互为影响，Van’t Hoff以Pranbe认识论为出发点，建立了完整的稀溶液理论。1911年Donnan研究荷电体传递中的平衡现象，为后来的电渗析(CD)和膜电极的发明打下了技术基础，1960年，是膜分离技术发展史上极为重要的一年，这一件Loeb和Souriajan共同发明了一种新的制膜技术，利用醋酸纤维素材料制成非对称膜，使反渗透过程从实验室初步走向工业应用，2、主要膜分离过程工业发展进程(说见表1)，膜分离技术之所以能在半个世纪内得以迅速发展，主要有如下原因：膜分离技术以过近200年的研究积累，已经形成了较为完整的、系统的基础理论。随着近代科学技术的发展建立了高聚物膜材料、结构、形态、性能和膜制造工艺，为扩展应用领域范围提供了必要条件。现代工业迫切需要节能、低能耗原材料再利用和消除环境污染的生产技术。根据研究大部分膜分离过程是最节能的分离方法，水资源再利用、低能耗原材料的回收和再利用、环境工程的污染和废气处理等，都与膜分离技术密切相关所以膜材料技术的应用平台之广，范围之大，可持续发展，3、国内膜分离技术的发展概况，我们膜分离技术从1958年研究离子交换开始，在研究离子交换膜和电渗析的同时，着手反渗透膜技术的探索，20世纪70年代，电渗析、反渗透、超滤和微滤膜组件处在研究开发中。80年代膜分离过程开始在饮用水领域得到应用。90年代以后开始进入食品、医药、生物领域
发明内容
本发明的目的是提供一种工业废水处理方法，分离系数更大得多、分离的高性能、能耗较低，被分离物加热或冷却的消耗很小，且可做到参量回收、多数膜分离过程的工作温度在室温附近(25℃)，特别适用于对热敏物质的处理，膜分离在食品、医药、生物技术领域有其独特的适用性、使很多产品在加工后仍保持原有的营养万份和风味、膜分离技术用于工业废水处理，将有效利用资源，为企业节能降耗，降低成本、创造循环经济成为可能。
一种工业废水处理方法，其工艺流程如下：一、预处理：废水—PH值调节—废水箱—原水泵—石英砂过滤—活性碳过滤—KDF过滤—精密过滤—超滤。
1：根据原废水的水质情况，用计量泵和PH值探头，自动加酸碱，将原水的PH值调至中性，进入废水箱里。
2：用水泵将水打进石英砂过滤器，该过滤器选用玻璃钢材质，里面装填精制石英砂。
3：石英砂过滤器出水进入活性碳过滤器，活性碳的型号根据水质成分来选择，一般选用电镀专用碳。
4：FDF为高纯度的铜锌颗粒，是通过离子的氧气化还原反应来工作，可以去除水中余氯和重金属离子。
5：精密过滤器可以防止胶体物质和微水颗粒进入膜系统。
6：超滤UF装置是介于NF(RO)及MF之间的一种膜分离过程，是以筛孔分离为机理的，在此用切割分子量8-10万的膜以截留大于此分子量的胶体，有机物，色素，细菌等大分子物质。
二、预处理后的水由高压泵提供动力进入RO(NF)反渗透系统。
1、反渗透RO(NF)是以压力为推动力，通过选择性透过膜将溶液中的溶质和溶剂分离的应用技术。
2、反渗透RO(NF)装置将水和盐份重金属离子等溶质分离，渗透液为产水，产水进入收集水箱，以供生产用水，溶质部分为浓缩液，浓缩液的重金属离子浓度很高，水量约为进水量的10％，浓缩液进入絮凝物沉淀池。
3、在絮凝物沉淀池投入絮凝物剂浓缩液经过絮凝物沉淀后将固体物质过滤排出，送至专业处理机构进行金属回收，溶液部分返回原水箱循环处理。
2、反渗透装置的设计：
(1)：根据水源及水量确定使用膜元件的类型。
(2)：根据对产水量和产水水质的要求，确定膜元件的数量，膜组件的排列方式和反渗透装置的回收率。
(3)：根据计算出的膜组件所需的推动压力进行高压泵的选型。
(4)：配置仪表，阀门等配件。
该方法的整套系统安装了反冲洗装置，反冲洗装置由产水方向进水，各过滤装置前有排污口，可整套装置反冲洗，也可单部分反冲洗，反冲洗水经5UM布袋过滤器过滤后进入原水池，反冲洗设定每运行2小时进行一次，以保证系统产水水质和水量，系统另装有药洗装置，无论整套系统多么完美，都会受到水源的污染，因此需要药洗装置进行定时药洗，整套系统各控制点都采用微处理器为基础的可编程控制器PLC，具有很强的运算功能，能完成复杂的操作，以实现对整个系统的控制，该系统改进了传统电镀废水处理工艺，水资源可以循环利用大大减少了环境污染，符合国家可持续发展战略，将带来显著的经济，环境和社会效益。
具体实施方式
一种工业废水处理方法，其工艺流程如下：一、为确保膜UF(RO)装置运行的安全可靠性和经济性，废水原水必须经过预处理部分包括：
废水—PH值调节—废水箱—原水泵—石英砂过滤—活性碳过滤—KDF过滤—精密过滤—超滤，
1：根据原废水水质情况，用计量泵和PH值探头，自动加药(酸或碱)，将原水的PH值调至中性，进入废水箱里。
2：用水泵将水打进石英砂过滤器，该过滤器选用玻璃钢材质，里面装填精制石英砂。
3：石英砂过滤器出水进入活性碳过滤器，活性碳的型号根据水质成分来选择，一般选用电镀专用碳。
4：FDF为高纯度的铜锌颗粒，是通过离子的氧气化还原反应来工作，可以去除水中余氯和重金属离子。
5：精密过滤器可以防止胶体物质和微水颗粒进入膜系统。
6：超滤UF装置是介于NF(RO)及MF之间的一种膜分离过程，是以筛孔分离为机理的，在此用切割分子量8-10万的膜以截留大于此分子量的胶体，有机物，色素，细菌等大分子物质。
二、预处理后的水由高压泵(选用不锈钢)提供动力进入RO(NF)反渗透系统。
1：反渗透RO(NF)是以压力为推动力，通过选择性透过膜将溶液中的溶质和溶剂分离的应用技术。
2：反渗透装置的设计。
(1)：根据水源及水抽确定使用膜元件的类型。
(2)：根据对产水量和产水水质的要求，确定膜元件的数量，膜组件的排列方式和反渗透装置的回收率。
(3)：根据计算出的膜组件所需的推动压力进行高压泵的选型。
(4)：配置仪表，阀门等配件。
3：反渗透RO(NF)装置将水和盐份重金属离子等溶质分离，渗透液为产水，产水进入收集水箱，以供生产用水。溶质部分为浓缩液，浓缩液的重金属离子浓度很高，水量约为进水量的10％，浓缩液进入絮凝物沉淀池。
4：在絮凝物沉淀池投入絮凝物剂(聚合氯化铝等化学药品)浓缩液经过絮凝物沉淀后将固体物质过滤排出，送至专业处理机构进行金属回收，溶液部分返回原水箱循环处理。
在膜分离之技术出现之前，已经有蒸馏、吸附、萃取、深冷等分离技术在广泛应用，与这些传统分离技术相比，膜分离具有以下特点：
第一、膜分离通常是一个高效的分离过程。例如，在此按物质、颗粒大小分离的领域，以重力为基础的是分离技术最小极限是微米(vm)，膜分离可以做到将相对分子量为几千甚至几百的物质进行分离(相应颗粒大小为纳米级nm)。又与扩散过程相比，在蒸馏过程中物质的相对挥发度的比值大都小于10，难分离混合物有时仅比稍大点，而膜分离的分离系数更大得多。如乙醇浓度超过90％的水溶液已接近恒沸点，蒸馏很难分离。但渗透气化的分离系数为几百。再如氮和氢的分离，常规方法不仅要在非常低的温度下进行，而且氢(H2)/氮(N2)的相对挥发很小，在膜分离中，用聚砜膜分离氢、氮，分离系数为80右左，聚酷胺膜则超过120，这是因为蒸馏过程的分离系数主要决定了混合物中各种物质的物理、化学性质，而膜分离过程中还可加入高聚物材料的特性、结构、形态等因素，因此显示了分离的高性能。
第二、膜分离过程能耗较低，大多数膜分离过程都无“相”变化。传统的蒸发、蒸馏、萃取、吸收、吸附等等过程，都是液相或吸附相、主气相的变化，而相变化潜热很大。膜分离过程通常是在室温(常温)下进行，被分离物加热或冷却的消耗很小，且可做到参量回收。
第三、多数膜分离过程的工作温度在室温附近(25℃)，特别适用于对热敏物质的处理，膜分离在食品、医药、生物技术领域有其独特的适用性。例如在抗生素的生产中，一般用减压蒸馏清除水，很难完全避免设备的局部过热现象，在局部过热地区抗生素受热后被破坏，产生有毒物质，它是引起抗生素副作用的重要原因，膜分离过程在常温下进行，确保了不发生过热现象，大大提高了药品使用的安全性。又如：在食品开业中，膜分离透过水代替传统的蒸馏水，使很多产品在加工后仍保持原有的营养万份和风味。
第四、膜分离技术用于工业废水处理，将有效利用资源，为企业节能降耗，降低成本、创造循环经济成为可能。我所设计研制的电镀漂洗水处理回用装置，采用零排放闭路循环系统设计，充分展现了它的社会价值和环保价值。例如，由我所设计承建的上海杜电镀有限公司，是美国通用公司在华投资兴建的一家轮毂电镀合资企业，是目前国内最大的一条汽车轮毂电镀生产线。在膜分离基础上，我们利用集成膜技术，按铳种镀液化学性质，分别以单元单质进行前置预处理、配置DGF/ACF/KDF/MF/UF/NF/系统，每天处理量为480m3/d，处理后回用水360m3/d，电镀液回收率10％，系统回流15％，引起电镀业界协会及其它各行业人士的高度关注。技术创新点在于利用分子筛分机理，以高聚物膜为载体创建离子筛分-流体静压差推动原理，使透过液净化，截留物浓缩；流体叠片前置固液分离装置采用湍流技术是目前最新过滤方法可广泛应用于印染工业、造纸工业、化学工业废水处理，城市生活污水处理、游泳池水处理，这一技术属国际领先水平。
低耗高效过程控制是该项技术的最显著的创新点其脱盐效率已达到99.5％程度；难度在于如何克服膜自身污染和压降问题。工艺路线及主要设备：
工艺路线是建立在原废水水质基础上的，工艺路线设计既有一定标准又有区别于不同类别的废水要求。用水单位多种多样，对水质的要求不尽相同，在同一行业也有由于工艺不同，对用水的要求也不尽相同，用户必须根据自己的生产要求，提出适合自己的用水水质要求。所以，工艺路线的设计首先是根据用户对废水处理的要求来满足回用水要求，总之要实现用户生产线用水要求。对工业废水处理的几个基本水质要求：好于国家综合一级排入标准优于自来水要求；对某些工艺用水要求接近或达到纯水要求；对工艺及水处理设备生产的控制指标：
COD5 去除率≤10；
BOD 去除率≤50；
PH值＝6.8～7.2
电导率＜30
脱盐率＞95％
浓缩率不低于10g/L(单循环浓缩)；
工艺废水处理设备的生产主要按废水处理系统进行生产和配置，以分子筛和离子筛为机理，以处理过程为手段，分别设计前置预处理系统、分子切割系统、膜分离系统及后处理系统。
膜分离设备制造的前期必要工作：
膜分离技术的设计应用是根据需解决的问题进行分析，有时还要进行试验，否则不能给出确切的答案。因为有的分析数据不完全，有些参数比较笼统，例如废水处理时提出的原废水COD、蒸发残渣及可吸附的有机卤素化合物等参数来表征，在这些参数后面，可能会残留着对膜材料有害成分。所以设备配置及选型往往是我们工作的一个必要过程，这就是设计评估。评估可能性程序如下
生产设备主要有：
(1)检验室化验设备；
(2)COD、BOD检测仪；
(3)ORP检测仪；
(4)电导检测仪；
(5)色谱分析仪；
(6)化验必备的玻璃器皿；
(7)焊割设备；
(8)板金设备；
(9)其它工具。
Claims (2)
1、一种工业废水处理方法，其特征是：其工艺流程如下：
一、预处理：废水-PH值调节-废水箱-原水泵-石英砂过滤-活性碳过滤-KDF过滤-精密过滤-超滤，1：根据原废水的水质情况，用计量泵和PH值探头，自动加酸碱，将原水的PH值调至中性，进入废水箱里，2：用水泵将水打进石英砂过滤器，该过滤器选用玻璃钢材质，里面装填精制石英砂，3：石英砂过滤器出水进入活性碳过滤器，活性碳的型号根据水质成分来选择，一般选用电镀专用碳。4：FDF为高纯度的铜锌颗粒，是通过离子的氧气化还原反应来工作，可以去除水中余氯和重金属离子，5：精密过滤器可以防止胶体物质和微水颗粒进入膜系统，6：超滤UF装置是介于NF(RO)及MF之间的一种膜分离过程，是以筛孔分离为机理的，在此用切割分子量8-10万的膜以截留大于此分子量的胶体，有机物，色素，细菌等大分子物质，二、预处理后的水由高压泵提供动力进入RO(NF)反渗透系统，1、反渗透RO(NF)是以压力为推动力，通过选择性透过膜将溶液中的溶质和溶剂分离的应用技术，2、反渗透RO(NF)装置将水和盐份重金属离子等溶质分离，渗透液为产水，产水进入收集水箱，以供生产用水，溶质部分为浓缩液，浓缩液的重金属离子浓度很高，水量约为进水量的10％，浓缩液进入絮凝物沉淀池，3、在絮凝物沉淀池投入絮凝物剂浓缩液经过絮凝物沉淀后将固体物质过滤排出，送至专业处理机构进行金属回收，溶液部分返回原水箱循环处理。
2、根据权利要求1所述一种工业废水处理方法反渗透装置的设计：(1)：根据水源及水量确定使用膜元件的类型，(2)：根据对产水量和产水水质的要求，确定膜元件的数量，膜组件的排列方式和反渗透装置的回收率，(3)：根据计算出的膜组件所需的推动压力进行高压泵的选型，(4)：配置仪表，阀门等配件。
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