公布日：2023.05.30
申请日：2023.03.22
分类号：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
本发明公开了一种电镀废水中水和盐资源化的系统及方法，根据电镀废水水质复杂且成分不易控制的特点，综合运用各种物理化学分离技术包括化学试剂处理、生化技术、有机物氧化技术、盐浓缩技术、膜技术及蒸发技术来实现氯盐和硫酸盐盐分的分离和浓缩、及中水回用的目的。利用该工艺，实现了对电镀废水的零排放及盐资源再生回用，根据本发明的方法，其关键点在于不同阶段的产水的净化程度控制和浓水成分的控制，有效地保证了水资源再生回用，同时实现了工业副产盐氯盐和硫酸盐的分别结晶回收、污泥的减量化。
权利要求书
1.一种电镀废水中水和盐资源化的系统，其特征在于：包括废水处理组件和废液处理组件，所述废水处理组件包括废水收集单元，所述废水收集单元的出口与废水预处理单元的入口连接，所述废水预处理单元的出口与废水破氰单元的入口连接，所述废水破氰单元的出口与废水絮凝沉降单元的入口连接，所述废水絮凝沉降单元的出口与废水固液分离单元的入口连接，所述废水固液分离单元的出水口与废水生化处理单元的入口连接，所述废水生化处理单元的出水口与废水氧化单元的入口连接，所述废水氧化单元的出口废水纳滤单元的入口连接，所述废水纳滤单元的浓水出口与第一废水盐浓缩分离单元的入口连接，所述第一废水盐浓缩分离单元的淡水出口与所述废水纳滤单元的入口连接，所述第一废水盐浓缩分离单元的浓水出口与所述废液处理组件连接，所述废水纳滤单元的淡水出口与第二废水盐浓缩分离单元的入口连接，所述第二废水盐浓缩分离单元的淡水出口与反渗透单元的入口连接，所述反渗透单元的淡水出口外接制超纯水设备或与生产线连接，所述反渗透单元的浓水出口与所述第二废水盐浓缩分离单元的入口连接，所述第二废水盐浓缩分离单元的浓水出口与所述废液处理组件连接；所述废液处理组件包括第一浓液收集单元和第二浓液收集单元，所述第一浓液收集单元的入口与所述第一废水盐浓缩分离单元的浓水出口连接，所述第一浓液收集单元的出口与第一浓液预处理单元的入口连接，所述第一浓液预处理单元的出口与第一浓液固液分离单元的入口连接，所述第一浓液固液分离单元的出水口与第一蒸发单元的入口连接，所述第一蒸发单元的出水口与第一蒸馏水单元的入口连接，所述第一蒸馏水单元的出口与所述反渗透单元的入口连接，所述第一蒸发单元的出盐口与第一工业副产盐回收单元连接；所述第二浓液收集单元的入口与所述第二废水盐浓缩分离单元的浓水出口连接，所述第二浓液收集单元的出口与第二浓液预处理单元的入口连接，所述第二浓液预处理单元的出口与第二浓液固液分离单元的入口连接，所述第二浓液固液分离单元的出水口与第二蒸发单元的入口连接，所述第二蒸发单元的出水口与第二蒸馏水单元的入口连接，所述第二蒸馏水单元的出口与所述反渗透单元的入口连接，所述第二蒸发单元的出盐口与第二工业副产盐回收单元连接。
2.根据权利要求1所述的电镀废水中水和盐资源化的系统，其特征在于：还包括废水初级处理组件，所述废水初级处理组件包括含铬废水初级处理单元、化镍废水初级处理单元、焦铜废水初级处理单元、含油废水初级处理单元、含氰废水初级处理单元、酸铜废水初级处理单元和含镍废水初级处理单元，所述含铬废水初级处理单元包括含铬废水池，所述含铬废水池的出口连接还原池入口，所述还原池的出口连接絮凝沉淀池的入口，所述絮凝沉淀池的出泥口连接压滤机，所述絮凝池的上清液出口连接所述废水收集单元的入口；所述化镍废水初级处理单元包括化镍废水池，所述化镍废水池的出口连接镍树脂回收装置的入口，所述镍树脂回收装置的出口连接磷树脂回收装置的入口，所述磷树脂回收装置的出口连接所述废水收集单元的入口；所述焦铜废水初级处理单元包含焦铜废水池，所述焦铜废水池的出口连接铜沉降池的入口，所述铜沉降池的出口连接所述废水收集单元的入口；所述含油废水初级处理单元包括含油废水池，所述含油废水池的出口连接中空膜油脂富集装置的入口，所述中空膜油脂富集装置的出口连接油氧化装置的入口，所述油氧化装置的出口连接所述废水收集单元的入口；所述含氰废水初级处理单元包括含氰废水池，所述含氰废水池的出口连接氰氧化装置的入口，所述氰氧化装置的出口连接所述废水收集单元的入口；所述酸铜废水初级处理单元包括酸铜废水池，所述酸铜废水池的出口连接铜回收装置的入口，铜回收装置的出口连接所述废水收集单元的入口；所述含镍废水初级处理单元包括含镍废水池，所述含镍废水池的出口连接镍回收装置的入口，镍回收装置的出口连接所述废水收集单元的入口。
3.一种电镀废水中水和盐资源化的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)单独收集废水并分类，废水经废水初级处理组件处理，将处理后的废水导入废水收集单元；2)将废水收集单元的废水导入废水预处理单元进行化学沉降处理，使其中的COD、金属离子、油脂、悬浮物、胶体等从水溶液中分离，形成固液混合物；3)将步骤2)所述固液混合物经过废水破氰单元去除氰以及其他还原物质；4)将步骤3)得到溶液导入废水絮凝沉降单元，进行絮凝沉降；5)将步骤4)得到混合物导入废水固液分离单元分离后得到溶液和泥；6)将步骤5)得到的溶液经废水生化处理单元处理去除BOD、总氮、总磷，得到生化污泥和水；7)将步骤6)中的产水导入废水氧化单元进行高级氧化，深度去除COD、色素、胶体；8)将步骤7)得到的溶液导入到废水纳滤单元，实现氯盐和硫酸盐盐分的深度分离，得到NF产水和NF浓水；9)将步骤8)中的NF浓水导入第一废水盐浓缩分离单元，实现硫酸盐的深度浓缩，浓水进入第一浓液收集单元，第一废水盐浓缩分离单元产生的淡水返回废水纳滤单元；10)将步骤8)中的NF产水导入第二废水盐浓缩分离单元，实现氯盐的深度浓缩，浓水进入第二浓液收集单元；11)将步骤10)中的淡水导入到反渗透单元，得到RO浓水和RO产水，RO浓水返回至第二废水盐浓缩分离单元；12)将步骤11)所述的RO产水送回生产线使用；13)将步骤9)得到的浓水导入第一浓液预处理单元进行处理，将形成的固液混合物经过第一浓液固液分离单元后，得到溶液和泥；14)将步骤13)得到的溶液经第一蒸发单元进行蒸发浓缩，获得蒸发冷凝水和工业副产盐硫酸钠；蒸发冷凝水通过第一蒸馏水单元流入反渗透单元处理，工业副产盐进入第一工业副产盐回收单元进行回收并出售；15)将步骤10)得到的浓水导入第二浓液预处理单元进行处理，将形成的固液混合物经过第二浓液固液分离单元后，得到溶液和泥；16)将步骤15)得到的溶液经第二蒸发单元进行蒸发浓缩，获得蒸发冷凝水和工业副产盐氯化钠；蒸发冷凝水通过第二蒸馏水单元流入反渗透单元处理，工业副产盐进入第二工业副产盐回收单元进行回收并出售；17)将步骤5)、6)、13)和15)所得到的污泥委外处理。
4.根据权利要求3所述的电镀废水中水和盐资源化的方法，其特征在于：步骤2)中，所述废水预处理单元的化学沉降方法为将废水pH调至8.5～11.5，同时按照不同重金属离子含量添加相应的沉淀剂或者重捕剂，使大部分金属离子沉淀。
5.根据权利要求3所述的电镀废水中水和盐资源化的方法，其特征在于：步骤3)中，所述废水破氰单元的药剂为次钠、臭氧、双氧水、过碳酸钠、过硫酸盐中的一种或者多种。
6.根据权利要求3所述的电镀废水中水和盐资源化的方法，其特征在于：步骤5)中，所述废水固液分离单元的固液分离方法包括重力沉降法、离心分离过滤法、真空过滤法、压力过滤法、板式过滤法、膜过滤中的一种或者多种。
7.根据权利要求3所述的电镀废水中水和盐资源化的方法，其特征在于：步骤7)中，所述废水氧化单元的氧化方法包含电催化氧化法、臭氧催化氧化法、紫外催化氧化法、电子束催化氧化法、微波催化氧化法其中的一种或者多种。
8.根据权利要求3所述的电镀废水中水和盐资源化的方法，其特征在于：步骤9)和10)中，所述第一废水盐浓缩分离单元和第二废水盐浓缩分离单元的电除盐方法主要包括电吸附法、电渗析法中的一种或者多种。
9.根据权利要求3所述的电镀废水中水和盐资源化的方法，其特征在于：步骤12)和15)中，所述第一浓液预处理单元和第二浓液预处理单元的处理方法为废水pH调至9.0～11.0，同时按照不同重金属离子含量添加相应的沉淀剂和重捕剂，使浓液中大部分重金属离子被沉淀。
10.根据权利要求3所述的电镀废水中水和盐资源化的方法，其特征在于：步骤14)和16)中，所述第一蒸发单元和第二蒸发单元的蒸发方法包括膜蒸馏、MVR蒸发法、单效蒸发法、多效蒸发法、闪蒸法、喷雾干燥法、微波干燥法、回转窑干燥法、负压干燥法中的一种或者多种。
发明内容
本发明的目的是提供一种电镀废水中水和盐资源化的系统及方法，以解决上述现有技术中电镀废水水质变化幅度大、各生产线生产的废水污染物种类多样，成分复杂，处理难度大、电镀废水资源化中复盐利用途径有限的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种电镀废水中水和盐资源化的系统，包括废水处理组件和废液处理组件，所述废水处理组件包括废水收集单元，所述废水收集单元的出口与废水预处理单元的入口连接，所述废水预处理单元的出口与废水破氰单元的入口连接，所述废水破氰单元的出口与废水絮凝沉降单元的入口连接，所述废水絮凝沉降单元的出口与废水固液分离单元的入口连接，所述废水固液分离单元的出水口与废水生化处理单元的入口连接，所述废水生化处理单元的出水口与废水氧化单元的入口连接，所述废水氧化单元的出口废水纳滤单元的入口连接，所述废水纳滤单元的浓水出口与第一废水盐浓缩分离单元的入口连接，所述第一废水盐浓缩分离单元的淡水出口与所述废水纳滤单元的入口连接，所述第一废水盐浓缩分离单元的浓水出口与所述废液处理组件连接，所述废水纳滤单元的淡水出口与第二废水盐浓缩分离单元的入口连接，所述第二废水盐浓缩分离单元的淡水出口与反渗透单元的入口连接，所述反渗透单元的淡水出口外接制超纯水设备或与生产线连接，所述反渗透单元的浓水出口与所述第二废水盐浓缩分离单元的入口连接，所述第二废水盐浓缩分离单元的浓水出口与所述废液处理组件连接；
所述废液处理组件包括第一浓液收集单元和第二浓液收集单元，所述第一浓液收集单元的入口与所述第一废水盐浓缩分离单元的浓水出口连接，所述第一浓液收集单元的出口与第一浓液预处理单元的入口连接，所述第一浓液预处理单元的出口与第一浓液固液分离单元的入口连接，所述第一浓液固液分离单元的出水口与第一蒸发单元的入口连接，所述第一蒸发单元的出水口与第一蒸馏水单元的入口连接，所述第一蒸馏水单元的出口与所述反渗透单元的入口连接，所述第一蒸发单元的出盐口与第一工业副产盐回收单元连接；所述第二浓液收集单元的入口与所述第二废水盐浓缩分离单元的浓水出口连接，所述第二浓液收集单元的出口与第二浓液预处理单元的入口连接，所述第二浓液预处理单元的出口与第二浓液固液分离单元的入口连接，所述第二浓液固液分离单元的出水口与第二蒸发单元的入口连接，所述第二蒸发单元的出水口与第二蒸馏水单元的入口连接，所述第二蒸馏水单元的出口与所述反渗透单元的入口连接，所述第二蒸发单元的出盐口与第二工业副产盐回收单元连接。
优选地，还包括废水初级处理组件，所述废水初级处理组件包括含铬废水初级处理单元、化镍废水初级处理单元、焦铜废水初级处理单元、含油废水初级处理单元、含氰废水初级处理单元、酸铜废水初级处理单元和含镍废水初级处理单元，所述含铬废水初级处理单元包括含铬废水池，所述含铬废水池的出口连接还原池入口，所述还原池的出口连接絮凝沉淀池的入口，所述絮凝沉淀池的出泥口连接压滤机，所述絮凝池的上清液出口连接所述废水收集单元的入口；所述化镍废水初级处理单元包括化镍废水池，所述化镍废水池的出口连接镍树脂回收装置的入口，所述镍树脂回收装置的出口连接磷树脂回收装置的入口，所述磷树脂回收装置的出口连接所述废水收集单元的入口；所述焦铜废水初级处理单元包含焦铜废水池，所述焦铜废水池的出口连接铜沉降池的入口，所述铜沉降池的出口连接所述废水收集单元的入口；所述含油废水初级处理单元包括含油废水池，所述含油废水池的出口连接中空膜油脂富集装置的入口，所述中空膜油脂富集装置的出口连接油氧化装置的入口，所述油氧化装置的出口连接所述废水收集单元的入口；所述含氰废水初级处理单元包括含氰废水池，所述含氰废水池的出口连接氰氧化装置的入口，所述氰氧化装置的出口连接所述废水收集单元的入口；所述酸铜废水初级处理单元包括酸铜废水池，所述酸铜废水池的出口连接铜回收装置的入口，铜回收装置的出口连接所述废水收集单元的入口；所述含镍废水初级处理单元包括含镍废水池，所述含镍废水池的出口连接镍回收装置的入口，镍回收装置的出口连接所述废水收集单元的入口。
本发明还提供一种电镀废水中水和盐资源化的方法，所述方法包括以下步骤：
1)单独收集废水并分类，废水经废水初级处理组件处理，将处理后的废水导入废水收集单元；
2)将废水收集单元的废水导入废水预处理单元进行化学沉降处理，使其中的COD、金属离子、油脂、悬浮物、胶体等从水溶液中分离，形成固液混合物；
3)将步骤2)所述固液混合物经过废水破氰单元去除氰以及其他还原物质；
4)将步骤3)得到溶液导入废水絮凝沉降单元，进行絮凝沉降；
5)将步骤4)得到混合物导入废水固液分离单元分离后得到溶液和泥；
6)将步骤5)得到的溶液经废水生化处理单元处理去除BOD、总氮、总磷，得到生化污泥和水；
7)将步骤6)中的产水导入废水氧化单元进行高级氧化，深度去除COD、色素、胶体；
8)将步骤7)得到的溶液导入到废水纳滤单元，实现氯盐和硫酸盐盐分的深度分离，得到NF产水和NF浓水；
9)将步骤8)中的NF浓水导入第一废水盐浓缩分离单元，实现硫酸盐的深度浓缩，浓水进入第一浓液收集单元，第一废水盐浓缩分离单元产生的淡水返回废水纳滤单元；
10)将步骤8)中的NF产水导入第二废水盐浓缩分离单元，实现氯盐的深度浓缩，浓水进入第二浓液收集单元；
11)将步骤10)中的淡水导入到反渗透单元，得到RO浓水和RO产水，RO浓水返回至第二废水盐浓缩分离单元；
12)将步骤11)所述的RO产水送回生产线使用；
13)将步骤9)得到的浓水导入第一浓液预处理单元进行处理，将形成的固液混合物经过第一浓液固液分离单元后，得到溶液和泥；
14)将步骤13)得到的溶液经第一蒸发单元进行蒸发浓缩，获得蒸发冷凝水和工业副产盐硫酸钠；蒸发冷凝水通过第一蒸馏水单元流入反渗透单元处理，工业副产盐进入第一工业副产盐回收单元进行回收并出售；
15)将步骤10)得到的浓水导入第二浓液预处理单元进行处理，将形成的固液混合物经过第二浓液固液分离单元后，得到溶液和泥；
16)将步骤15)得到的溶液经第二蒸发单元进行蒸发浓缩，获得蒸发冷凝水和工业副产盐氯化钠；蒸发冷凝水通过第二蒸馏水单元流入反渗透单元处理，工业副产盐进入第二工业副产盐回收单元进行回收并出售；
17)将步骤5)、6)、13)和15)所得到的污泥委外处理。
优选地，步骤2)中，所述废水预处理单元的化学沉降方法为将废水pH调至8.5～11.5，同时按照不同重金属离子含量添加相应的沉淀剂或者重捕剂，使大部分金属离子沉淀。
优选地，步骤3)中，所述废水破氰单元的药剂为次钠、臭氧、双氧水、过碳酸钠、过硫酸盐中的一种或者多种。
优选地，步骤5)中，所述废水固液分离单元的固液分离方法包括重力沉降法、离心分离过滤法、真空过滤法、压力过滤法、板式过滤法、膜过滤中的一种或者多种。
优选地，步骤7)中，所述废水氧化单元的氧化方法包含电催化氧化法、臭氧催化氧化法、紫外催化氧化法、电子束催化氧化法、微波催化氧化法其中的一种或者多种。
优选地，步骤9)和10)中，所述第一废水盐浓缩分离单元和第二废水盐浓缩分离单元的电除盐方法主要包括电吸附法、电渗析法中的一种或者多种。
优选地，步骤12)和15)中，所述第一浓液预处理单元和第二浓液预处理单元的处理方法为废水pH调至9.0～11.0，同时按照不同重金属离子含量添加相应的沉淀剂和重捕剂，使浓液中大部分重金属离子被沉淀。
优选地，步骤14)和16)中，所述第一蒸发单元和第二蒸发单元的蒸发方法包括膜蒸馏、MVR蒸发法、单效蒸发法、多效蒸发法、闪蒸法、喷雾干燥法、微波干燥法、回转窑干燥法、负压干燥法中的一种或者多种。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明提供的一种电镀废水中水和盐资源化的系统及方法，采用多种单元之间的有机耦合，实现了对电镀废水中的化学污染物的深度净化处理，得到RO产水(淡水)，同时分离出工业产氯盐和硫酸盐，有效地保证了水资源的回用，也实现了盐资源价值的最大化。
（发明人：孙亚辉;杨洋;席丽丽;张重阳;翦磊;卢天润;黄建阳）
