申请日2014.12.25
公开(公告)日2015.07.08
IPC分类号C02F101/22; C02F9/04
摘要
本实用新型公开了一种三价铬钝化废水零排放处理系统，该系统包括原水箱、加药箱、净化预处理系统、超滤水箱、钝化废水预浓缩系统、淡水箱、浓缩水箱、循环分离淡水回用系统和钝化废液循环浓缩回收系统;净化预处理系统包括依次相连的多介质过滤器、第一精密过滤器和UF超滤装置;钝化废水预浓缩系统包括依次相连的第一高压泵和一段纳滤膜装置;循环分离淡水回用系统包括依次相连的第二高压泵和反渗透装置;钝化废液循环浓缩回收系统包括依次连接的第二精密过滤器、第三高压泵和二段纳滤膜装置。本实用新型投资成本低、无二次污染、不会产生污泥，浓缩液可回用，既节约了贵重金属资源，又保护了环境。
摘要附图
权利要求书
1.一种三价铬钝化废水零排放处理系统，其特征在于该系统包括原水箱、加药箱、 净化预处理系统、超滤水箱、钝化废水预浓缩系统、淡水箱、浓缩水箱、循环分离淡水回 用系统和钝化废液循环浓缩回收系统;所述净化预处理系统包括依次相连的多介质过滤 器、第一精密过滤器和UF超滤装置;所述钝化废水预浓缩系统包括依次相连的第一高压泵 和一段纳滤膜装置;所述循环分离淡水回用系统包括依次相连的第二高压泵和反渗透装 置;所述钝化废液循环浓缩回收系统包括依次连接的第二精密过滤器、第三高压泵和二段 纳滤膜装置;
所述原水箱的加药口和加药箱连接，原水箱的出口与净化预处理系统的入口连接，所述 净化预处理系统的出口连接超滤水箱的入口，超滤水箱的出口连接所述钝化废水预浓缩系 统的入口;所述钝化废水预浓缩系统中一段纳滤膜装置的淡水出口连接淡水箱的入口，浓 水出口连接浓缩水箱的一个入口;所述淡水箱的出口和所述循环分离淡水回用系统的入口 连接，循环分离淡水回用系统中反渗透装置的淡水出口连接纯水箱的入口，纯水箱与钝化 漂洗水槽连接，反渗透装置的浓水出口与超滤水箱的另一个入口连接;所述浓缩水箱的加药 口和加药箱连接，浓缩水箱的出口经并联的管路分别与所述钝化废液循环浓缩回收系统的 入口、钝化液槽的入口相连，所述钝化废液循环浓缩回收系统中二段纳滤膜装置的浓水出 口与浓缩水箱的另一个入口连接，淡水出口与超滤水箱的另一个入口连接。
2.根据权利要求1所述的三价铬钝化废水零排放处理系统，其特征在于所述原水箱 的原水入口和钝化漂洗水槽的出口连接。
3.根据权利要求1所述的三价铬钝化废水零排放处理系统，其特征在于所述三价铬 钝化废水零排放处理系统还包括原水增加泵，所述原水增压泵设在所述原水箱的出口管路 上。
4.根据权利要求1所述的三价铬钝化废水零排放处理系统，其特征在于所述三价铬 钝化废水零排放处理系统还包括第一加药泵和第二加药泵，所述第一加药泵设在所述原水 箱的加药口和加药箱连接管路上，所述第二加药泵设在所述浓缩水箱的加药口和加药箱连 接管路上。
5.根据权利要求1所述的三价铬钝化废水零排放处理系统，其特征在于所述三价铬 钝化废水零排放处理系统还包括纯水增压泵，所述纯水增压泵设在纯水箱与钝化漂洗水槽 的连接管路上。
6.根据权利要求1所述的三价铬钝化废水零排放处理系统，其特征在于所述三价铬 钝化废水零排放处理系统还包括浓缩增压泵，所述浓缩增压泵设在所述浓缩水箱的出口管 路上。
7.根据权利要求6所述的三价铬钝化废水零排放处理系统，其特征在于在所述的浓 缩增压泵的出口与钝化废液循环浓缩回收系统的入口的连接管路上、浓缩增压泵的出口与 钝化液槽的入口的连接管路上分别设有废水调节阀。
8.根据权利要求1所述的三价铬钝化废水零排放处理系统，其特征在于所述多介质 过滤器采用石英砂作为过滤介质;所述第一精密过滤器的滤芯孔径在1～10μm;所述UF超 滤装置采用孔径1～20nm的超滤膜;所述第二精密过滤器的滤芯孔径在1～10μm。
9.根据权利要求1所述的三价铬钝化废水零排放处理系统，其特征在于所述一段纳 滤膜装置的纳滤膜为聚酰胺复合膜;所述反渗透膜装置的反渗透膜为聚酰胺复合膜;所述二 段纳滤膜装置的纳滤膜为聚酰胺复合膜。
说明书
一种三价铬钝化废水零排放处理系统
技术领域
本发明属于工业水处理领域，涉及一种三价铬钝化废水零排放处理系统，具体涉及一种 从三价铬钝化漂洗废水中回收钝化液、实现废水零排放的系统。
背景技术
电镀废水中含有多种重金属成分，按照“达标排放”的技术设计，经处理“达标”的废 水排放，依然对环境有一定污染，同时电镀使用的金、银、铜、镍、铬等原料都是价值很高 的贵重金属。针对电镀废水中重金属成分回收价值高，处理不当对环境危害严重的特性，发 明人经过对电镀废水多种处理方法反复试验和运用，找到了一种较经济的直接从清洗槽中回 收单一金属离子，实现清洗水和金属离子全部回用和对电镀清洗水进行分类处理循环利用的 方法，分别于2008年11月和2010年4月申请了发明专利(专利号分别为： ZL200810235197.1;ZL201010156033.7)，上述发明有效的解决了镀铜、镀镍、镀铬废水的 循环利用，及铜、镍、铬的回收问题。三价铬钝化废水与上面所述的电镀废水性质有很大差 别，三价铬钝化具有与六价铬钝化类似的性质，但毒性却只有六价铬的百分之一，三价铬钝 化废水中铬通常是以络合状态存在，较难去除;目前对于三价铬钝化废水循环利用的技术还 没有报道。现有的三价铬废水处理的方法主要有臭氧破络沉淀法、芬顿破络沉淀法、电解法 和离子交换法。臭氧破络沉淀法，其不足在于需要臭氧发生器，且臭氧本身就是一种大气污 染物，其使用量要控制适当，另外，废水中的金属离子沉淀为固废以后二次回收难度大成本 高;芬顿破络沉淀法需要大量的药剂，运行费用高，且有污泥产生量大等问题;离子交换法 操作简单便捷，但由于离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂耗量大，因此在应 用上受到很大限制。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述问题以及三价铬钝化废水的化学和物理特性，利用特定的 膜处理技术处理三价铬钝化废水，提供了一种三价铬钝化废水零排放处理系统，使用该处 理系统能够从钝化废水中回收钝化液回用于钝化槽，同时产生的淡水返回生产线循环使用。
本实用新型的目的可以通过以下措施达到：
一种三价铬钝化废水零排放处理系统，该系统包括原水箱、加药箱、净化预处理系 统、超滤水箱、钝化废水预浓缩系统、淡水箱、浓缩水箱、循环分离淡水回用系统和钝化 废液循环浓缩回收系统;所述净化预处理系统包括依次相连的多介质过滤器、第一精密过 滤器和UF超滤装置;所述钝化废水预浓缩系统包括依次相连的第一高压泵和一段纳滤膜装 置;所述循环分离淡水回用系统包括依次相连的第二高压泵和反渗透装置;所述钝化废液 循环浓缩回收系统包括依次连接的第二精密过滤器、第三高压泵和二段纳滤膜装置;
所述原水箱的加药口和加药箱连接，原水箱的出口与净化预处理系统的入口连接，所述 净化预处理系统的出口连接超滤水箱的入口，超滤水箱的出口连接所述钝化废水预浓缩系 统的入口;所述钝化废水预浓缩系统中一段纳滤膜装置的淡水出口连接淡水箱的入口，浓 水出口连接浓缩水箱的一个入口;所述淡水箱的出口和所述循环分离淡水回用系统的入口 连接，循环分离淡水回用系统中反渗透装置的淡水出口连接纯水箱的入口，纯水箱与钝化 漂洗水槽连接，反渗透装置的浓水出口与超滤水箱的另一个入口连接;所述浓缩水箱的加药 口和加药箱连接，浓缩水箱的出口经并联的管路分别与所述钝化废液循环浓缩回收系统的 入口、钝化槽的入口相连，所述钝化废液循环浓缩回收系统中二段纳滤膜装置的浓水出口 与浓缩水箱的另一个入口连接，淡水出口与超滤水箱的另一个入口连接。
所述原水箱的原水入口和钝化漂洗水槽的出口连接。
所述三价铬钝化废水零排放处理系统还包括原水增加泵，所述原水增压泵设在所述原 水箱的出口管路上。
所述三价铬钝化废水零排放处理系统还包括第一加药泵和第二加药泵，所述第一加药 泵设在所述原水箱的加药口和加药箱连接管路上，所述第二加药泵设在所述浓缩水箱的加 药口和加药箱连接管路上。
所述三价铬钝化废水零排放处理系统还包括纯水增压泵，所述纯水增压泵设在纯水箱 与钝化漂洗水槽的连接管路上。
所述三价铬钝化废水零排放处理系统还包括浓缩增压泵，所述浓缩增压泵设在所述浓 缩水箱的出口管路上。在所述的浓缩增压泵的出口与钝化废液循环浓缩回收系统的入口的 连接管路上、浓缩增压泵的出口与钝化液槽的入口的连接管路上分别设有废水调节阀。
所述多介质过滤器采用石英砂作为滤芯，例如选用60目的石英砂作为滤芯;所述精密 过滤器的滤芯孔径在1～10μm左右，优选采用孔径5μm精密过滤器;所述UF超滤装置采 用孔径1～20nm的超滤膜，特别是孔径为10nm的超滤膜;所述第二精密过滤器滤芯孔径在 1～10μm左右，优选采用5μm。
所述一段纳滤膜装置的纳滤膜为聚酰胺复合膜，优选采用DK8040聚酰胺复合膜;所述 反渗透膜装置的反渗透膜为聚酰胺复合膜，优选采用BW8040-400聚酰胺复合膜;所述二段 纳滤膜装置的纳滤膜为聚酰胺复合膜，优选采用DK8040聚酰胺复合膜。
所述原水箱1中装有高低水位液位器用于控制原水增压泵2的启动和停止;所述超滤水 箱9中装有高低水位液位器用于控制原水增压泵2和第一高压泵10的启动和停止;所述淡 水箱12中装有高低水位液位器用于控制第一高压泵10和第二高压泵13的启动和停止;所 述浓缩水箱17中分别装有高低水位液位器用于控制第一高压泵10、浓缩增压泵18和第三 高压泵20的启动和停止。
使用时：首先调节原料三价铬钝化废水pH达到6～8，防止溶液pH较低时废水的氧化 性过强而将后续处理膜氧化导致膜的穿透，然后使用0.2～0.5MPa的原水增压泵让废水通过 多介质过滤器，粗滤废水中的悬浮物、杂质、有机物，再用第一精密过滤器进行精滤，这级 净化的作用是滤除废水中的有机物、杂质、悬浮物等有害成分，以免这些物质进入UF超滤 系统，造成UF超滤装置的堵塞、污染以及使用寿命缩短等;经过多介质过滤器和第一精密 过滤器净化处理的水直接进入UF超滤装置，进行超滤过滤净化处理，超滤膜是一种具有超 级“筛分”功能的多孔膜。这级可有效去除废水中的微粒、胶体、细菌及高分子有机物质， 降低浊度、COD、TOC等水质指标，使反渗透膜得到更可靠的保护。经过净化预处理后的 废水进入超滤水箱，通过第一高压泵注入一段纳滤膜进行一段纳滤分离处理分别得到一段纳 滤淡水和一段纳滤浓缩液，一段纳滤淡水进入淡水箱，通过第二高压泵送至反渗透膜进行反 渗透分离处理，分别得到纯水和反渗透浓水，得到的纯水进入纯水箱，经过纯水增压泵送入 钝化漂洗水槽;反渗透浓水返回超滤水箱与经过净化过滤预处理的废水混合，进行后续的钝 化废水预浓缩处理。一段纳滤浓缩液进入浓缩水箱，其三价铬的质量浓度为原料三价铬钝 化废水的5～8倍，控制浓缩水箱中浓缩液的pH在4～6之间，防止溶液pH较低时浓缩液 的氧化性过强而将纳滤膜氧化导致膜的穿透，一段纳滤浓缩液经浓缩增压泵送入第二精密过 滤器，再通过第三高压泵送入二段纳滤膜装置进行二段纳滤分离处理，分别得到二段纳滤淡 水和二段纳滤浓缩液，所得二段纳滤淡水返回超滤水箱与经过净化过滤预处理的废水混合， 进行后续的钝化废水预浓缩处理;所述二段纳滤浓缩液返回浓缩水箱与经过一段纳滤膜装 置处理的一段纳滤浓缩液混合，重新通过第二精密过滤器和二段纳滤膜装置，进行二段纳滤 浓缩循环处理，直到达到三价铬钝化液的浓度，浓缩液中三价铬离子的含量相对于原料三价 铬钝化废水的500倍以上，然后将浓缩液回用于钝化槽。
本实用新型的特点是：首先将浓度较低的钝化废水预浓缩至一定的倍数，然后利用反渗 透膜系统去制回用纯水，再使用纳滤膜系统对预浓缩的浓水进一步浓缩，在该过程中无任何 二次污染物引入，该浓缩过程属于电镀企业正常的电镀废水处理流程，无额外设备及工时投 入，降低了运营成本。本发明与电镀工业原有钝化废水处理的方式向比较，具有设备简单投 入少且运营成本低，工艺过程简单，污染小及能将浓缩后的浓缩液回用于钝化槽等特点。
本实用新型的有益效果：
本实用新型采用聚酰胺复合纳滤膜将三价铬钝化清洗废水进行预浓缩，该系统产生的淡 水经聚酰胺复合反渗透膜制成纯水回到生产线循环使用，同时采用另一种聚酰胺复合纳滤膜 对上述系统所产生的浓缩进行浓缩处理，通过循环浓缩得到相对于原料三价铬钝化废水500 倍以上浓度的浓缩液，可回用于钝化槽。本实用新型投资成本低、无二次污染、不会产生污 泥，同时浓缩液可回用，降低了运行成本。本实用新型处理系统解决了现行三价铬钝化废水 污染大，资源浪费，处理困难且不经济等难题，既节约了贵重金属资源，又保护了环境。
