本發(fā)明涉及一種廢水的處理方法和處理系統(tǒng)，具體涉及一種電鍍行業(yè)含鋅廢水的處理方法，已經(jīng)用于該方法的對電鍍行業(yè)含鋅廢水進行處理的系統(tǒng)和該方法或該系統(tǒng)在用于處理電鍍行業(yè)含鋅廢水中的應用。

背景技術：

含鋅電鍍廢水處理在處理工藝中常使用化學法、電解法、普通離子交換法等處理方法。以上處理方法存在一定的局限性且不能做到零排放?；瘜W法是現(xiàn)在處理絡合電鍍廢水廣為使用的方法，在生產(chǎn)過程中需要加入大量的酸堿，同時需要加入硫酸亞鐵、聚合氯化鋁，增加了水排放的含鹽率，且水中殘留的金屬離子仍然難以達到排放標準；由于廢水排放標準規(guī)定的受控物含量極低，要達到排放標準需要投入超量的化學藥品，成本較高，且廢水無法作為工藝用水回收使用；而電解法處理工藝成熟，運行穩(wěn)定，但由于排放標準規(guī)定的受控物含量極低，所以電解廢水時耗電量較大，處理成本高，并且易產(chǎn)生有毒氣體，難以處理到達標排放；普通離子交換法采用有機骨架離子交換樹脂可以有效去除廢水中的各種有害離子，同時水可以回用，但樹脂用量大，再生液處理困難，需消耗大量的酸堿，處理成本高；且樹脂在再生過程中，由于樹脂的再生、產(chǎn)生的收縮與膨脹而造成樹脂的大量破裂，經(jīng)濟性不高。還有些處理方法采用反滲透膜濃縮處理電鍍廢水，同時將純水回用，但是該工藝無法達到工藝要求，使用有其局限性。

可以看出，目前針對含鋅廢水的各種處理方法均存在諸多問題，即使對各電鍍廠的現(xiàn)有設備充分利用仍然無法達到廢水的大部分或全部回用，而且對在廢水中的有價值金屬無法進行有效分離和回收。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的問題和缺陷，提供一種操作簡單、運行穩(wěn)定、成本低廉、處理效率高的含鋅廢水處理方法及相應的處理系統(tǒng)，從而達到電鍍生產(chǎn)含鋅廢水的零排放或低排放，同時對廢水中各金屬離子實現(xiàn)較高純度的回收，節(jié)約電鍍行業(yè)生產(chǎn)用水量，顯著減少電鍍行業(yè)對環(huán)境的污染，減少酸堿的使用量，可有效節(jié)約資源降低生產(chǎn)成本并實現(xiàn)設備投資的回收，推動和促進電鍍行業(yè)的清潔化生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種含鋅廢水處理方法，其特征在于，所述處理方法依次序包括：

(1)將含鋅廢水進行預處理，得到預處理水；

(2)將步驟(1)得到的預處理水進行生化處理，得到生化處理水；

(3)將步驟(2)得到的生化處理水進行濃縮處理，得到濃縮處理高鹽濃水和回用水；

(4)將步驟(3)得到的濃縮處理高鹽濃水進行蒸發(fā)結晶處理，得到回用水和結晶物；

其中回用水標準為：ph6-8，電導率≤50，cod≤30，濁度≤1。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中，

所述含鋅廢水ph6-8，其包含鋅離子、ss和cod等污染物；其中，所述含鋅廢水中zn²⁺為30-50mg/l；

優(yōu)選地，所述預處理的步驟為：

(1-1)將含鋅廢水引入破鋅池，在破鋅池中加入硫酸至ph為2-3，后加入次氯酸鈉至orp值為300-400mv，進行破鋅反應；

(1-2)將步驟(1-1)處理后的廢水引入ph調節(jié)池，加入氫氧化鈉至ph為8.5-9.5；

(1-3)將步驟(1-2)處理后的廢水引入化學反應池，加入混凝劑，后加入絮凝劑，攪拌20-30min；

(1-4)將步驟(1-3)處理后的廢水引入精密控制高效沉淀系統(tǒng)；

優(yōu)選地，所述步驟(1-1)中，加入濃度為10％的硫酸溶液調節(jié)ph；優(yōu)選地，加入濃度為10％的次氯酸鈉溶液調節(jié)orp值；

優(yōu)選地，所述步驟(1-1)的破鋅反應時間為20-30min；

優(yōu)選地，所述步驟(1-2)中，加入濃度為10％的氫氧化鈉溶液調節(jié)ph；

優(yōu)選地，所述步驟(1-3)中，所述混凝劑為無機混凝劑，更優(yōu)選為pac；優(yōu)選地，所述絮凝劑為有機絮凝劑，更優(yōu)選為pam；優(yōu)選地，所述加入混凝劑和絮凝劑之間的時間間隔為20-40min；

優(yōu)選地，經(jīng)步驟(1-3)處理的廢水ph為8-9；

優(yōu)選地，所述步驟(1-4)中，所述精密控制高效沉淀系統(tǒng)由配水系統(tǒng)、沉淀處理池、斜管、出水堰、污泥斗依次連接組成；優(yōu)選地，將步驟(1-3)處理后的廢水依次引入所述配水系統(tǒng)、沉淀處理池、斜管；經(jīng)上述處理后的上清液進入出水堰得到預處理水，得到的污泥沉入污泥斗；優(yōu)選地，所述沉淀處理池的壓力為2-3mpa。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述生化處理步驟為：將步驟(1)得到的預處理水依次進入?yún)捬醭?、好氧池、膜生物反應器?/p>

優(yōu)選地，所述厭氧池中包含厭氧菌；優(yōu)選地，所述厭氧菌選自酵母菌、硝酸鹽菌、梭桿菌或擬桿菌中的一種或多種；

優(yōu)選地，所述酵母菌、硝酸鹽菌、梭桿菌或擬桿菌經(jīng)馴化使其具有耐鹽性；

優(yōu)選地，所述好氧池中包含好氧微生物；

優(yōu)選地，所述氧微生物選自芽孢桿菌、根瘤菌、硝化菌或霉菌中的一種或多種；

優(yōu)選地，所述芽孢桿菌、根瘤菌、硝化菌或霉菌經(jīng)馴化使其具有耐鹽性；

優(yōu)選地，所述膜生物反應器由中空纖維膜組件和膜池組成；優(yōu)選地，所述中空纖維膜組件位于所述膜池中；

優(yōu)選地，所述中空纖維膜孔徑為0.01-0.1μm；

優(yōu)選地，所述生化處理后ph為6-8。

優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述濃縮處理步驟為：將步驟(2)得到的生化處理水依次經(jīng)過一級納濾系統(tǒng)、一級反滲透系統(tǒng)、二級反滲透系統(tǒng)；

優(yōu)選地，所述一級納濾系統(tǒng)由精密過濾器和一級納濾膜依次連接組成；

優(yōu)選地，所述精密過濾器的濾芯為熔噴式pp棉；

優(yōu)選地，所述精密微孔過濾器的濾芯孔徑為5μm；

優(yōu)選地，所述一級納濾膜為工業(yè)級高脫鹽率納濾膜；

優(yōu)選地，所述一級納濾膜的孔徑為1-2nm；

優(yōu)選地，所述一級納濾膜對鈉離子的截留率為50-70％；

優(yōu)選地，所述一級納濾膜對重金屬離子及鹽分的截留率＞97％；

優(yōu)選地，所述一級納濾系統(tǒng)的進膜壓力為1.0-1.5mpa；

優(yōu)選地，所述一級納濾系統(tǒng)的相對分子質量截留范圍為150-300道爾頓；

優(yōu)選地，所述進入一級納濾系統(tǒng)的水的ph為6-8；

優(yōu)選地，所述一級納濾系統(tǒng)的透過液可作為回用水使用；

優(yōu)選地，所述一級納濾系統(tǒng)的濃縮液進入一級反滲透系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述一級反滲透系統(tǒng)由精密過濾器和一級反滲透膜依次連接組成；

優(yōu)選地，所述精密過濾器的濾芯為熔噴式pp棉；

優(yōu)選地，所述精密微孔過濾器的濾芯孔徑為5μm；

優(yōu)選地，所述一級反滲透膜為苦咸水反滲透膜；

優(yōu)選地，所述一級反滲透膜對重金屬離子及鹽分的截留率＞98％；

優(yōu)選地，所述一級反滲透膜的孔徑為0.1-1nm；

優(yōu)選地，所述一級反滲透系統(tǒng)的進膜壓力為1.8mpa；

優(yōu)選地，所述進入一級反滲透系統(tǒng)的水的ph為5-6；

優(yōu)選地，所述一級反滲透系統(tǒng)中通過加入鹽酸來調整ph；

優(yōu)選地，加入濃度為0.2-0.5％的鹽酸調節(jié)ph；

優(yōu)選地，所述一級反滲透系統(tǒng)的透過液返回一級納濾系統(tǒng)；

優(yōu)選地，所述一級反滲透系統(tǒng)的濃縮液進入二級反滲透系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述二級反滲透系統(tǒng)由精密過濾器和二級反滲透膜依次連接組成；

優(yōu)選地，所述精密過濾器的濾芯為熔噴式pp棉；

優(yōu)選地，所述精密微孔過濾器的濾芯孔徑為5μm；

優(yōu)選地，所述二級反滲透膜為海水反滲透膜；

優(yōu)選地，所述二級反滲透膜對重金屬離子及鹽分的截留率＞99.5％；

優(yōu)選地，所述二級反滲透膜的孔徑為0.1-1nm；

優(yōu)選地，所述二級反滲透系統(tǒng)的進膜壓力為4-5mpa；

優(yōu)選地，所述進入二級反滲透系統(tǒng)的水的ph為6-8；

優(yōu)選地，所述二級反滲透系統(tǒng)中通過加入鹽酸來調整ph；

優(yōu)選地，所述鹽酸的濃度為0.2-0.5％；

優(yōu)選地，所述二級反滲透系統(tǒng)的透過液返回一級納濾系統(tǒng)；

優(yōu)選地，所述二級反滲透系統(tǒng)的濃縮液為所述高鹽濃水。

優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述蒸發(fā)結晶處理步驟為：將步驟(3)得到的高鹽濃水依次經(jīng)過換熱器、濃縮蒸發(fā)器、蒸發(fā)結晶器；

優(yōu)選地，所述換熱器的操作溫度為80-100℃；

優(yōu)選地，所述換熱器的操作壓力為0.05-0.1mpa；

優(yōu)選地，所述濃縮蒸發(fā)器由加熱室、分離室、循環(huán)室、布液器、除沫器依次連接組成；

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)結晶器由分離室、鹽腿、稠厚器、結晶釜依次連接組成；

優(yōu)選地，所述高鹽濃水經(jīng)過濃縮蒸發(fā)器后的冷凝水返回所述二級反滲透系統(tǒng)；

優(yōu)選地，所述高鹽濃水經(jīng)過濃縮蒸發(fā)器后得到濃縮高鹽濃水；

優(yōu)選地，所述濃縮高鹽濃水的含鹽量為30-35％；

優(yōu)選地，所述濃縮高鹽濃水經(jīng)過蒸發(fā)結晶器后得到結晶物和冷凝水；優(yōu)選地，所述結晶物為硫酸鈉和/或氯化鈉；優(yōu)選地，所述冷凝水作為回用水使用。

本發(fā)明還提供一種本發(fā)明所述含鋅廢水處理方法的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括依次連通的預處理單元、生化處理單元、濃縮處理單元和蒸發(fā)結晶處理單元。

優(yōu)選地，所述預處理單元包括依次連通的破鋅池、ph調節(jié)池、化學反應池、精密控制高效沉淀系統(tǒng)；所述精密控制高效沉淀系統(tǒng)由配水系統(tǒng)、沉淀處理池、斜管、出水堰、污泥斗依次連接組成。

優(yōu)選地，所述生化處理單元包括依次連通的厭氧池、好氧池、膜生物反應器；

優(yōu)選地，所述膜生物反應器由中空纖維膜組件和膜池組成；

優(yōu)選地，所述中空纖維膜組件位于所述膜池中；

優(yōu)選地，所述中空纖維膜孔徑為0.01-0.1μm。

優(yōu)選地，所述濃縮處理單元包括依次連通的一級納濾系統(tǒng)、一級反滲透系統(tǒng)、二級反滲透系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述一級納濾系統(tǒng)由精密過濾器和一級納濾膜依次連接組成；

優(yōu)選地，所述精密過濾器的濾芯為熔噴式pp棉；

優(yōu)選地，所述精密過濾器的濾芯孔徑為5μm；

所述一級納濾膜為工業(yè)級高脫鹽率納濾膜；

優(yōu)選地，所述一級納濾膜的孔徑為1-2nm；

優(yōu)選地，所述一級納濾膜對鈉離子的截留率為50-70％；優(yōu)選地，所述一級納濾膜對重金屬離子及鹽分的截留率＞97％；

優(yōu)選地，所述一級納濾系統(tǒng)的進膜壓力為1.0-1.5mpa；

優(yōu)選地，所述一級納濾系統(tǒng)的相對分子質量截留范圍為150-300道爾頓；

優(yōu)選地，所述進入一級納濾系統(tǒng)的水的ph為6-8。

優(yōu)選地，所述一級反滲透系統(tǒng)由精密過濾器和一級反滲透膜依次連接組成；

優(yōu)選地，所述精密過濾器的濾芯為熔噴式pp棉；

優(yōu)選地，所述精密過濾器的濾芯孔徑為5μm；

優(yōu)選地，所述一級反滲透膜為苦咸水反滲透膜；

優(yōu)選地，所述一級反滲透膜對重金屬離子及鹽分的截留率＞98％；

優(yōu)選地，所述一級反滲透膜的孔徑為0.1-1nm；

優(yōu)選地，所述一級反滲透系統(tǒng)的進膜壓力為1.8mpa；

優(yōu)選地，所述進入一級反滲透系統(tǒng)的水的ph為5-6；

優(yōu)選地，所述一級反滲透系統(tǒng)中通過加入鹽酸來調整ph；

優(yōu)選地，所述鹽酸的濃度為0.2-0.5％。

優(yōu)選地，所述二級反滲透系統(tǒng)由精密過濾器和二級反滲透膜依次連接組成；

優(yōu)選地，所述精密過濾器的濾芯為熔噴式pp棉；

優(yōu)選地，所述精密過濾器的濾芯孔徑為5μm；

優(yōu)選地，所述二級反滲透膜為海水反滲透膜；

優(yōu)選地，所述二級反滲透膜對重金屬離子及鹽分的截留率＞99.5％；

優(yōu)選地，所述二級反滲透膜的孔徑為0.1-1nm；

優(yōu)選地，所述二級反滲透系統(tǒng)的進膜壓力為4-5mpa；

優(yōu)選地，所述進入二級反滲透系統(tǒng)的水的ph為6-8；

優(yōu)選地，所述二級反滲透系統(tǒng)中通過加入鹽酸來調整ph；

優(yōu)選地，所述鹽酸的濃度為0.2-0.5％。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)結晶單元包括依次連通的換熱器、濃縮蒸發(fā)器、蒸發(fā)結晶器；

優(yōu)選地，所述換熱器的操作溫度為80-100℃；

優(yōu)選地，所述換熱器的操作壓力為0.05-0.1mpa；

優(yōu)選地，所述濃縮蒸發(fā)器由加熱室、分離室、循環(huán)室、布液器、除沫器依次連接組成；

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)結晶器由分離室、鹽腿、稠厚器、結晶釜依次連接組成。

本發(fā)明所述含鋅廢水處理方法或本發(fā)明所述含鋅廢水處理方法的處理系統(tǒng)在處理含鋅廢水中的應用。

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術中含鋅廢水處理中存在的缺陷，提供的含鋅廢水的處理方法為：

本發(fā)明所述含鋅廢水污染物來源分析：本發(fā)明所述含鋅廢水主要是在電鍍工藝后的鍍件清洗、極板清洗、鋅等鍍件鈍化、不銹鋼電解拋光、鋁陽極氧化、鍍件處理等工序所產(chǎn)生的廢水，ph6-8，其包含鋅、ss和cod等污染物；

本發(fā)明所述含鋅廢水處理方法和處理系統(tǒng)通過“廢水分流、分類處理、廢水回用、資源回收”的技術路線，采用重金屬高精度去除技術、高含鹽量廢水生化技術、特種膜濃縮技術和機械負壓蒸發(fā)結晶技術將電鍍重金屬含鋅廢水經(jīng)處理后全部回用于生產(chǎn)，實現(xiàn)廢水零排放，將廢水回用率提高到99.67％，最大限度的實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，將廢水中的污染物轉化為固體回收利用，徹底實現(xiàn)廢水的零排放。

本發(fā)明所述含鋅廢水預處理工藝：1、將含鋅廢水引入破鋅池，在破鋅池中加入硫酸至ph2-3，后加入次氯酸鈉至orp值為300-400mv，后將廢水引入ph調節(jié)池，加入氫氧化鈉至ph為8.5-9.5；2、再將廢水引入化學反應池，為了加速混凝反應，加入混凝劑，后加入絮凝劑，攪拌20-30min，使之形成較大的礬花(0.6-1.0mm)，從而加速沉淀，在絮凝過程中實現(xiàn)分時段加入混凝劑和絮凝劑，使兩者處于最佳的反應時間，絮凝反應系統(tǒng)采用機械攪拌，反應速度快、效果好、加藥量少，在去除重金屬的同時對磷、氟、cod都有較高的去除效果；3、后引入精密控制高效沉淀系統(tǒng)；所述精密控制高效沉淀系統(tǒng)由配水系統(tǒng)、沉淀處理池、斜管、出水堰、污泥斗依次連接組成；將處理后的廢水依次引入所述配水系統(tǒng)、沉淀處理池、斜管；經(jīng)上述處理后的上清液進入出水堰得到預處理水，污泥沉入污泥斗；上述精密控制高效沉淀系統(tǒng)為了增大沉淀面積，縮短沉淀時間，提高沉淀效率，通過精密控制高效沉淀系統(tǒng)的水力布水、高效沉降等作用，高效的沉淀絮體及ss，同時于池內設置所述斜管，使下沉顆粒不受穩(wěn)流影響的干擾，達到快速沉淀效果，所述精密控制高效沉淀系統(tǒng)的處理能力比一般的沉淀池大3-7倍，池底的污泥通過設置的靜壓排泥裝置排入污泥池進一步濃縮，然后泵入污泥壓濾機壓濾，泥餅根據(jù)性質再處理，可去除約80％的懸浮物、40-70％的油類，并使出水濁度<30ntu，cod下降40-60％等；

本發(fā)明所述含鋅廢水生化處理工藝：將預處理水依次進入?yún)捬醭?、好氧池、膜生物反應器；?jīng)過a/o/mbr的生物降解作用，去除廢水中大部分的cod、氨氮及ss等物質；本發(fā)明所述厭氧工藝在無溶解氧條件下或缺氧條件下，利用厭氧菌的作用，使有機物發(fā)生水解、酸化，去除廢水中的有機物，提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理工藝；本發(fā)明所述好氧工藝是在有氧條件下，有機物在好氧微生物的作用下氧化分解，有機物濃度下降，微生物量增加，污水中的有機物，首先被吸附在活性污泥和生物膜表面，并與微生物細胞表面接觸，小分子的有機物能夠直接透過細胞壁進入微生物體內，而大分子有機物則必須在細胞外酶-水解酶的作用下被水解為小分子后再被微生物攝入細胞體內。有機物最終被分解成co2和h2o；本發(fā)明所述膜生物反應器由中空纖維膜組件和膜池組成；優(yōu)選地，所述中空纖維膜組件位于所述膜池中；膜組件放置于膜池中，于池中進行曝氣，由于中空纖維膜小于0.1微米的孔徑，可以將菌膠團和游離細菌全部保留在膜池中，從而達到泥水分離，各種懸浮顆粒、細菌、藻類、濁度及有機物均得到有效的去除，保證了出水懸浮物接近零的優(yōu)良出水水質。膜生物反應器的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使硝化反應順利進行，有效去除氨氮；同時可以截留難于降解的大分子有機物，延長其在生化反應池中的停留時間，使之得到最大限度的分解。

本發(fā)明所述含鋅廢水濃縮處理工藝：將生化處理水依次經(jīng)過一級納濾系統(tǒng)、一級反滲透系統(tǒng)、二級反滲透系統(tǒng)；本發(fā)明為實現(xiàn)含鋅廢水的零排放，在生化處理系統(tǒng)后端設置濃縮處理系統(tǒng)，用來處理生化處理系統(tǒng)產(chǎn)生的濃鹽水；本發(fā)明所述濃縮處理系統(tǒng)為多級濃縮、納濾/反滲透濃縮結合的工藝，通過膜的逐級濃縮，使高鹽含量廢水的水量逐漸降低(所獲得的高鹽濃水含鹽量為40-60g/l)從而降低了后續(xù)蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的投資及運行費用；該濃縮處理工藝使得后續(xù)的蒸發(fā)結晶系統(tǒng)中需要處理的濃鹽水，比常規(guī)的濃縮處理系統(tǒng)減少了80％，使整個廢水處理系統(tǒng)的投資成本減少了20-30％，廢水處理的運行成本減少了30-40％，使系統(tǒng)的自動化程度提高。

本發(fā)明所述含鋅廢水蒸發(fā)結晶處理工藝：將濃縮處理得到的高鹽濃水依次經(jīng)過換熱器、濃縮蒸發(fā)器、蒸發(fā)結晶器；本發(fā)明將廢水處理至蒸發(fā)結晶階段后全部回用，做到含鋅廢水的零排放；廢水先進入所述蒸發(fā)結晶系統(tǒng)中的換熱器中，經(jīng)過熱交換，除掉廢水中的o2和co2氣體，換熱后的廢水進入濃縮蒸發(fā)器內進行蒸發(fā)濃縮，當廢水含鹽濃度至30-35％時即在產(chǎn)生硫酸鈉和氯化鈉結晶之前，將該廢水送至蒸發(fā)結晶器，得到結晶物和冷凝水，冷凝水作為回用水使用。本發(fā)明所述蒸發(fā)結晶系統(tǒng)利用機械增溫設備造成廢水蒸發(fā)部分的負壓，可以節(jié)省能源，而經(jīng)過壓縮的廢水蒸汽增溫增壓進入濃縮蒸發(fā)器的管外，把潛熱傳遞給管子，其本身凝結成冷凝水，同時管內的含鹽廢水蒸發(fā)。本發(fā)明所述蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的特點是體積小，占地少，能耗低，熱效率高，一般一噸廢水的耗電量為16-20kwh，其熱效率是單效閃蒸系統(tǒng)的27倍，是四效閃蒸系統(tǒng)的7倍，是目前最先進的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其所產(chǎn)生的結晶物可經(jīng)處理或送相關部門提純利用，其主要成分為硫酸鈉和氯化鈉。

上述蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的優(yōu)點如下：(1)該系統(tǒng)采用混程給水使相同造水噸位裝置的噸水電耗較國外工藝減少40-50％；(2)由于該系統(tǒng)混程給水，經(jīng)過濃縮處理系統(tǒng)的高鹽濃水從蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的高溫效依次進入低溫效，濃度逐漸升高，溫度逐漸降低。避免了國外工藝中，由低溫效向高溫效循環(huán)給水引起的在高溫效給水濃度升高，有效減輕了高溫效的結垢和腐蝕情況；(3)經(jīng)過濃縮處理系統(tǒng)的高鹽濃水在濃縮蒸發(fā)器上分布均勻，避免了現(xiàn)有蒸發(fā)結晶系統(tǒng)中噴頭式給水不均勻易堵塞的缺點；(4)真空系統(tǒng)采用差壓抽氣裝置，各效間準確形成設計壓差，使得該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。

本發(fā)明所述含鋅廢水處理方法的處理系統(tǒng)，采用可編程邏輯控制器，同時實現(xiàn)電氣和儀表自動控制和監(jiān)測，采用工控機，對系統(tǒng)的運行工藝狀態(tài)和運行參數(shù)進行監(jiān)測。此外，所述系統(tǒng)中的膜系統(tǒng)定期采用透過液沖洗以沖洗膜面的污染物，保護膜；并建立在線的化學清洗系統(tǒng)，可以保證系統(tǒng)長期、穩(wěn)定、高效運行。

目前，現(xiàn)有技術中關于含鋅廢水的常規(guī)處理技術有化學沉淀技術、生物處理技術和膜分離技術，常規(guī)技術主要按照“達標排放”的路線設計，與本發(fā)明相比存在以下不足：

(1)常規(guī)技術系統(tǒng)廢水回用率為60％，其中，水資源未充分循環(huán)利用，廢水處理后排放增加了周邊環(huán)境的負荷；

(2)常規(guī)生化處理技術中微生物對鹽分的耐受性差，污泥濃度一般為3000mg/l，本發(fā)明技術中生化系統(tǒng)的污泥濃度為7000-8000mg/l。

(3)重金屬離子尚未100％去除，環(huán)境污染依然存在；

(4)膜濃縮系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水需再次處理，否則會造成二層污染；

(5)常規(guī)技術回用水電導率為200-300μs/cm，本發(fā)明技術回用水電導率≤50μs/cm。

本發(fā)明所述含鋅廢水處理方法、處理系統(tǒng)的有益效果：

(1)本發(fā)明所述含鋅廢水預處理工藝根據(jù)各種重金屬離子反應的條件不同，采用ph、orp等在線監(jiān)測儀表，自動控制計量泵定量加藥，投加藥劑與廢水充分反應，并通過精密控制高效沉淀系統(tǒng)進行固液分離處理，重金屬離子去除率可達99.99％。

(2)本發(fā)明所述含鋅廢水生化工藝采用a/o/mbr工藝，系統(tǒng)由生化池、膜組件和膜池組成，可以將活性污泥全部保留在膜池中，各種懸浮顆粒、細菌、有機物等各種污染物停留時間長，從而被充分去除，保證了出水水質優(yōu)良，ss幾乎為零。本工藝容積負荷高，對水質水量適應力強，采用經(jīng)馴化具有耐鹽的特種微生物對含鹽量高且含有難降解cod的廢水去除效率高，脫氮效果好。

(3)本發(fā)明所述含鋅廢水濃縮工藝采用特種膜濃縮技術將廢水中的鹽分按照脫鹽濃縮和精脫鹽濃縮結合的技術將廢水濃縮30倍以上，深度處理系統(tǒng)的產(chǎn)水可直接回用于生產(chǎn)。特種膜濃縮技術在具有高流速下仍具有高效脫鹽率、具有較高機械強度和使用壽命、能在較低操作壓力下發(fā)揮功能、化學穩(wěn)定性好，性價比高的特點。

(4)本發(fā)明所述含鋅廢水蒸發(fā)結晶采用德國特種蒸汽壓縮技術，由蒸餾水熱交換器、濃縮蒸發(fā)器、結晶器及離心機等組成，當蒸發(fā)器處理廢水時，蒸發(fā)廢水所需的熱能再蒸汽冷凝和冷凝水冷卻時釋放熱能所提供，在運行過程中，沒有潛熱的流失，使廢水實現(xiàn)低溫負壓蒸發(fā)。在壓縮機壓縮時壓力和溫度提升，高焓值蒸汽重新作為熱源可充分回收蒸餾水和濃液熱量，節(jié)省能耗。蒸發(fā)時采用管外蒸發(fā)，不僅效率高且管內永不積垢。

附圖說明

以下，結合附圖來詳細說明本發(fā)明的實施方案，其中：

圖1是本發(fā)明所述含鋅廢水處理系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

以下參照具體的實施例來說明本發(fā)明。本領域技術人員能夠理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明，其不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。

下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的原料、試劑材料等，如無特殊說明，均為市售購買產(chǎn)品。

本發(fā)明所述含鋅廢水污染物來源分析：本發(fā)明所述含鋅廢水主要是在電鍍工藝后的鍍件清洗、極板清洗、鋅等鍍件鈍化、不銹鋼電解拋光、鋁陽極氧化、鍍件處理等工序所產(chǎn)生的廢水，ph6-8，其包含鋅、ss和cod等污染物；

本發(fā)明所述含鋅廢水預處理工藝：1、將含鋅廢水引入破鋅池，在破鋅池中加入硫酸至ph，后加入次氯酸鈉至orp值為300-400mv，后將廢水引入ph調節(jié)池，加入氫氧化鈉至ph為8.5-9.5；2、再將廢水引入化學反應池，為了加速混凝反應，加入混凝劑，后加入絮凝劑，攪拌20-30min，使之形成較大的礬花(0.6-1.0mm)，從而加速沉淀，在絮凝過程中實現(xiàn)分時段加入混凝劑和絮凝劑，使兩者處于最佳的反應時間，絮凝反應系統(tǒng)采用機械攪拌，反應速度快、效果好、加藥量少，在去除重金屬的同時對磷、氟、cod都有較高的去除效果；3、后引入精密控制高效沉淀系統(tǒng)；優(yōu)選地，所述精密控制高效沉淀系統(tǒng)由配水系統(tǒng)、沉淀處理池、斜管、出水堰、污泥斗依次連接組成；將處理后的廢水依次引入所述配水系統(tǒng)、沉淀處理池、斜管；經(jīng)上述處理后的上清液進入出水堰得到預處理水，污泥沉入污泥斗；上述精密控制高效沉淀系統(tǒng)為了增大沉淀面積，縮短沉淀時間，提高沉淀效率，通過精密控制高效沉淀系統(tǒng)的水力布水、高效沉降等作用，高效的沉淀絮體及ss，同時于池內設置所述斜管，使下沉顆粒不受穩(wěn)流影響的干擾，達到快速沉淀效果，所述精密控制高效沉淀系統(tǒng)的處理能力比一般的沉淀池大3-7倍，池底的污泥通過設置的靜壓排泥裝置排入污泥池進一步濃縮，然后泵入污泥壓濾機壓濾，泥餅根據(jù)性質再處理，可去除約80％的懸浮物、40-70％的油類，并使出水濁度<30ntu，cod下降40-60％等；

本發(fā)明所述含鋅廢水生化處理工藝：將預處理水依次進入?yún)捬醭?、好氧池、膜生物反應器；?jīng)過a/o/mbr的生物降解作用，去除廢水中大部分的cod、氨氮及ss等物質；本發(fā)明所述厭氧工藝在無溶解氧條件下或缺氧條件下，利用厭氧菌的作用，使有機物發(fā)生水解、酸化，去除廢水中的有機物，提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理工藝；本發(fā)明所述好氧工藝是在有氧條件下，有機物在好氧微生物的作用下氧化分解，有機物濃度下降，微生物量增加，污水中的有機物，首先被吸附在活性污泥和生物膜表面，并與微生物細胞表面接觸，小分子的有機物能夠直接透過細胞壁進入微生物體內，而大分子有機物則必須在細胞外酶-水解酶的作用下被水解為小分子后再被微生物攝入細胞體內。有機物最終被分解成co2和h2o；本發(fā)明所述膜生物反應器由中空纖維膜組件和膜池組成；優(yōu)選地，所述中空纖維膜組件位于所述膜池中；膜組件放置于膜池中，于池中進行曝氣，由于中空纖維膜小于0.1微米的孔徑，可以將菌膠團和游離細菌全部保留在膜池中，從而達到泥水分離，各種懸浮顆粒、細菌、藻類、濁度及有機物均得到有效的去除，保證了出水懸浮物接近零的優(yōu)良出水水質。膜生物反應器的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使硝化反應順利進行，有效去除氨氮；同時可以截留難于降解的大分子有機物，延長其在生化反應池中的停留時間，使之得到最大限度的分解。

本發(fā)明所述含鋅廢水濃縮處理工藝：將生化處理水依次經(jīng)過一級納濾系統(tǒng)、一級反滲透系統(tǒng)、二級反滲透系統(tǒng)；本發(fā)明為實現(xiàn)含鋅廢水的零排放，在生化處理系統(tǒng)后端設置濃縮處理系統(tǒng)，用來處理生化處理系統(tǒng)產(chǎn)生的濃鹽水；本發(fā)明所述濃縮處理系統(tǒng)為多級濃縮、納濾/反滲透濃縮結合的工藝，通過膜的逐級濃縮，使高鹽含量廢水的水量逐漸降低(所獲得的高鹽濃水含鹽量為40-60g/l)從而降低了后續(xù)蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的投資及運行費用；該濃縮處理工藝使得后續(xù)的蒸發(fā)結晶系統(tǒng)中需要處理的濃鹽水，比常規(guī)的濃縮處理系統(tǒng)減少了80％，使整個廢水處理系統(tǒng)的投資成本減少了20-30％，廢水處理的運行成本減少了30-40％，使系統(tǒng)的自動化程度提高。

本發(fā)明所述含鋅廢水蒸發(fā)結晶處理工藝：將濃縮處理得到的高鹽濃水依次經(jīng)過換熱器、濃縮蒸發(fā)器、蒸發(fā)結晶器；本發(fā)明將廢水處理至蒸發(fā)結晶階段后全部回用，做到含鋅廢水的零排放；廢水先進入所述蒸發(fā)結晶系統(tǒng)中的換熱器中，經(jīng)過熱交換，除掉廢水中的o2和co2氣體，換熱后的廢水進入濃縮蒸發(fā)器內進行蒸發(fā)濃縮，當廢水含鹽濃度至30-35％時即在產(chǎn)生硫酸鈉和氯化鈉結晶之前，將該廢水送至蒸發(fā)結晶器，得到結晶物和冷凝水，冷凝水作為回用水使用。本發(fā)明所述蒸發(fā)結晶系統(tǒng)利用機械增溫設備造成廢水蒸發(fā)部分的負壓，可以節(jié)省能源，而經(jīng)過壓縮的廢水蒸汽增溫增壓進入濃縮蒸發(fā)器的管外，把潛熱傳遞給管子，其本身凝結成冷凝水，同時管內的含鹽廢水蒸發(fā)。本發(fā)明所述蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的特點是體積小，占地少，能耗低，熱效率高，一般一噸廢水的耗電量為16-20kwh，其熱效率是單效閃蒸系統(tǒng)的27倍，是四效閃蒸系統(tǒng)的7倍，是目前最先進的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其所產(chǎn)生的結晶物可經(jīng)處理或送相關部門提純利用，其主要成分為硫酸鈉和氯化鈉。

本發(fā)明以下實施例的工藝流程，其基本處理流程為：電鍍含鋅廢水→預處理工藝→生化處理工藝→進入?yún)捬醭亍M入好氧池→膜生物反應器→增壓→一級納濾膜分離→增壓→一級反滲透膜分離→增壓→二級反滲透膜分離，分離后高鹽濃水進入蒸發(fā)結晶系統(tǒng)；在蒸發(fā)結晶系統(tǒng)中，高鹽濃水經(jīng)過濃縮蒸發(fā)器處理產(chǎn)生的冷凝水，可滿足車間回用水的水質要求。

實施例1

(1)含鋅廢水進行預處理，得到預處理水

首先取含鋅廢水，該含鋅廢水主要是在電鍍工藝后的鍍件清洗、極板清洗、鋅等鍍件鈍化、不銹鋼電解拋光、鋁陽極氧化、鍍件處理等工序所產(chǎn)生的廢水，ph6-8，其包含鋅、ss和cod等污染物；

將含鋅廢水引入破鋅池，在破鋅池中加入10％的硫酸溶液至ph為2-3，后加入濃度為10％的次氯酸鈉溶液至orp值為300-400mv，進行破鋅反應；后將廢水引入ph調節(jié)池，加入10％濃度的氫氧化鈉溶液，調節(jié)ph為8.5-9.5，將廢水再引入化學反應池，加入混凝劑pac和絮凝劑pam，攪拌25min。再將廢水引入精密控制高效沉淀系統(tǒng)。

(2)將所述預處理水進行生化處理，得到生化處理水

將所述預處理水依次進入?yún)捬醭?、好氧池、膜生物反應器；其中，厭氧池中包含厭氧菌，所述厭氧菌選自酵母菌、硝酸鹽菌、梭桿菌或擬桿菌中的一種或多種；所述酵母菌、硝酸鹽菌、梭桿菌或擬桿菌經(jīng)馴化使其具有耐鹽性；其中好氧池中包含好氧微生物，所述氧微生物選自芽孢桿菌、根瘤菌、硝化菌或霉菌中的一種或多種；所述芽孢桿菌、根瘤菌、硝化菌或霉菌經(jīng)馴化使其具有耐鹽性；后進入膜生物反應器，所述膜生物反應器由中空纖維膜(中空纖維膜的孔徑為0.01-0.1μm)組件和膜池組成；膜組件放置于膜池中，于池中進行曝氣，所述生化處理后ph為6-8，能去除廢水中大部分的cod、氨氮及ss等物質；本發(fā)明所述厭氧工藝在無溶解氧條件下或缺氧條件下，利用厭氧菌的作用，使有機物發(fā)生水解、酸化，去除廢水中的有機物，提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理工藝；本發(fā)明所述好氧工藝是在有氧條件下，有機物在好氧微生物的作用下氧化分解，有機物濃度下降，微生物量增加，污水中的有機物，首先被吸附在活性污泥和生物膜表面，并與微生物細胞表面接觸，小分子的有機物能夠直接透過細胞壁進入微生物體內，而大分子有機物則必須在細胞外酶-水解酶的作用下被水解為小分子后再被微生物攝入細胞體內。有機物最終被分解成co2和h2o；本發(fā)明所述膜生物反應器由中空纖維膜組件和膜池組成，膜組件放置于膜池中，于池中進行曝氣，由于中空纖維膜小于0.1微米的孔徑，可以將菌膠團和游離細菌全部保留在膜池中，從而達到泥水分離，各種懸浮顆粒、細菌、藻類、濁度及有機物均得到有效的去除，保證了出水懸浮物接近零的優(yōu)良出水水質。膜生物反應器的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使硝化反應順利進行，有效去除氨氮；同時可以截留難于降解的大分子有機物，延長其在生化反應池中的停留時間，使之得到最大限度的分解。

(3)將所述生化處理水進行濃縮處理，得到高鹽濃水和回用水

將生化處理水依次經(jīng)過一級納濾系統(tǒng)、一級反滲透系統(tǒng)、二級反滲透系統(tǒng)；所述一級納濾系統(tǒng)由精密過濾器和一級納濾膜依次連接組成，其中精密過濾器的濾芯為熔噴式pp棉，精密微孔過濾器的孔徑為5μm，該一級納濾膜的孔徑為1nm，待處理的水經(jīng)過一級納濾膜時，對鈉離子的截留率為50％，對重金屬離子及鹽分的截留率為98％；后經(jīng)過一級納濾系統(tǒng)，ph為6-8，進膜壓力為1.5mpa；該一級納濾系統(tǒng)的相對分子質量截留范圍為300道爾頓；該一級納濾系統(tǒng)的透過液經(jīng)離子交換可作為回用水繼續(xù)使用；

上述處理水經(jīng)過一級納濾系統(tǒng)的濃縮液進入一級反滲透系統(tǒng)，所述一級反滲透系統(tǒng)由精密過濾器和一級反滲透膜(苦咸水反滲透膜，孔徑為0.1-1nm)依次連接組成，一級反滲透系統(tǒng)的進膜壓力為1.8mpa，通過0.2％的鹽酸調整ph為5-6，經(jīng)過該一級反滲透膜，對重金屬離子及鹽分的截留率為99％；上述處理水經(jīng)過一級反滲透系統(tǒng)的透過液返回一級納濾系統(tǒng)，其濃縮液進入二級反滲透系統(tǒng)。所述二級反滲透系統(tǒng)由精密過濾器和二級反滲透膜(海水反滲透膜，孔徑為0.1-1nm)依次連接組成；二級反滲透系統(tǒng)的進膜壓力為5mpa，通過0.2％的鹽酸調整ph為6-8，經(jīng)過該二級反滲透膜，對重金屬離子及鹽分的截留率為99.9％；上述處理水經(jīng)過二級反滲透系統(tǒng)的透過液返回一級納濾系統(tǒng)，其濃縮液為高鹽濃水，高鹽濃水的含鹽量為40g/l。

本發(fā)明為實現(xiàn)含鋅廢水的零排放，在生化處理系統(tǒng)后端設置濃縮處理系統(tǒng)，用來處理生化處理系統(tǒng)產(chǎn)生的濃鹽水；本發(fā)明所述濃縮處理系統(tǒng)為多級濃縮、納濾/反滲透濃縮結合的工藝，通過膜的逐級濃縮，使高鹽含量廢水的水量逐漸降低(所獲得的高鹽濃水含鹽量為40g/l)從而降低了后續(xù)蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的投資及運行費用；該濃縮處理工藝使得后續(xù)的蒸發(fā)結晶系統(tǒng)中需要處理的濃鹽水，比常規(guī)的濃縮處理系統(tǒng)減少了80％，使整個廢水處理系統(tǒng)的投資成本減少了30％，廢水處理的運行成本減少了40％，使系統(tǒng)的自動化程度提高。上述含鋅廢水濃縮處理工藝，經(jīng)精密過濾器和一級納濾系統(tǒng)進行預濃縮，經(jīng)過一級納濾系統(tǒng)的透過液經(jīng)離子交換后可作為回用水使用，所述一級納濾系統(tǒng)的濃縮液進入一級反滲透系統(tǒng)；所述一級反滲透系統(tǒng)的透過液返回一級納濾系統(tǒng)，所述一級反滲透系統(tǒng)的濃縮液進入二級反滲透系統(tǒng)；所述二級反滲透系統(tǒng)的透過液返回一級納濾系統(tǒng)，所述二級反滲透系統(tǒng)的濃縮液為所述高鹽濃水。

(4)將所述高鹽濃水進行蒸發(fā)結晶處理，得到回用水和結晶物

將上述高鹽濃水依次經(jīng)過換熱器、濃縮蒸發(fā)器、蒸發(fā)結晶器；所述換熱器的操作溫度為80-100℃；所述換熱器的操作壓力為0.05-0.1mpa；所述濃縮蒸發(fā)器由加熱室、分離室、循環(huán)室、布液器、除沫器依次連接組成；所述蒸發(fā)結晶器由分離室、鹽腿、稠厚器、結晶釜依次連接組成；上述高鹽濃水經(jīng)過濃縮蒸發(fā)器后的冷凝水返回上述二級反滲透系統(tǒng)；高鹽濃水經(jīng)過濃縮蒸發(fā)器后得到的濃縮液為濃縮高鹽濃水，含鹽量為40-60g/l；該濃縮高鹽濃水經(jīng)過蒸發(fā)結晶器后得到結晶物和冷凝水；得到的結晶物為硫酸鈉和/或氯化鈉；而冷凝水作為回用水返回車間繼續(xù)使用。

其中，所述濃縮蒸發(fā)器是由相互串聯(lián)的多個蒸發(fā)器組成，低溫(90℃左右)加熱蒸汽被引入第一效，加熱其中的料液，使料液產(chǎn)生比蒸汽溫度低的幾乎等量蒸發(fā)。產(chǎn)生的蒸汽被引入第二效作為加熱蒸汽，使第二效的料液以比第一效更低的溫度蒸發(fā)。這個過程一直重復到最后一效。第一效凝水返回熱源處，其它各效凝水匯集后作為淡化水輸出，一份的蒸汽投入，可以蒸發(fā)出多倍的水出來。同時，料液經(jīng)過由第一效到最末效的依次濃縮，在最末效達到過飽和而結晶析出。由此實現(xiàn)料液的固液分離。

所述蒸發(fā)結晶系統(tǒng)處理濃水的技術參數(shù)如下：

(1)淡化水含鹽量(tds)小于10ppm

(2)噸淡化水蒸汽耗量＝(1/效數(shù))/90％t/t

(3)噸淡化水電力消耗2～4kwh/t

本發(fā)明所述一種含鋅廢水處理方法相對于現(xiàn)有技術不僅使廢水回用率提高到99.67％，同時可大幅降低處理成本、減少固廢產(chǎn)生量和廢水中的金屬離子資源化，徹底實現(xiàn)廢水的零排放。

對比實施例1

(1)首先取含鋅廢水，該含鋅廢水主要是在電鍍工藝后的鍍件清洗、極板清洗、鋅等鍍件鈍化、不銹鋼電解拋光、鋁陽極氧化、鍍件處理等工序所產(chǎn)生的廢水，ph6-8，其包含鋅、ss和cod等污染物；將含鋅廢水引入ph調節(jié)池，加入氫氧化鈉調節(jié)ph至10-11，其反應時間為20-25min；后將廢水引入化學反應池，加入混凝劑pac和絮凝劑pam，攪拌25min。再將廢水引入沉淀系統(tǒng)進行泥水分離，污泥進入污泥處理系統(tǒng)，上清液進入生化系統(tǒng)。

(2)將所述預處理水依次進入?yún)捬醭亍⒑醚醭?、生化沉淀池；其中，厭氧池中包含厭氧菌，其中好氧池中包含好氧微生物；后進入生化沉淀池，所述生化沉淀池由配水區(qū)、污泥區(qū)、分離區(qū)和出水堰組成；生化沉淀池出水ss為30mg/l，cod為50mg/l，生化池出水40％達標排放，60％進入膜濃縮系統(tǒng)。

(3)將生化后出水依次經(jīng)過精密過濾器、反滲透膜裝置；其中精密過濾器的濾芯為pp棉，精密微孔過濾器的孔徑為5μm；反滲透系統(tǒng)的進膜壓力為1.2-1.6mpa，通過鹽酸調整ph為5-6，經(jīng)過該反滲透膜，對重金屬離子及鹽分的截留率為99％；反滲透膜的濃縮液返回預處理系統(tǒng)再進行處理，反滲透膜透過液電導率200-300μs/cm，約占總廢水的60％，透過液作為回用水回用至生產(chǎn)線。

總之，以上對本發(fā)明具體實施方式的描述并不限制本發(fā)明，本領域技術人員可以根據(jù)本發(fā)明作出各種改變或變形，只要不脫離本發(fā)明的精神，均應屬于本發(fā)明所附權利要求的范圍。