一種去除電鍍廢水中鋅的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種去除電鍍廢水中鋅的處理方法，廢水依次經(jīng)過集水井、粗格柵、一次沉淀池、pH值調(diào)節(jié)池、脈沖高壓電?微生物絮凝反應(yīng)池、曝氣氧化池、生物脫氮池、二次沉淀池、凈水池的處理。本方法創(chuàng)造性的利用了較為常見的啤酒酵母和地衣芽孢桿菌的微生物絮凝特性，通過特定峰壓值的脈沖高壓放電過程激發(fā)啤酒酵母和地衣芽孢桿菌對鋅離子的吸附架橋特性，使廢水中的鋅離子在上述微生物表面發(fā)生絮凝反應(yīng)，逐步形成較大直徑的絮凝物，并最終通過沉淀過程加以去除。同時，啤酒酵母和地衣芽孢桿菌均為常見的微生物，容易獲得，成本低廉，可大大降低廢水處理的物料成本。
【專利說明】
一種去除電鍍廢水中鋅的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種去除電鍍廢水中鋅離子的處理方法，屬于環(huán)境保護(hù)中的廢水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，水中重金屬污染越來越嚴(yán)重，其中鋅是電鍍廢水中的有毒污染物之一。含鋅廢水沒有處理直接排入環(huán)境后，可以通過食物鏈循環(huán)，在某些生物體內(nèi)達(dá)到一定濃度水平，最終在人體內(nèi)蓄積而危害人體健康。因此發(fā)展經(jīng)濟(jì)有效的方法治理鋅等重金屬污染成為當(dāng)前水污染治理的重要內(nèi)容，也越來越受到人們的重視。處理電鍍廢水中鋅等重金屬污染的方法有:離子交換、吸附、化學(xué)沉淀、膜分離等。
[0003](I)離子交換法是利用水中離子與離子交換劑上的離子進(jìn)行交換達(dá)到去除水中有害離子的目的。目前國內(nèi)外在用此法處理含鋅廢水上常用離子交換樹脂來處理。
[0004](2)吸附法是應(yīng)用多種多孔吸附材料去除廢水中重金屬離子的一種方法?；钚蕴渴莻鹘y(tǒng)的吸附材料，有較強(qiáng)的吸附能力，去除率高，但再生效率低。某些天然材料，如天然沸石，價格低、來源廣，它是最早用于重金屬污染治理的礦物材料。
[0005](3)膜分離是利用一種半透膜，在外界作用下，不改變?nèi)芤旱幕瘜W(xué)形態(tài)而達(dá)到分離的目的。它是一個高效的分離過程，分離過程能耗低，工作溫度為室溫，便于維護(hù)，設(shè)備的可靠性高，處理量和設(shè)備規(guī)模在很大的范圍內(nèi)變化，占地面積小，不會產(chǎn)生二次污染，但是膜價格昂貴，易受污染。
[0006](4)化學(xué)沉淀法是向廢水中投加某些化學(xué)物質(zhì)使其和廢水中的污染物發(fā)生直接的化學(xué)反應(yīng)，生成難溶于水的沉淀物而使污染物分離除去的方法。但是用該法處理只是轉(zhuǎn)移了廢水中的污染物質(zhì)，并有可能造成二次污染。
[0007](5)電解法將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能使電解槽內(nèi)電極附近產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，從而使廢水得以凈化的過程。即廢水進(jìn)行電解反應(yīng)，廢水中的有毒物質(zhì)在陽極和陰極分別進(jìn)行氧化還原反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生新物質(zhì)。電解法與化學(xué)沉淀法相比，周期短，操作費用低，能耗少，利于回收鋅搶救無效優(yōu)點，但是陽極材料鐵的消耗大，占地面積大。
[0008]目前，現(xiàn)有的含鋅電鍍廢水處理方法存在成本高、效率低、能耗高及二次污染等不足。因此，有必要擺脫現(xiàn)有的處理技術(shù)思路，開辟出處理電鍍廢水中有鋅的新途徑，進(jìn)而開發(fā)一種全新形式的電鍍廢水中鋅的處理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種去除電鍍廢水中鋅離子的處理方法，含有鋅離子的電鍍廢水通過廢水管線進(jìn)入集水井，在此進(jìn)行集中收集和初步穩(wěn)定調(diào)節(jié)，集水井的出口通過廢水管線連接粗格柵，在此去除廢水中的大直徑固體物質(zhì)，粗格柵的出口通過廢水管線連接一次沉淀池，在此進(jìn)一步去除廢水中的不溶物質(zhì)，一次沉淀池的出口通過廢水管線連接pH值調(diào)節(jié)池，廢水在此進(jìn)行pH值的精確調(diào)節(jié)，pH值調(diào)節(jié)池出水的pH值范圍為6.5?8.0，以滿足脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的入水pH值要求，pH值調(diào)節(jié)池的出口通過廢水管線連接脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池，脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的出口通過廢水管線連接曝氣氧化池，在此通過好氧曝氣過程，使廢水中的各種含氮物質(zhì)均轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，曝氣氧化池的出口通過廢水管線連接生物脫氮池，其作用是通過生物活性反應(yīng)過程，將廢水中的硝酸鹽氮分解轉(zhuǎn)化，從而去除硝酸鹽氮，生物脫氮池的出口通過廢水管線連接二次沉淀池，在此將廢水中的剩余不溶物質(zhì)全部除去，二次沉淀池的出口通過廢水管線連接凈水池，凈水池的出口通過廢水管線將經(jīng)過本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排;其中，脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的池體采用不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)層噴涂有耐腐蝕涂層，池體兩側(cè)中部分別安裝有I支水下放電電極，池體上方安裝有輕鋼支架，其上安裝有3套驅(qū)動電機(jī)，每套驅(qū)動電機(jī)下方各連接有I根驅(qū)動轉(zhuǎn)軸，每根驅(qū)動轉(zhuǎn)軸末端各連接I套微生物絮凝攪拌刷，池體左下部安裝有I部電動推泥裝置，其上方設(shè)有進(jìn)水閥門，池體右上部設(shè)有出水閥門，池體右下部設(shè)有污泥排口；經(jīng)過PH值調(diào)節(jié)處理后(處理后pH值為6.5?8.0)的電鍍廢水通過脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池左下部的進(jìn)水閥門進(jìn)入反應(yīng)池內(nèi)部，反應(yīng)池頂部的3套驅(qū)動電機(jī)開始工作，通過安裝在其下方的3根驅(qū)動轉(zhuǎn)軸帶動3套微生物絮凝攪拌刷開始在廢水中做頻率為20轉(zhuǎn)/min的攪拌運動，使附著于微生物絮凝攪拌刷上的啤酒酵母和地衣芽孢桿菌菌株與廢水充分接觸，同時，池體左、右兩側(cè)中部的水下放電電極開始以15?20次/秒的頻率，進(jìn)行峰壓為20kV的高壓脈沖放電，此脈沖高壓放電過程會激發(fā)啤酒酵母和地衣芽孢桿菌對鋅離子的吸附架橋特性，使廢水中的鋅離子在上述微生物表面發(fā)生絮凝反應(yīng)，逐步形成較大直徑的絮凝物，最終以污泥的形勢沉降于池體底部，污泥在池體左下部的電動推泥裝置的推動下，經(jīng)污泥排口排出本系統(tǒng)并進(jìn)行回收處理，同時，經(jīng)過絮凝凈化處理后的廢水經(jīng)池體右上部的出水閥門排出反應(yīng)池，進(jìn)入下一處理工序。其中，pH值調(diào)節(jié)池的作用是將經(jīng)過一次沉淀的廢水pH值調(diào)節(jié)至6.5-8.0,以滿足脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的入水pH值要求;其中，曝氣氧化池的作用是通過好氧曝氣過程，使廢水中的各種含氮物質(zhì)均轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮；其中，生物脫氮池的作用是通過生物活性反應(yīng)過程，將廢水中的硝酸鹽氮分解轉(zhuǎn)化，從而去除硝酸鹽氮。
[0010]其脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池，池體有效容積為270m3，驅(qū)動電機(jī)的工作電壓為380V，微生物絮凝攪拌刷的轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/min。
[0011]其脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池，水下放電電極的峰值電壓為20kV，脈沖放電頻率為15?20次/秒，使用壽命大于3500h。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
(I)本發(fā)明擺脫了現(xiàn)有的電鍍廢水中鋅離子凈化處理原理，創(chuàng)造性的利用了啤酒酵母和地衣芽孢桿菌的微生物絮凝特性，通過特定峰壓值的脈沖高壓放電過程所激發(fā)出的鋅離子吸附架橋特性，在中性條件下，使廢水中的鋅離子在上述微生物表面發(fā)生絮凝反應(yīng)，逐步形成較大直徑的絮凝物，便于通過沉淀過程加以去除。
[0013](2)本發(fā)明創(chuàng)新設(shè)計了一種附著有啤酒酵母和地衣芽孢桿菌菌株的微生物絮凝攪拌刷，作為其表面接觸反應(yīng)介質(zhì)，使廢水中的鋅離子能夠充分與其發(fā)生接觸，提高了絮凝反應(yīng)效率，提升了整個系統(tǒng)的處理能力，通過本系統(tǒng)處理后的電鍍廢水，其鋅離子去除效率可達(dá)97.7%。
[0014](3)本發(fā)明采用了啤酒酵母和地衣芽孢桿菌作為反應(yīng)物料，兩種微生物均對環(huán)境不具有任何危害。
[0015](4)本發(fā)明原理簡單易行，設(shè)計施工成本較低，并且處理效果較好，運行維護(hù)成本很低，有利于大范圍推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的設(shè)備示意圖。
[0017]圖中:1-集水井、2-粗格柵、3-—次沉淀池、4-pH值調(diào)節(jié)池、5_脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池、6-曝氣氧化池、7-生物脫氮池、8-二次沉淀池、9-凈水池
圖2是脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的示意圖。
[0018]51-進(jìn)水閥門、52-水下放電電極、53-輕鋼支架、54-驅(qū)動轉(zhuǎn)軸、55-微生物絮凝攪拌刷、56-驅(qū)動電機(jī)、57-出水閥門、58-電動推泥裝置、59-污泥排口。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示的去除電鍍廢水中鋅離子的處理方法，含有鋅離子的電鍍廢水通過廢水管線進(jìn)入集水井I，在此進(jìn)行集中收集和初步穩(wěn)定調(diào)節(jié)，集水井I的出口通過廢水管線連接粗格柵2，在此去除廢水中的大直徑固體物質(zhì)，粗格柵2的出口通過廢水管線連接一次沉淀池3，在此進(jìn)一步去除廢水中的不溶物質(zhì)，一次沉淀池3的出口通過廢水管線連接pH值調(diào)節(jié)池4，廢水在此進(jìn)行pH值的精確調(diào)節(jié)，pH值調(diào)節(jié)池4出水的pH值范圍為6.5-8.0,以滿足脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池5的入水pH值要求，pH值調(diào)節(jié)池4的出口通過廢水管線連接脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池5，脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池5的出口通過廢水管線連接曝氣氧化池6，在此通過好氧曝氣過程，使廢水中的各種含氮物質(zhì)均轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，曝氣氧化池6的出口通過廢水管線連接生物脫氮池7，其作用是通過生物活性反應(yīng)過程，將廢水中的硝酸鹽氮分解轉(zhuǎn)化，從而去除硝酸鹽氮，生物脫氮池7的出口通過廢水管線連接二次沉淀池8，在此將廢水中的剩余不溶物質(zhì)全部除去，二次沉淀池8的出口通過廢水管線連接凈水池9，凈水池9的出口通過廢水管線將經(jīng)過本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排;其中，脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池5的池體采用不銹鋼材質(zhì)，池體有效容積為270m3，內(nèi)層噴涂有耐腐蝕涂層，池體兩側(cè)中部分別安裝有I支水下放電電極52，峰值電壓為20kV，脈沖放電頻率為15?20次/秒，池體上方安裝有輕鋼支架53，其上安裝有3套驅(qū)動電機(jī)56，驅(qū)動電機(jī)56的工作電壓為380V，每套驅(qū)動電機(jī)56下方各連接有I根驅(qū)動轉(zhuǎn)軸54，每根驅(qū)動轉(zhuǎn)軸54末端各連接I套微生物絮凝攪拌刷55，轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/min，池體左下部安裝有I部電動推泥裝置58，其上方設(shè)有進(jìn)水閥門51，池體右上部設(shè)有出水閥門57，池體右下部設(shè)有污泥排口 59 ；經(jīng)過pH值調(diào)節(jié)處理后(處理后PH值為6.5?8.0)的電鍍廢水通過脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池5左下部的進(jìn)水閥門51進(jìn)入反應(yīng)池內(nèi)部，反應(yīng)池頂部的3套驅(qū)動電機(jī)56開始工作，通過安裝在其下方的3根驅(qū)動轉(zhuǎn)軸54帶動3套微生物絮凝攪拌刷55開始在廢水中做頻率為20轉(zhuǎn)/min的攪拌運動，使附著于微生物絮凝攪拌刷55上的啤酒酵母和地衣芽孢桿菌菌株與廢水充分接觸，同時，池體左、右兩側(cè)中部的水下放電電極52開始以15?20次/秒的頻率，進(jìn)行峰壓為20kV的高壓脈沖放電，此脈沖高壓放電過程會激發(fā)啤酒酵母和地衣芽孢桿菌對鋅離子的吸附架橋特性，使廢水中的鋅離子在上述微生物表面發(fā)生絮凝反應(yīng)，逐步形成較大直徑的絮凝物，最終以污泥的形勢沉降于池體底部，污泥在池體左下部的電動推泥裝置58的推動下，經(jīng)污泥排口59排出本系統(tǒng)并進(jìn)行回收處理，同時，經(jīng)過絮凝凈化處理后的廢水經(jīng)池體右上部的出水閥門57排出反應(yīng)池，進(jìn)入下一處理工序。
[0020]通過本方法處理后的電鍍廢水，其鋅離子的去除效率可達(dá)97.7%。
【主權(quán)項】
1.一種去除電鍍廢水中鋅離子的處理方法，其特征在于，含有鋅離子的電鍍廢水通過廢水管線進(jìn)入集水井，集水井的出口通過廢水管線連接粗格柵，粗格柵的出口通過廢水管線連接一次沉淀池，一次沉淀池的出口通過廢水管線連接pH值調(diào)節(jié)池，pH值調(diào)節(jié)池的出口通過廢水管線連接脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池，脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的污泥排口排出的含鋅污泥回收處理，同時脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的出口通過廢水管線連接曝氣氧化池，曝氣氧化池的出口通過廢水管線連接生物脫氮池，生物脫氮池的出口通過廢水管線連接二次沉淀池，二次沉淀池的出口通過廢水管線連接凈水池，凈水池的出口通過廢水管線將處理后的凈化出水外排;其中，脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的池體采用不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)層噴涂有耐腐蝕涂層，池體兩側(cè)中部分別安裝有I支水下放電電極，池體上方安裝有輕鋼支架，其上安裝有3套驅(qū)動電機(jī)，每套驅(qū)動電機(jī)下方各連接有I根驅(qū)動轉(zhuǎn)軸，每根驅(qū)動轉(zhuǎn)軸末端各連接I套微生物絮凝攪拌刷，池體左下部安裝有I部電動推泥裝置，其上方設(shè)有進(jìn)水閥門，池體右上部設(shè)有出水閥門，池體右下部設(shè)有污泥排口；經(jīng)過PH值調(diào)節(jié)處理后的電鍍廢水通過脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池左下部的進(jìn)水閥門進(jìn)入反應(yīng)池內(nèi)部，反應(yīng)池頂部的3套驅(qū)動電機(jī)開始工作，通過安裝在其下方的3根驅(qū)動轉(zhuǎn)軸帶動3套微生物絮凝攪拌刷開始在廢水中做攪拌運動，使附著于微生物絮凝攪拌刷上的啤酒酵母和地衣芽孢桿菌菌株等與廢水充分接觸，同時，池體左、右兩側(cè)中部的水下放電電極開始進(jìn)行高壓脈沖放電，此脈沖高壓放電過程會激發(fā)啤酒酵母和地衣芽孢桿菌對鋅離子的吸附架橋特性，使廢水中的鋅離子在上述微生物表面發(fā)生絮凝反應(yīng)，逐步形成較大直徑的絮凝物，最終以污泥的形勢沉降于池體底部，污泥在池體左下部的電動推泥裝置的推動下，經(jīng)污泥排口排出本系統(tǒng)并進(jìn)行回收處理，同時，經(jīng)過絮凝凈化處理后的廢水經(jīng)池體右上部的出水閥門排出反應(yīng)池，進(jìn)入下一處理工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除電鍍廢水中鋅離子的處理方法，其特征在于，pH值調(diào)節(jié)池的作用是將經(jīng)過一次沉淀的廢水PH值調(diào)節(jié)至約6.5?8.0，以滿足脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的入水pH值要求。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除電鍍廢水中鋅離子的處理方法，其特征在于，脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的池體有效容積為270m3，驅(qū)動電機(jī)的工作電壓為380V，微生物絮凝攪拌刷的轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除電鍍廢水中鋅離子的處理方法，其特征在于，脈沖高壓電-微生物絮凝反應(yīng)池的水下放電電極的峰值電壓為20kV，脈沖放電頻率為15?20次/秒，使用壽命大于3500h。
【文檔編號】C02F9/14GK105859026SQ201610258874
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】陳逸君
【申請人】陳逸君