本发明公开了一种电镀废水零排放处理工艺和系统，包括依次连接的物化分类预处理系统、生化综合处理系统、膜法回用系统和膜浓缩液蒸发系统，以及与物化分类预处理系统和生化综合处理系统均连接的污泥分类处理系统，其中，废水原水进入所述物化分类预处理系统，所述膜法回用系统产水回用，所述膜浓缩液蒸发系统的冷凝出液回注物化分类预处理系统。本发明先将废水分类处理，有效去除废水中的铬、氰、镍等重污染离子及油类物质，然后通过生化综合处理系统进一步地处理，最后利用RO+SuperRO的两级组合方式达到94%的总回收率，同时使蒸发处理的液量不到总废水量的6%，节约了蒸发处理的成本，还对污泥实现循环利用，避免了资源浪费，也节约了污泥处理费用。
1.一种电镀废水零排放处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将电镀废水分为含氰废水、含铬废水、含镍废水和前处理废水，通过物化分类预处理系统分别对上述各类废水进行处理；
(2)在综合调节池对所述物化分类预处理系统的出水进行汇集混合；
(3)混合废水经电化学反应器去除部分重金属离子，并由混凝沉淀单元去除部分金属离子、有机物和悬浮物，提高混合废水的可生化性；
(4)将混合废水送入A/O生化系统进行厌氧处理和好氧处理，去除大部分有机污染物，降低混合废水的COD含量，并由二沉池沉淀分离，二沉池的污泥回流A/O生化系统；
(5)二沉池的上清液进入膜法回用系统，由超滤膜器进行膜法过滤预处理；
(6)超滤膜器的出水进入卷式反渗透膜器，产水直接回用，其浓水进入SuperRO膜器进一步分离，SuperRO膜器的产水直接回用；
(7)SuperRO膜器的浓水进入MVR蒸发器进行高效蒸发，蒸发冷凝液回流至综合调节池进行循环，蒸发残渣外运填埋处理；
(8)所述物化分类预处理系统将含铬污泥、含镍污泥和其他污泥分别通过高压板框进行极致减量处理，将污泥含水量降至60％以下后外运填埋处理，其滤液则回流至物化分类预处理系统循环。
2.一种电镀废水零排放处理系统，其特征在于，包括依次连接的物化分类预处理系统、生化综合处理系统、膜法回用系统和膜浓缩液蒸发系统，以及与物化分类预处理系统和生化综合处理系统均连接的污泥分类处理系统，其中，废水原水进入所述物化分类预处理系统，所述膜法回用系统产水回用，所述膜浓缩液蒸发系统的冷凝出液回注物化分类预处理系统；
所述物化分类预处理系统包括分别用于汇集相应废水的含氰废水收集池、含铬废水收集池、含镍废水收集池和前处理废水收集池，与含氰废水收集池连接的破氰氧化反应池，与含铬废水收集池连接的破铬还原反应器，与含镍废水收集池连接的破络氧化反应池，与前处理废水收集池连接的气浮装置，以及与破氰氧化反应池、破铬还原反应器、破络氧化反应池和气浮装置均连接的综合调节池，其中，综合调节池与生化综合处理系统连接，所述与破氰氧化反应池、破铬还原反应器、破络氧化反应池和气浮装置还均与污泥分类处理系统连接；
所述生化综合处理系统包括依次连接的电化学反应器、混凝沉淀单元、A/O生化系统和二沉池，其中，电化学反应器与综合调节池连接，二沉池的上清液进入膜法回用系统，其污泥回流至A/O生化系统，所述混凝沉淀单元还与污泥分类处理系统连接；
所述膜法回用系统包括依次连接的超滤膜器、卷式反渗透膜器和SuperRO膜器，其中，超滤膜器的进水来自于二沉池上清液，卷式反渗透膜器和SuperRO膜器的产生回用，卷式反渗透膜器的浓水进入SuperRO膜器，SuperRO膜器的浓水进入膜浓缩液蒸发系统；
所述污泥分类处理系统包括与破铬还原反应器连接的第一污泥浓缩池，与第一污泥浓缩池连接的第一高压板框，与破络氧化反应池连接的第二污泥浓缩池，与第二污泥浓缩池连接的第二高压板框，与破氰氧化反应池、气浮装置和混凝沉淀单元均连接的第三污泥浓缩池，以及与第三污泥浓缩池连接的第三高压板框，其中，第一污泥浓缩池的滤液回流至含铬废水收集池，第二污泥浓缩池的滤液回流至含镍废水收集池，第三污泥浓缩池的滤液回流至综合调节池，三个污泥浓缩池的滤饼均外运填埋处理。
3.根据权利要求2所述的一种电镀废水零排放处理系统，其特征在于，所述A/O生化系统包括生化池和设置于生化池内的至少一个A/O处理段，其中生化池的进水来自于混凝沉淀单元，出水至二沉池。
4.根据权利要求3所述的一种电镀废水零排放处理系统，其特征在于，所述膜浓缩液蒸发系统采用MVR蒸发器，其蒸发冷凝液回流至综合调节池，蒸发残渣外运填埋处理。
一种电镀废水零排放处理工艺和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电镀废水深度处理领域，具体地讲，涉及的是一种电镀废水零排放处理工艺和系统。
背景技术
[0002] 电镀废水的主要来源有前处理废水、镀层漂洗水、废电镀液以及其他废水，其水质、水量与电镀生产的工艺条件、操作方式及用水方式等因素有关。由于电镀废水成分复杂、水质差异大、重金属含量高且有毒有害，成分不易控制，其中含有如铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质，应节能减排及循环经济理念的要求，在对其进行深度处理的同时，需要在处理达标的基础上尽可能实现微排放，甚至是零排放。
[0003] 现阶段，电镀废水的处理主要是在化学法及物化法处理工艺的基础上，引入膜分离技术，利用反渗透膜实现浓水浓缩，后续再加上蒸发处理，以达到微排放或者是零排放的目的。由于反渗透膜抗污染性能及操作压力的限制，在经过较为苛刻的预处理后，也仅能达到50%-70%的回收率，而剩余30%-50%的膜浓缩液若是要实现零排放，则需要高昂的蒸发成本，且持续处于高位的蒸发负荷也在一定程度上增加了整个工艺的实际处理负荷。
发明内容
[0004] 为克服现有技术存在的问题，本发明提供一种处理效果好、节能高效的电镀废水零排放处理工艺。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0006] 一种电镀废水零排放处理工艺，包括如下步骤：
[0007] （1）将电镀废水分为含氰废水、含铬废水、含镍废水和前处理废水，通过物化分类预处理系统分别对上述各类废水进行处理；
[0008] （2）在综合调节池对所述物化分类预处理系统的出水进行汇集混合；
[0009] （3）混合废水经电化学反应器去除部分重金属离子，并由混凝沉淀单元去除部分金属离子、有机物和悬浮物，提高混合废水的可生化性；
[0010] （4）将混合废水送入A/O生化系统进行厌氧处理和好氧处理，去除大部分有机污染物，降低混合废水的COD含量，并由二沉池沉淀分离，二沉池的污泥回流A/O生化系统；
[0011] （5）二沉池的上清液进入膜法回用系统，由超滤膜器进行膜法过滤预处理；
[0012] （6）超滤膜器的出水进入卷式反渗透膜器，产水直接回用，其浓水进入SuperRO膜器进一步分离，SuperRO膜器的产水直接回用；
[0013] （7）SuperRO膜器的浓水进入MVR蒸发器进行高效蒸发，蒸发冷凝液回流至综合调节池进行循环，蒸发残渣外运填埋处理；
[0014] （8）所述物化分类预处理系统将含铬污泥、含镍污泥和其他污泥分别通过高压板框进行极致减量处理，将污泥含水量降至60%以下后外运填埋处理，其滤液则回流至物化分类预处理系统循环。
[0015] 基于上述工艺，本发明还提供一种电镀废水零排放处理系统，包括依次连接的物化分类预处理系统、生化综合处理系统、膜法回用系统和膜浓缩液蒸发系统，以及与物化分类预处理系统和生化综合处理系统均连接的污泥分类处理系统，其中，废水原水进入所述物化分类预处理系统，所述膜法回用系统产水回用，所述膜浓缩液蒸发系统的冷凝出液回注物化分类预处理系统。
[0016] 进一步地，所述物化分类预处理系统包括分别用于汇集相应废水的含氰废水收集池、含铬废水收集池、含镍废水收集池和前处理废水收集池，与含氰废水收集池连接的破氰氧化反应池，与含铬废水收集池连接的破铬还原反应器，与含镍废水收集池连接的破络氧化反应池，与前处理废水收集池连接的气浮装置，以及与破氰氧化反应池、破铬还原反应器、破络氧化反应池和气浮装置均连接的综合调节池，其中，综合调节池与生化综合处理系统连接，所述与破氰氧化反应池、破铬还原反应器、破络氧化反应池和气浮装置还均与污泥分类处理系统连接。
[0017] 进一步地，所述生化综合处理系统包括依次连接的电化学反应器、混凝沉淀单元、A/O生化系统和二沉池，其中，电化学反应器与综合调节池连接，二沉池的上清液进入膜法回用系统，其污泥回流至A/O生化系统，所述混凝沉淀单元还与污泥分类处理系统连接。A/O是为缺氧/好氧。
[0018] 具体地，所述A/O生化系统包括生化池和设置于生化池内的至少一个A/O处理段，其中生化池的进水来自于混凝沉淀单元，出水至二沉池。
[0019] 更进一步地，所述膜法回用系统包括依次连接的超滤膜器、卷式反渗透膜器和SuperRO膜器，其中，超滤膜器的进水来自于二沉池上清液，卷式反渗透膜器和SuperRO膜器的产生回用，卷式反渗透膜器的浓水进入SuperRO膜器，SuperRO膜器的浓水进入膜浓缩液蒸发系统。所述SuperRO膜器采用以同端进出水过滤膜柱为核心的反渗透膜器。
[0020] 更具体地，所述膜浓缩液蒸发系统采用MVR蒸发器，其蒸发冷凝液回流至综合调节池，蒸发残渣外运填埋处理。MVR是机械式蒸汽再压缩技术（mechanical vapor recompression）的简称。
[0021] 更进一步地，所述污泥分类处理系统包括与破铬还原反应器连接的第一污泥浓缩池，与第一污泥浓缩池连接的第一高压板框，与破络氧化反应池连接的第二污泥浓缩池，与第二污泥浓缩池连接的第二高压板框，与破氰氧化反应池、气浮装置和混凝沉淀单元均连接的第三污泥浓缩池，以及与第三污泥浓缩池连接的第三高压板框，其中，第一污泥浓缩池的滤液回流至含铬废水收集池，第二污泥浓缩池的滤液回流至含镍废水收集池，第三污泥浓缩池的滤液回流至综合调节池，三个污泥浓缩池的滤饼均外运填埋处理。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0023] （1）本发明先将废水分类处理，有效去除废水中的铬、氰、镍等重污染离子及油类物质，去除率达90%以上，然后通过生化综合处理系统进一步地处理，最后利用RO+SuperRO的两级组合方式达到94%的总回收率，同时使得蒸发处理的液量不到总废水量的6%，大大节约了蒸发处理的成本，还采用污泥分类的方式进一步回收污泥，实现循环利用，避免了资源浪费，也节约了污泥处理费用，并且本发明构思新颖，结构简单，成本低廉，方便实用，具有广泛的应用前景，适合推广应用。
[0024] （2）本发明通过电化学反应器和混凝沉淀单元对废水中的氰、铬、镍、铜、锌等离子进一步去除，提高废水的可生化性，以便于更好地通过A/O生化系统处理，从而有效去除废水中的大部分有机污染物，大大降低废水COD含量。
[0025] （3）本发明还在反渗透处理前设置超滤处理，有效地保障了反渗透的进水水质，提高反渗透膜器的处理效率，延长了其使用寿命。
[0026] （4）本发明对反渗透的浓水进行高效蒸发，提高资源利用率，避免浪费，同时还对污泥进行极致减量处理，实现废水综合利用，充分循环。
附图说明
[0027] 图1为本发明的结构框图。
[0028] 图2为本发明中物化分类预处理系统的结构框图。
[0029] 图3为本发明污泥分类处理系统的结构框图。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例
[0031] 如图1至图3所示，该电镀废水零排放处理系统，包括依次连接的物化分类预处理系统、生化综合处理系统、膜法回用系统和膜浓缩液蒸发系统，以及与物化分类预处理系统和生化综合处理系统均连接的污泥分类处理系统，其中，废水原水进入所述物化分类预处理系统，所述膜法回用系统产水回用，所述膜浓缩液蒸发系统的冷凝出液回注物化分类预处理系统。
[0032] 进一步地，所述物化分类预处理系统包括分别用于汇集相应废水的含氰废水收集池、含铬废水收集池、含镍废水收集池和前处理废水收集池，与含氰废水收集池连接的破氰氧化反应池，与含铬废水收集池连接的破铬还原反应器，与含镍废水收集池连接的破络氧化反应池，与前处理废水收集池连接的气浮装置，以及与破氰氧化反应池、破铬还原反应器、破络氧化反应池和气浮装置均连接的综合调节池，其中，综合调节池与生化综合处理系统连接，所述与破氰氧化反应池、破铬还原反应器、破络氧化反应池和气浮装置还均与污泥分类处理系统连接。
[0033] 进一步地，所述生化综合处理系统包括依次连接的电化学反应器、混凝沉淀单元、A/O生化系统和二沉池，其中，电化学反应器与综合调节池连接，二沉池的上清液进入膜法回用系统，其污泥回流至A/O生化系统，所述混凝沉淀单元还与污泥分类处理系统连接。A/O是为缺氧/好氧。具体地，所述A/O生化系统包括生化池和设置于生化池内的至少一个A/O处理段，其中生化池的进水来自于混凝沉淀单元，出水至二沉池。
[0034] 更进一步地，所述膜法回用系统包括依次连接的超滤膜器（UF）、卷式反渗透膜器（RO）和SuperRO膜器，其中，超滤膜器的进水来自于二沉池上清液，卷式反渗透膜器和SuperRO膜器的产生回用，卷式反渗透膜器的浓水进入SuperRO膜器，SuperRO膜器的浓水进入膜浓缩液蒸发系统。所述SuperRO膜器采用以同端进出水过滤膜柱为核心的反渗透膜器。具体地，该SuperRO膜器包括端部通过法兰密封连接的压力容器，设置于压力容器上的进液口和第一出液口，设置于压力容器内并相互交替叠放的数个导流盘和过滤膜片，从中部贯穿所有导流盘和过滤膜片并穿出压力容器两端法兰设置的中心拉杆，其中，中心拉杆呈筒状，且其壁上带有与导流盘连通的通孔，其端部构成第二出液口。
[0035] 更具体地，所述膜浓缩液蒸发系统采用MVR蒸发器，其蒸发冷凝液回流至综合调节池，蒸发残渣外运填埋处理。MVR是机械式蒸汽再压缩技术（mechanical vapor recompression）的简称。
[0036] 更进一步地，所述污泥分类处理系统包括与破铬还原反应器连接的第一污泥浓缩池，与第一污泥浓缩池连接的第一高压板框，与破络氧化反应池连接的第二污泥浓缩池，与第二污泥浓缩池连接的第二高压板框，与破氰氧化反应池、气浮装置和混凝沉淀单元均连接的第三污泥浓缩池，以及与第三污泥浓缩池连接的第三高压板框，其中，第一污泥浓缩池的滤液回流至含铬废水收集池，第二污泥浓缩池的滤液回流至含镍废水收集池，第三污泥浓缩池的滤液回流至综合调节池，三个污泥浓缩池的滤饼均外运填埋处理。
[0037] 本发明的具体处理过程如下：
[0038] （1）电镀企业在废水排放时实施分类排放，将含氰废水、含铬废水、含镍废水和前处理废水分别汇集至对应的收集池，并分别处理，即通过破氰氧化反应池对含氰废水进行二级氧化破氰处理，通过破铬还原反应器对含铬废水进行破铬处理，通过破络氧化反应池对含镍废水进行破络处理，通过气浮装置采用药剂PAM(聚丙烯酰胺)+PAC(聚合氯化铝)对前处理废水进行除油处理。
[0039] （2）分类处理的各种废水在综合调节池内进行混合。
[0040] （3）混合废水经电化学反应器进一步取出部分重金属离子，再经混凝沉淀单元去除部分金属离子、有机物及悬浮物，之后进入A/O生化系统，通过A/O生化系统中微生物的呼吸作用去除废水中的大部分有机污染物，CDO含量降至22mg/L以下，出水进入二沉池进一步沉淀，而二沉池的污泥回流至A/O生化系统，上清液则进入膜系统。
[0041] （4）来自二沉池的上清液经过超滤膜器预处理达到卷式反渗透膜器的进水水质要求，通过卷式反渗透膜器将产水直接回用，而浓水进入SuperRO膜器进一步分离，SuperRO膜器产水可直接回用，浓水则进入MVR蒸发器进行下一步处理。卷式反渗透膜器的回收率为70%，SuperRO膜器的回收率为80%，膜法回用系统的总回收率达94%。
[0042] （5）通过MVR蒸发器对SuperRO膜器的浓水进行高效蒸发，蒸发冷凝液后送往综合调节池进行循环处理，蒸发残渣则委外处理，一般为外运填埋。蒸发器处理量不高于原水量的6%。
[0043] （6）污泥分类处理系统将含铬污泥、含镍污泥和其他污泥分别通过高压板框进行极致减量处理，将污泥含水量降至60%以下，然后委外处理，一般为外运填埋，滤液则送往对应含铬废水收集池、含镍废水收集池和综合调节池进行循环处理。
[0044] 在某电镀企业进行本发明的水处理试验，获得的相关数据如下表1-3所示：
[0045]名称 CODcr 氰离子 总铬 总铜 总镍 总锌 油类 pH值
综合废水 ≤250 — ≤0.05 ≤100 ≤20 ≤50 — 3-5
前处理（酸碱）废水 ≤600 — ≤0.05 ≤10 ≤10 ≤20 ≤100 2-5
含氰废水 ≤300 ≤150 ≤0.05 ≤100 ≤20 ≤30 — 6-8
含铬废水 ≤200 — ≤100 ≤20 — ≤30 — 3-5
含镍废水 ≤200 — ≤0.05 ≤15 ≤100 ≤20 — 3-5
化学镀镍废水 ≤200 — ≤0.05 ≤15 ≤50 ≤20 — 3-5
[0046] 表1 各污染物浓度一览表，单位mg/L，pH无量纲
[0047]
[0048] 表2 预处理工段污染物去除表
[0049]
[0050] 表3 混合废水污染物去除表
[0051] 通过试验可知，本发明具有优良的废水处理效果。
[0052] 上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
