人造金刚石行业含镍酸性废水零排放系统的实用新型

人造金刚石行业含镍酸性废水零排放系统的实用新型

本实用新型涉及废水处理领域，具体涉及一种专用于处理人造钻石行业含镍酸性废水的零排放系统。

技术背景

我国人造金刚石产量居世界第一，占全球产量的90%。人造金刚石企业正向规模化、集中化发展，是新材料产业发展规划中重点扶持的产业。人造金刚石是一种用途广泛的超硬材料。金刚石是一种物理性能优异的高端合成材料，具有极高的硬度和热导率。其人工合成方法多种多样，静态高温高压法是工业化生产人造金刚石的主要方法。人造金刚石在力学、热力学、光学、电学等方面都有应用，其中需求量最大的是作为机械加工材料。

人造钻石在合成过程中，在高温高压的电解、酸洗过程中会产生含镍酸性废水，镍是致癌重金属，含镍废水的排放对环境和人体健康有着很大的危害。

目前人造钻石行业产生的含镍酸性废水的处理方法有碱化学沉淀法、蒸馏法、离子交换法、重金属捕集法等。随着环保形势的严峻，迫切需要一套专门针对人造钻石行业含镍酸性废水零排放的系统。

技术实现要素：

为了适应环保水处理技术的发展，克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种安全、有效、操作简便的专用于人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理的装置及处理工艺，通过预处理系统、膜处理系统和浓缩蒸发处理系统相结合，实现人造钻石行业含镍酸性废水零排放，减少重金属镍对环境的污染。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于包括格栅通道1，以及通过污水管与格栅通道1连接的调节池2，调节池2通过管道连接反应池3，反应池3通过管道连接沉淀池4，沉淀池4通过管道连接中和池5，中和池5通过管道连接多介质过滤器7，多介质过滤器7通过管道连接活性炭过滤器8，活性炭过滤器8通过管道连接精密过滤器i 9，精密过滤器i 9通过管道连接超滤装置11，超滤装置11通过管道连接中间水箱12，中间水箱12通过管道连接精密过滤器ii 14，精密过滤器ii 14通过增压泵连接反渗透装置15 ii 23、反渗透装置15通过管路分别经清水箱18、浓水箱16与MVR蒸发结晶系统17连接。

栅条通道1上设有机械栅条；

调节罐2通过管道与耐腐蚀化工离心泵连接。

反应罐3的进水管与加碱设备19连接。

沉淀池4的进水管与PAM加药装置20相连，污泥排出管通过污泥泵与板框压滤机26相连。

中和池5的进水管与加酸装置27连接，出水管与提升泵6连接。

多介质过滤器7和活性炭过滤器8均与反冲洗泵21连接。

超滤装置11分别与清洗装置24、杀菌剂加药装置25连接。

中间水箱12与增压泵i13连接。

反渗透装置15的进水管分别与加药装置22、增压泵ii23连接，还与清洗装置24连接。

清水箱18的出水管分别与反冲洗泵21、循环水系统连接。

浓水槽16出水管通过提升泵连接至MVR蒸发结晶系统。

MVR蒸发结晶系统17连接蒸汽管道、冷却水管道。

积极有益效果：本实用新型是一种安全、有效、操作简便的专用于人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理的体系，填补了人造钻石行业含镍酸性废水零排放的技术空白，提高了企业的经济效益，实现了人造钻石行业含镍酸性废水的零排放，减少了重金属镍对环境的污染。

附图的简要说明

图1 本实用新型系统结构示意图

图中：格栅通道1、调节池2、反应池3、沉淀池4、中和池5、提升泵6、多介质过滤器7、活性炭过滤器8、精密过滤器一9、提升泵10、超滤装置11、中间水箱12、增压泵一13、精密过滤器二14、反渗透装置15、浓水箱16、MVR蒸发结晶系统17、清水箱18、加碱设备19、PAM加药设备20、反冲洗泵21、加药设备22、增压泵二23、清洗装置24、杀菌剂加药装置25、板框压滤机26、加酸设备27

详细方法

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于包括格栅通道1，以及通过管道与格栅通道1连接的调节池2，调节池2通过管道与反应池3连接，反应池3通过管道与沉淀池4连接，沉淀池4通过管道与中和池5连接，中和池5通过管道与多介质过滤器7连接，多介质过滤器7通过管道与活性炭过滤器8连接，活性炭过滤器8通过管道与精密过滤器i 9连接，精密过滤器i 9通过管道与超滤装置11连接，超滤装置11通过管道与中间水箱12连接，中间水箱12通过管道与精密过滤器ii 14连接，精密过滤器ii 14由增压泵ii 23提升并注入反渗透装置15，反渗透装置15通过管路分别经清水箱18、浓水箱16连接至MVR蒸发结晶系统17。

含镍酸性废水进入筛网通道1，通过设置在通道内的机械筛网将含镍酸性废水中携带的大颗粒杂质从含镍酸性废水中分离出来，进行固液分离。

分离后的含镍酸性废水进入调节池2，调节水量和水质后由提升泵提升至反应池3。

反应槽3的作用是使含镍酸性废水与碱溶液充分混合反应生成氢氧化镍沉淀，反应槽3内设有机械搅拌器，设有加碱装置19，用于向反应槽3内加入碱溶液，使含镍酸性废水中的镍离子与碱发生化学反应生成沉淀。

沉淀池4具有沉淀功能，可去除含镍酸性废水中可沉降的固体污染物及反应池3中生成的氢氧化镍沉淀物。设置PAM加药装置20，向沉淀池4投药。同时，池底污泥经污泥泵进入板框压滤机26。经板框压滤机26过滤后的含镍污泥运至危废中心处置。

中和槽5用于将含镍废水与酸液充分混合进行中和反应，设有机械搅拌器，设有加酸装置27，将酸液加入中和槽5中，对含镍废水进行中和，同时含镍废水经提升泵6提升进入多介质过滤器7、活性炭过滤器8、精密过滤器i9。

多介质过滤器7、活性炭过滤器8、精密过滤器ⅰ9均为过滤设备。多介质过滤器采用石英砂、无烟煤作为过滤介质，使含镍废水被介质絮凝吸附截留，去除杂质，能有效去除水中的悬浮物、胶体颗粒。活性炭过滤器采用活性炭作为过滤介质，具有优良的吸附特性，对水中溶解的有机污染物、重金属有较强的吸附能力。精密过滤器ⅰ9采用pp棉、尼龙、熔喷等不同材质作为滤芯，去除水中微小悬浮物等杂质，使废水水质达到超滤膜的进水要求。设置反冲洗泵21，利用清水箱18的清水对多介质过滤器7、活性炭过滤器8进行反冲洗，反冲洗废水在重力作用下流入调节池2。

废水经精密过滤器ⅰ9处理后，由提升泵10提升，进入超滤装置11和中间水箱12。超滤装置11内设置的超滤膜微孔可达0.01微米以下，可有效去除水中的颗粒、胶体、细菌、热源及有机物。设置清洗装置24和杀菌剂加药装置25，用于超滤装置11的清洗维护。

废水经超滤装置11处理后进入中间水箱12，再经增压泵i 13进入精密过滤器ii 14进一步处理，再由增压泵ii 23提升进入反渗透装置15。反渗透装置15内设置有孔径为1/10000μm(相当于大肠杆菌大小的1/6000，病毒大小的1/300)的反渗透膜(ro膜)，将较高浓度的水转化为低浓度的水，同时去除废水中所有污染物、重金属等大量杂质，从而得到洁净水。设置有加药装置22、增压泵ii 23及清洗装置24，用于及时清洗反渗透装置15。

经反渗透装置15处理后产生的清水在重力作用下流入清水箱18，重新用于生产；产生的浓缩水在重力作用下流入浓水箱16。

浓水槽16中的浓水被泵入MVR蒸发结晶系统17进行蒸发浓缩，含镍结晶送危废中心处置。同时，产生的脏冷凝水在重力作用下流入调节池2，重新进入废水处理系统进行处理。MVR蒸发器是一种新型高效节能蒸发设备，采用低温低压蒸煮技术，以清洁能源为能源产生蒸汽。具有单位能耗低、停留时间短、工艺简单、实用性强、运行成本低等优点。

示例 1

河南某磨料公司含镍酸性废水处理系统设计规模为120m3/d，含镍酸性废水水质为Mg~200mg/l、SS200~250mg/l、总镍70~80mg/l，pH≤5.0。

筛网通道1内设置旋转机械筛，用于含镍酸性废水固液分离过程中分离出含镍酸性废水中携带的大颗粒杂质。

调节池2有效容积为47m3，配置两台耐腐蚀化学离心泵（1用1备），将含镍酸性废水提升至反应池3。

反应池3有效容积为10m3，反应时间为2h，设置加碱装置19添加碱溶液，通过池内设置的机械搅拌器使碱溶液与含镍酸性废水充分混合反应，然后受重力自流进入沉淀池4，表面负荷为0.6m3/(m2·h)，沉淀时间为3h。设置PAM加药装置20加药，池底污泥经污泥泵进入板框压滤机26，经板框压滤机26过滤后的含镍污泥运至危废中心处置。

沉淀池4上清液在重力作用下流入中和池5，中和池5有效容积为6m3，反应时间为1.2h。废水经所设提升泵6提升后进入多介质过滤器7，再在重力作用下流入活性炭过滤器8、精密过滤器i9。

多介质过滤器7、活性炭过滤器8、精密过滤器9数量均为一台，处理能力均为5m3/h，均具有过滤功能，作为超滤装置11的预处理段。

废水经提升泵10提升后进入超滤装置11，处理能力为8m3/h。所用超滤膜元件型号为sfd-2860，共6片，配套支架1套。设置清洗装置24、杀菌剂加药装置25，用于清洗超滤装置11。

废水经超滤装置11处理后进入中间水箱12，中间水箱有效容积为5m3，废水经增压泵i 13提升后进入精密过滤器ii 14。

ⅱ14型精密过滤器数量为1台，处理能力为5m3/h。

废水经精密过滤器Ⅱ14处理后，由增压泵Ⅱ23提升，进入反渗透装置15，处理量为5m3/h。采用卷式反渗透膜，型号CPA3-4040，数量32片，配套支架1套，膜壳32片。设置加药装置22、增压泵Ⅱ23、清洗装置24，及时对反渗透装置15进行清洗。

经反渗透装置15处理后产生的清水在重力作用下流入有效容积为5m3的清水箱18，清水重新用于生产。

经反渗透装置15处理后产生的浓缩水在重力作用下流入有效容积为5m3的浓水箱16，由泵提升进入MVR蒸发结晶系统17。

mvr蒸发结晶系统17处理能力为2m3/h，材质为316l不锈钢，浓缩水经mvr蒸发结晶系统17蒸发浓缩，含镍结晶送危废中心处置，同时产生的脏冷凝水在重力作用下流入调节池2，重新进入本废水处理系统处理。

经上述含镍酸性废水零排放系统处理后的清水水质为：cod≤10mg/l、ss≤5mg/l、总镍0mg/l、ph值6-8、电导率≤30μs/cm。清水箱18中的水可回用于生产。

上述废水处理系统不仅适用于人造钻石行业产生的含镍废水，也适用于其他行业的含镍废水及具有类似特性的其他含重金属废水。

以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不局限于上述实施方式，凡在本发明的精神和原则之内，本领域普通技术人员的知识范围内所作的任何修改、等同替换和改进，均应涵盖在本发明保护的技术方案范围之内。

技术特点：

1.一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于：包括格栅通道（1），以及通过管道与格栅通道（1）连接的调节池（2），调节池（2）通过管道连接反应池（3），反应池（3）通过管道连接沉淀池（4），沉淀池（4）通过管道连接中和池（5），中和池（5）通过管道连接多介质过滤器（7），多介质过滤器（7）通过管道连接活性炭过滤器（8），活性炭过滤器（8）通过管道连接中和池（5）。 )通过管路连接精密过滤器i(9)，精密过滤器i(9)通过管路连接超滤装置(11)，超滤装置(11)通过管路连接中间水箱(12)，中间水箱(12)通过管路连接精密过滤器ii(14)，精密过滤器ii(14)通过增压泵ii(23)连接反渗透装置(15)，反渗透装置(15)通过管路连接清水箱(18)和浓水箱(16)，浓水箱(16)通过管路连接MVR蒸发结晶系统(17)。

2.根据权利要求1所述的一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于：所述的格栅通道（1）内设置有机械格栅。

3.根据权利要求1所述的一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于：中和池（5）的进水管连接加酸设备（27），出水管连接提升泵（6）。

4.根据权利要求 1所述的一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于：多介质过滤器（7）和活性炭过滤器（8）均连接有反冲洗泵（21）。

5.根据权利要求1所述的一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于：所述超滤装置(11)分别与清洗装置(24)和杀菌剂加药装置(25)连接。

6.根据权利要求1所述的一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于：所述中间水箱(12)与增压泵i(13)连接。

7.根据权利要求 1所述的一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于：清水箱(18)出水管分别与反冲洗泵(21)和循环水系统连接。

8.根据权利要求1所述的一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于：浓水箱(16)出水管通过提升泵与MVR蒸发结晶系统连接。

9.根据权利要求1所述的一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于：所述的MVR蒸发结晶系统(17)连接有蒸汽管道和冷却水管道。

10.根据权利要求4、5、7、8、9任一项所述的一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，其特征在于：MVR蒸发结晶系统（17）处理能力为2m3/h，材质为316L不锈钢。浓缩水经MVR蒸发结晶系统（17）蒸发浓缩，含镍结晶送危废中心处置。同时，产生的脏冷凝水在重力作用下流入调节池（2），重新进入废水处理系统处理。

技术摘要

本实用新型公开了一种人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理系统，包括格栅通道，通过污水管道与格栅通道连接的调节池，调节池通过管道与反应池连接，反应池通过管道与沉淀池连接，沉淀池通过管道与中和池连接，反渗透装置通过管道与清水池、浓水池连接，浓水池通过管道与MVR蒸发结晶系统连接。本实用新型经济适用，安全有效，操作简便，专门用于人造钻石行业含镍酸性废水零排放处理。填补了人造钻石行业含镍酸性废水处理实现零排放的技术空白，提高了企业的经济效益，实现了人造钻石行业含镍酸性废水的零排放，减少了含镍酸性废水及重金属对环境的污染。

技术研发人员：刘丛斌； 刘俊孙振宇； 史烈燕; 胡宗泰付宇陆毅萌

受保护技术使用人：郑州一众环保科技有限公司

技术开发日：2020.04.21

技术发布日期：2021.01.05