本实用新型涉及废水处理领域，具体为一种专门用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统。
技术背景
我国人造金刚石产量位居世界第一位,占全球产量的90％，人造金刚石企业正在向着规模化和集中化发展，是
新材料产业发展规划重点扶持产业。人造金刚石是应用广泛的超硬材料。金刚石是物理特性优异的高端合成材料，具有极高的硬度和热导率。其人工合成方法多样，静态高温高压法为工业生产人造金刚石的主要方法。人造金刚石因在力学、热学、光学和电学等领域均有所应用，其中需求量最大的是作为机械加工材料。
含镍酸性废水是在人造金刚石的合成工序是在高温高压条件下进行电解和酸洗过程中产生的。镍是一种可致癌的重金属，所以含镍废水的排放对环境和人体健康产生较大的危害。
目前，对人造金刚石行业产生的含镍酸性废水的处理方法有加碱化学沉淀法、蒸馏法、离子交换法、重金属捕集法等方法。随着环境保护的严峻形势，亟需一种专门针对于人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统。
技术实现要素：
为了适应环境保护水处理技术的发展，并克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种安全有效、操作方便、专门用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的装置及其处理工艺，将预处理系统、膜处理系统和浓缩蒸发处理系统相结合，实现人造金刚石行业含镍酸性废水的零排放，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：
一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，其特征在于：包括格栅渠1，以及通过污水管道与格栅渠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ⅰ9，精密过滤器ⅰ9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ⅱ14，精密过滤器ⅱ14通过增压泵ⅱ23连接反渗透装置15，反渗透装置15分别通过清水箱18和浓水箱16，浓水箱16通过管道连接mvr蒸发结晶系统17。
所述的格栅渠1设置有机械格栅；
所述的调节池2通过管道与耐腐蚀化工离心泵连接。
所述的反应池3进水管道与加碱设备19连接。
所述的沉淀池4进水管道与pam投加设备20连接，排泥管道通过污泥泵与板框压滤机26连接。
所述的中和池5进水管道与加酸设备27连接，出水管道连接有提升泵6。
所述的多介质过滤器7和活性炭过滤器8均与反洗泵21连接。
所述的超滤装置11分别与清洗装置24和杀菌剂投加装置25连接。
所述的中间水箱12与增压泵ⅰ13连接。
所述的反渗透装置15进水管分别于加药装置22和增压泵ⅱ23连接，同时与清洗装置24连接。
所述的清水箱18出水管分别与反洗泵21和回用水系统连接。
所述的浓水箱16出水管通过提升泵与mvr蒸发结晶系统连接。
所述的mvr蒸发结晶系统17连接有蒸汽管道和冷却水管道。
积极有益效果：本实用新型为一种安全有效、操作方便、专门用于处理人造金刚石行业的含镍酸性废水零排放的系统，填补了人造金刚石行业的含镍酸性废水零排放的技术空白，提高了企业的经济效益，实现人造金刚石行业的含镍酸性废水零排放，减少重金属镍对环境的污染。
附图说明
图1本实用新型的系统结构示意图
图中：格栅渠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ⅰ9、提升泵10、超滤装置11、中间水箱12、增压泵ⅰ13、精密过滤器ⅱ14、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投加设备20、反洗泵21、加药装置22、增压泵ⅱ23、清洗装置24、杀菌剂投加装置25、板框压滤机26、加酸设备27
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型做进一步的说明：
如图1所示，一种用于处理人造金刚石行业的含镍酸性废水零排放的系统，其特征在于：包括格栅渠1，以及通过管道与格栅渠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ⅰ9，精密过滤器ⅰ9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ⅱ14，精密过滤器ⅱ14通过增压泵ⅱ23提升计入反渗透装置15，反渗透装置15分别通过清水箱18和浓水箱16，浓水箱16通过管道连接mvr蒸发结晶系统17。
含镍酸性废水进入格栅渠1内通过渠内设置的机械格栅将含镍酸性废水中携带大颗粒杂物与含镍酸性废水进行固液分离。
分离后含镍酸性废水进入调节池2调节水量、水质后通过提升泵提升进入反应池3。
反应池3具有使含镍酸性废水与碱液充分混合反应，生成氢氧化镍沉淀的作用。反应池3内设置有机械搅拌机。设置的加碱设备19向反应池3内投加碱液，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水中可沉降的固体污染物和在反应池3内生成的氢氧化镍沉淀，设置pam投加设备20，用于向沉淀池4内加药，同时池底污泥通过污泥泵进入板框压滤机26，通过板框压滤机26压滤后的含镍污泥运至
危废中心进行处置。
中和池5具有使含镍废水与酸液充分混合中和反应。设置有机械搅拌机。设置的加酸设备27向中和池5内投加酸液，使含镍废水酸碱中和。同时通过提升泵6将含镍废水提升进入多介质过滤器7、活性炭过滤器8和精密过滤器ⅰ9。
多介质过滤器7、活性炭过滤器8和精密过滤器ⅰ9均为过滤设备，多介质过滤器是利用石英砂和无烟煤作为过滤介质，使含镍废水通过该介质的触絮凝、吸附、截留，去除杂质，可有效去除水中的悬浮物及粘胶质颗粒。活性炭过滤器利用活性炭作为过滤介质，具有卓越的吸附特性，对水中溶解的有机污染物和重金属具有较强的吸附能力。精密过滤器ⅰ9采用pp棉、尼龙、熔喷等不同材质作滤芯，去除水中的微小悬浮物及其它杂质等，使废水水质达到超滤膜的进水要求。设置反洗泵21利用清水箱18的清水对多介质过滤器7和活性炭过滤器8进行反冲洗，反冲洗废水自流进入调节池2。
经过精密过滤器ⅰ9处理后废水通过提升泵10提升进入超滤装置11进入中间水箱12。超滤装置11内设置的超滤膜微孔可达0.01微米以下，能有效地去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和有机物。设置清洗装置24和杀菌剂投加装置25对超滤装置11进行清洗和维护保养。
经过超滤装置11处理后废水进入中间水箱12，再通过增压泵ⅰ13进入精密过滤器ⅱ14进一步处理后通过增压泵ⅱ23提升进入反渗透装置15。反渗透装置15内设置孔径为1/10000μm(相当于大肠杆菌大小的1/6000，病毒的1/300)的反渗透膜(ro膜)，使较高浓度的水变为低浓度水，同时将废水中的污染物、重金属等大量杂质全部去除，从而产出清水。设置加药装置22、增压泵ⅱ23及清洗装置24及时对反渗透装置15进行清洗。
经过反渗透装置15处理后产生的清水自流进入清水箱18，回用于生产；产生的浓水自流进入浓水箱16。
浓水箱16的浓水经泵提升进入mvr蒸发结晶系统17进行蒸发浓缩，含镍的结晶物送至危废中心处置。同时产生的污冷凝水自流进入调节池2，重新进入本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，采用低温与低压汽蒸技术和清洁能源为能源产生蒸汽，具有单位能量消耗低、停留时间短、工艺简单、实用性强、操作成本低等优点。
实施例1
河南某研磨材料有限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cod150～200mg/l、ss200～250mg/l、总镍70～80mg/l、ph≤5.0。
格栅渠1设置回转式机械格栅一台，将含镍酸性废水中携带的大颗粒杂物与含镍酸性废水进行固液分离。
调节池2有效容积47m3，配备有两台耐腐蚀化工离心泵(1用1备)，通过离心泵将含镍酸性废水提升进入反应池3。
反应池3的有效容积10m3，反应时间为2h，设置加碱设备19投加碱液，同时利用池内设置的机械搅拌机使碱液与含镍酸性废水充分混合反应。随后自流进入沉淀池4，表面负荷0.6m3/(m2·h)，沉淀时间3h。设置pam投加设备20加药，同时池底污泥通过污泥泵进入板框压滤机26，通过板框压滤机26压滤后的含镍污泥运至危废中心进行处置。
沉淀池4上清液自流进入中和池5，有效容积6m3，反应时间为1.2h，通过设置的提升泵6将废水提升进入多介质过滤器7、依次通过自流进入活性炭过滤器8和精密过滤器ⅰ9。
多介质过滤器7、活性炭过滤器8和精密过滤器ⅰ9数量均为1台，处理能力均为5m3/h，均具有过滤作用，作为超滤装置11的前处理工段。
废水通过提升泵10提升进入超滤装置11，处理能力为8m3/h。采用超滤膜元件型号为sfd-2860，数量6支，配套支架1套。设置清洗装置24和杀菌剂投加装置25对超滤装置11进行清洗。
经过超滤装置11处理后废水进入中间水箱12，有效容积5m3。通过设置的增压泵ⅰ13将废水提升进入精密过滤器ⅱ14。
精密过滤器ⅱ14数量为1台，处理能力为5m3/h。
废水经精密过滤器ⅱ14处理后通过增压泵ⅱ23提升进入反渗透装置15，处理能力为5m3/h。采用卷式反渗透膜，型号为cpa3-4040，数量32支，配套支架1套，膜壳32支。设置加药装置22、增压泵ⅱ23及清洗装置24及时对反渗透装置15进行清洗。
经过反渗透装置15处理后产生的清水自流进入清水箱18，有效容积5m3，清水回用于生产。
经过反渗透装置15处理后产生的浓水自流进入浓水箱16，有效容积5m3，通过泵提升进入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。浓水经mvr蒸发结晶系统17蒸发浓缩，含镍的结晶物送至危废中心处置。同时产生的污冷凝水自流进入调节池2，重新进入本废水处理系统进行处理。
经过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、ph6-8、电导率≤30μs/cm。清水箱18中的水可以进行回用于生产。
上述废水处理系统不仅适用于人造金刚石行业产生的含镍废水，也适用于其他行业的含镍废水及其他有着相似特点的含重金属的废水。
以上实施例仅用于说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围之内。
技术特征：
1.一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，其特征在于：包括格栅渠(1)，以及通过管道与格栅渠(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ⅱ(23)连接反渗透装置(15)，反渗透装置(15)分别通过清水箱(18)和浓水箱(16)，浓水箱(16)通过管道连接mvr蒸发结晶系统(17)。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，其特征在于：所述的格栅渠(1)设置有机械格栅。
3.根据权利要求1所述的一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，其特征在于：所述的中和池(5)进水管道与加酸设备(27)连接，出水管道连接有提升泵(6)。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，其特征在于：所述的多介质过滤器(7)和活性炭过滤器(8)均与反洗泵(21)连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，其特征在于：所述的超滤装置(11)分别与清洗装置(24)和杀菌剂投加装置(25)连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，其特征在于：所述的中间水箱(12)与增压泵ⅰ(13)连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，其特征在于：所述的清水箱(18)出水管分别与反洗泵(21)和回用水系统连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，其特征在于：所述的浓水箱(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所述的一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，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任意一项所述的一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，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，浓水经mvr蒸发结晶系统(17)蒸发浓缩，含镍的结晶物送至危废中心处置，同时产生的污冷凝水自流进入调节池(2)，重新进入本废水处理系统进行处理。
技术总结
本实用新型公开了一种用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统，包括格栅渠，以及通过污水管道与格栅渠连接的调节池，调节池通过管道连接反应池，反应池通过管道连接沉淀池，沉淀池通过管道连接中和池，反渗透装置分别通过管道清水箱和浓水箱，浓水箱通过管道连接MVR蒸发结晶系统。本实用新型经济适用、专门用于安全有效、操作方便、专门用于处理人造金刚石行业的含镍酸性废水零排放的系统，填补了专门针对于人造金刚石行业的含镍酸性废水达到零排放的处理的技术空白，提高了企业的经济效益，实现人造金刚石行业的含镍酸性废水的零排放，减少含镍酸性废水及重金属对环境的污染。
技术研发人员：刘从彬;刘峻;孙震宇;施烈焰;胡宗泰;付誉;卢一梦
受保护的技术使用者：郑州亿众环境科技有限公司
技术研发日：2020.04.21
技术公布日：2021.01.05
声明：
“用于处理人造金刚石行业含镍酸性废水零排放的系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：郑州亿众环境科技有限公司
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2024年07月12日 ~ 14日 
