处理生产碲化镉薄膜太阳能电池产生的含镉废水的系统的制作方法

本实用新型涉及废水处理系统，特别涉及一种用于处理生产碲化镉薄膜太阳能电池产生的含镉废水的系统。

背景技术：

重金属污染已经成为中国社会的热点问题，环境保护部部长周生贤指出，要把重金属污染防治摆在更加紧迫更加重要的位置，大力防控和应对重金属污染，切实解决危害群众健康的突出环境问题。国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》要求，到2015年，城镇集中式地表水饮用水水源铅、汞、镉、铬和类金属砷等重点重金属污染物指标基本达标，重点企业实现稳定达标排放；国控重点区域的重点重金属污染物排放总量比2007年减少15%，环境质量有所好转；省控重点区域重金属污染物排放总量比2007年减少5%；非重点区域的重点重金属污染物排放总量不超过2007年的水平，重金属污染得到有效控制，镉是重点控制的重金属污染物，要求重金属新增产能与淘汰产能做到等量置换、减量置换或者做到零排放。

碲化镉薄膜太阳能电池具有成本低、效率高、弱光性好、温度稳定性强的优点，是全球光伏领域的开创性成果，是新一代最具竞争力的商业化薄膜太阳能电池，对推动新能源发展核心增长，全线打通中国薄膜太阳能电池产业链具有重要意义。在薄膜太阳能电池生产过程中会产生含镉重金属废水，如何处理在薄膜太阳能电池生产过程中产生的废水是很多太阳能生产厂家特别关注的问题。

现有含镉废水一般采用预处理+反渗透浓缩+混凝沉淀+离子交换树脂处理工艺，反渗透淡水用于制作超纯水原水。如实用新型专利（专利号：201820615559.9）就公开了一种含镉废水资源化回收系统及一体设备，包括依次管道连接的砂滤器、炭滤器、保安过滤器、一级nf膜组件、二级nf膜组件和离子交换树脂罐，一级nf膜组件的浓水出口管道连接二级nf膜组件，一级nf膜组件的产水出口管道连接离子交换树脂罐和清洗水箱；二级nf膜组件的浓水出口管道连接混凝反应箱，二级nf膜组件的产水出口管道连接离子交换树脂罐和清洗水箱，清洗水箱通过清洗水泵分别对一级nf膜组件和二级nf膜组件清洗；被离子交换树脂罐分离后的水达标排放或回收利用。

上述技术方案具有如下缺陷：1）由于预处理效果较差，反渗透淡水用于制作超纯水的原水，水质较差；2）采用混凝沉淀+离子交换树脂吸附工艺处理，期间会产生大量含镉废树脂，废树脂委外再生，只是含镉废水的转移及循环；3）整个处理工艺并没有达到零排放的效果；4）整个处理工艺较繁琐，占地面积大，运行费用高，处理效果一般。

为此，有必要专门设计一种专门用于处理生产碲化镉薄膜太阳能电池产生的含镉废水的系统。

技术实现要素：

为克服上述现有技术中的不足，本实用新型目的在于提供一种处理生产碲化镉薄膜太阳能电池产生的含镉废水的系统，其包括：反应槽，所述反应槽内设有搅拌装置，所述反应槽用于对含镉废水进行中和、搅拌；循环浓缩槽，所述反应槽的出水口与所述循环浓缩槽的入水口连接；管式微滤膜系统，所述管式微滤膜系统的进水口与所述循环浓缩槽的出水口连接，所述管式微滤膜系统的浓液出水口与所述循环浓缩槽连接；预处理澄清水箱，所述预处理澄清水箱的进水口与管式微滤膜系统的清液出水口连接；多级膜浓缩系统，所述多级膜浓缩系统的进水口与所述预处理澄清水箱的出水口连接，所述多级膜浓缩系统的出水口与超纯水设备连接；浓水水箱，所述浓水水箱的进水口与多级膜浓缩系统的出水口连接；三效蒸发结晶系统，所述三效蒸发结晶系统的进水口与浓水水箱的出水口连接，三效蒸发结晶系统的冷凝水出口与超纯水设备连接。

优选的，所述循环浓缩槽还与一污泥浓缩压滤系统连接。

优选的，所述污泥浓缩压滤系统包括污泥浓缩槽和压滤机，所述污泥浓缩槽内设有搅拌装置，所述污泥浓缩槽与压滤机通过管路连接，所述管路上设有水泵。

优选的，所述反应槽设有多个。

优选的，所述多级膜浓缩系统中设有多层反渗透膜。

上述技术方案具有如下有益效果：该含镉废水处理系统无需催化剂，通过管式膜预澄清系统，采用管式膜过滤技术，即调节ph、同时保证沉淀澄清效果，减少常规混凝沉淀加药的pac和pam的引入；去除镉离子水质澄清后，废水进入多级膜浓缩系统，膜脱盐率可达99%以上，淡水含盐量稳定≤100mg/l，可直接做成≥10mω.cm超纯水，膜浓缩脱盐系统将废水浓缩至10%以下，极大减少了蒸发量；经过多级膜浓缩系统后的浓缩液进入蒸发结晶系统，采用三效蒸发结晶系统，蒸发器蒸发浓度为0.2%～2.5%，蒸发冷凝液回用至超纯水装置作为原水使用，蒸发结晶残渣及预处理污泥作为危险固废委外处理。整个工艺系统形成闭式循环，达到真正意义上的含镉废水零排放。

附图说明

图1为实用新型实施例的系统图。

图2为本实用新型实施例污泥浓缩压滤系统的结构示意图。

1、原水箱；2、水泵；3、第一反应槽；31、搅拌装置；4、第二反应槽；41、搅拌装置；5、循环浓缩槽；51、搅拌装置；6、管式微滤膜系统；7、污泥浓缩压滤系统；71、污泥浓缩槽；72、搅拌设备；73、水泵；74、压滤机；8、预处理澄清水箱；9、超纯水设备；10、多级膜浓缩系统；11、浓水水箱；12、三效蒸发结晶系统。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1、2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本专利公开了一种处理生产碲化镉薄膜太阳能电池产生的含镉废水的系统，其包括：第一反应槽3、第二反应槽4、循环浓缩槽5、管式微滤膜系统6、预处理澄清水箱8、超纯水设备9、多级膜浓缩系统10、浓水水箱11及三效蒸发结晶系统12。反应槽的数量可根据需要设置多个。第一反应槽3中设有搅拌装置31、第二反应槽4中设有搅拌装置41，第一反应槽3的进水口与原水箱1连接，原水箱1用于放置要净化的含镉废水，第一反应槽3的进水口与原水箱1连接管道上设有水泵2。第一反应槽3的出水口与第二反应槽4的进水口连接，第二反应槽4的出水口与循环浓缩槽5的入水口连接，管式微滤膜系统6的进水口与循环浓缩槽5的出水口连接，管式微滤膜系统6设有管式微滤膜，通过管式微滤膜将废水中的悬浮物、重金属等颗粒进行分离，管式微滤膜系统6包括浓液出水口和清液出水口，浓液出水口用于排出含杂质颗粒较多的废水，清液出口用于排出净化后的废水。管式微滤膜系统6的浓液出水口与循环浓缩槽5连接，用于实现含镉废水的循环净化。

预处理澄清水箱8的进水口与管式微滤膜系统6的清液出水口连接，多级膜浓缩系统10的进水口与预处理澄清水箱8的出水口连接，多级膜浓缩系统10的出水口与超纯水设备9连接；浓水水箱11的进水口与多级膜浓缩系统10的出水口连接，多级膜浓缩系统10内设有多层反渗透膜，用于对废水进行反渗透处理，反渗透的数量可根据水质的好坏进行增减。三效蒸发结晶系统12的进水口与浓水水箱11的出水口连接，三效蒸发结晶系统12的冷凝水出口与超纯水设备9连接。

作为一种优选实施方式，循环浓缩槽5还与一污泥浓缩压滤系统7连接，污泥浓缩压滤系统7包括污泥浓缩槽71和压滤机74，污泥浓缩槽71内设有搅拌装置72，污泥浓缩槽71与压滤机通过管路连接，管路上设有水泵73。设置污泥浓缩压滤系统7，当循环浓缩槽5中的废水达到一定浓度或液位高度后，为了提高废水处理的效率，可直接将循环浓缩槽5中的废水排空至污泥浓缩压滤系统7，通过污泥浓缩压滤系统7将其压滤为污泥并进行危险固废委外处理。

采用上述系统进行处理生产碲化镉薄膜太阳能电池产生的含镉废水的工艺包括如下步骤：

首先将原水箱1中的含镉废水通过水泵2输送至第一反应槽3内，并向第一反应槽3内加热碱性药剂，并通过搅拌装置31进行搅拌，对含镉废水进行中和，为了能起到更好的中和作用，还可设置第二反应槽4，将第一反应槽3中的废水流入到第二反应槽4，向第二反应槽4内加入碳酸钠对废水做进一步的中和。

接着使搅拌后第二反应槽4内含镉废水先流入到循环浓缩槽5，在流入管式微滤膜系统6，通过通过管式微滤膜系统6对含镉废水进行过滤，通过管式微滤膜系统6的废水分为两部分，一部分为含重金属较少的废水清液，另一部分为含有漂浮物、重金属较多的废水浓液，废水浓液通过浓液出水口重新流入循环浓缩槽内进行再循环，废水清液通过清液出水口流入预处理澄清水箱8。采用管式微滤膜系统6对废水进行预处理，能大幅提高对镉离子有很高的截留效率。

将预处理澄清水箱8中的废水清液通过多级膜浓缩系统10进行过滤，多级膜浓缩系统采10用反渗透过滤，可根据水质质量设置级数不同的反渗透膜。通过多级膜浓缩系统进行过滤的浓水流入浓水水箱11，过滤后的淡水流入超纯水设备9进行备用。采用多级膜浓缩系统，大大减少蒸发量，同时，多级膜浓缩系统产生的淡水及蒸发冷凝液不含镉离子，可以实现回用。最后使浓水水箱11中的浓水流入三效蒸发结晶系统12，通过三效蒸发结晶系统12浓水进行蒸发结晶，三效蒸发结晶系统的蒸发浓度为0.2%～2.5%，蒸发的冷凝水流入超纯水设备9作为原水使用，蒸发结晶残渣作为危险固废委外处理。

为了能进一步提高效率，可在当循环浓缩槽中的含镉废水达到一定浓度或容量，可将循环浓缩槽中的含镉废水排空至污泥浓缩压滤系统7，通过污泥浓缩压滤系统进行处理。处理后形成的污泥也应作为危险固废委外处理。

该含镉废水处理工艺无需催化剂，通过管式膜预澄清系统，采用管式膜过滤技术，即调节ph、同时保证沉淀澄清效果，减少常规混凝沉淀加药的pac和pam的引入；去除镉离子水质澄清后，废水进入多级膜浓缩系统，膜脱盐率可达99%以上，淡水含盐量稳定≤100mg/l，可直接做成≥10mω.cm超纯水，膜浓缩脱盐系统将废水浓缩至10%以下，极大减少了蒸发量；经过多级膜浓缩系统后的浓缩液进入蒸发结晶系统，采用三效蒸发结晶系统，蒸发器蒸发浓度为0.2%～2.5%，蒸发冷凝液回用至超纯水装置作为原水使用，蒸发结晶残渣及预处理污泥作为危险固废委外处理。该工艺系统处理稳定，整个系统稳定性较好，耐冲击能力较强；整个工艺系统形成闭式循环，达到真正意义上的含镉废水零排放。

采用本专利技术无需使用催化剂，反应溶剂可循环利用；本实用新型的底物适用范围广，易于纯化，收率高；处理反应结束后，只需要抽滤和洗涤，即可得到纯品，操作简单，后处理方便，生产成本低。整个工艺系统是运用在碲化镉薄膜太阳能电池行业产生的含镉废水处理上，整个工艺达到含镉废水零排放的效果；所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。