CN105601011A - 一种处理含铜电镀废水并回收铜的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种处理含铜电镀废水并回收铜的装置，包括废水储存罐、管道加热器、废水预处理三联箱、废水氧化还原反应沉淀池、上清液反渗透过滤装置和废水蒸发器，所述废水储存罐、管道加热器、废水预处理三联箱、废水氧化还原反应沉淀池、上清液反渗透过滤装置和废水蒸发器之间利用管道依次连接，且管道上设置水泵，所述废水预处理三联箱由三个相连通的调节箱组成，相邻的所述调节箱之间设置隔板，所述上清液反渗透过滤装置为二级串联式反渗透装置，每级反渗透装置前面设置增压泵，本发明同时公开了一种处理方法。本发明对回收废液中91.8%以上的铜，流程简单，操作方便。

Description

一种处理含铜电镀废水并回收铜的方法及装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种处理含铜电镀废水并回收铜的方法及装置。
背景技术
目前，电镀及冶炼等工业迅速发展，产生的重金属污染也对环境构成了严重的威胁。重金属离子具有不可生物降解性和生物富集性，若不经适当处理排入环境，将对生态环境带来极大危害。如今重金属污染作为重点行业，重金属废水的治理问题已经受到环保领域的关注。
按所含污染物，废水可分为含氰废水，含锌、镍、铜和铅等重金属废水、有机废水、酸性和碱性废水等。其中含铜废水的主要处理方法有硫酸亚铁、偏亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、二氧化硫等还原，利用阴离子交换树脂进行离子交换，电化学还原，蒸发回收和吸附等。这些方法工艺复杂、投资费用高，或需投加过量化学药剂、污泥量大，进而产生二次污染的问题，难以达到排放标准。采用硫化钠或氢氧化钠使水中的铜生成沉淀，这种方法处理费用高、采用硫化钠会产生二次污染、会产生有毒气体。并且这些方法对络合态的铜废水基本上没有处理效果，除铜率低、性价比低。因此需要对现有技术进行有效改进。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种处理含铜电镀废水并回收铜的方法及装置，从而解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种处理含铜电镀废水并回收铜的装置，包括废水储存罐、管道加热器、废水预处理三联箱、废水氧化还原反应沉淀池、上清液反渗透过滤装置和废水蒸发器，所述废水储存罐、管道加热器、废水预处理三联箱、废水氧化还原反应沉淀池、上清液反渗透过滤装置和废水蒸发器之间利用管道依次连接，且管道上设置水泵，所述废水预处理三联箱由三个相连通的调节箱组成，相邻的所述调节箱之间设置隔板，所述上清液反渗透过滤装置为二级串联式反渗透装置，每级反渗透装置前面设置增压泵。
一种处理含铜电镀废水并回收铜的方法，包括如下步骤：
将含铜电镀废水引入废水储存罐，静置6-8h，让部分颗粒固体杂质在重力作用下沉降；
每次抽1000L废水经管道加热器加热至60-80℃后输送到废水预处理三联箱中，所述废水预处理三联箱采用隔板依序分成第一调节箱、第二调节箱和第三调节箱，废水首先输送到所述第一调节箱中，按照每升水中投加1.65-1.68gFeSO4·7H2O的量加药并搅拌，然后用0.5-0.7mol/L的H2SO4溶液调整PH为3-4；在所述第二调节箱中加入3.35-3.37mol/L的H2O2并搅拌，氧化废水中有机物；在所述第三调节箱中加入足量的生石灰并搅拌，调节PH到8.5-9.8得到碱性废水，去除水中残留的硫酸根、硫脲、焦磷酸盐、EDTA，使其沉淀或无络合能力；
将输出的废水中加入二氧化硫脲，然后将液体输入废水氧化还原反应沉淀池，经过废水预处理三联箱处理后的碱性废水在此沉淀，沉淀物经所述废水氧化还原反应沉淀池底部排出，将得到的沉淀物至于烘箱中烘干得到固体颗粒，碾磨至粉末状后用大型永久磁铁石筛选出含铜磁性产物；
所述废水氧化还原反应沉淀池的上清液（铜含量为2.35mg/L）由增压泵抽送到上清液反渗透过滤装置，后得到清夜及浓液，该处理后清液（铜含量为0.2mg/L）经过调整PH值至中性直接排放，经过反渗透处理后的浓水采用废水蒸发器来多效减压蒸发浓缩结晶有机废水，对浓缩液中的盐分进行分离后，通过集盐器进行回收，浓缩液进行干燥回收或焚烧处理。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述上清液反渗透过滤装置在进行膜的清洗时，使用反渗透产水冲洗10-15min，然后用0.2-0.5%HCl和反渗透产水配制清洗液（PH>2），正常工作流量，0.138-0.276Mpa压力向所述上清液反渗透过滤装置输入清洗液，将初始的废水排掉，防止清洗液被稀释，清洗液在管路循环5min。
由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：
本发明对一种含铜电镀废水加以利用，回收废液中91.8%以上的铜，最终产生浓液循环回到储存罐，补充储存罐废水的浓度，流程简单，操作方便，降低经济成本，该方法中基本无额外污染物产生，产生了环境友好型的资源化回收目的。
本发明提供一种成本低廉、用量少，可处理水体中络合态的铜、操作简单、除铜率高的处理方法及装置，尽可能沉淀回收废液中的铜，并将沉淀后的废水经过反渗透处理后达标排放，流程简单，操作方便，降低经济成本，该方法中基本无额外污染物产生，产生了环境友好型的资源化回收目的。
附图说明
图1为本发明设备流程框图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
参见图1，一种处理含铜电镀废水并回收铜的装置，包括废水储存罐1、管道加热器2、废水预处理三联箱3、废水氧化还原反应沉淀池4、上清液反渗透过滤装置5和废水蒸发器6，所述废水储存罐1、管道加热器2、废水预处理三联箱3、废水氧化还原反应沉淀池4、上清液反渗透过滤装置5和废水蒸发器6之间利用管道依次连接，且管道上设置水泵（图中未示出），所述废水预处理三联箱3由三个相连通的调节箱组成，相邻的所述调节箱之间设置隔板，所述上清液反渗透过滤装置5为二级串联式反渗透装置，每级反渗透装置前面设置增压泵。
实施例1
采用本发明提供的装置，一种处理含铜电镀废水并回收铜的方法，包括如下步骤：
将含铜电镀废水引入废水储存罐，静置6h，让部分颗粒固体杂质在重力作用下沉降；
每次抽1000L废水经管道加热器加热至60℃后输送到废水预处理三联箱中，所述废水预处理三联箱采用隔板依序分成第一调节箱、第二调节箱和第三调节箱，废水首先输送到所述第一调节箱中，按照每升水中投加1.65gFeSO4·7H2O的量加药并搅拌，然后用0.5mol/L的H2SO4溶液调整PH为3；在所述第二调节箱中加入3.35mol/L的H2O2并搅拌，氧化废水中有机物；在所述第三调节箱中加入足量的生石灰并搅拌，调节PH到8.5得到碱性废水，去除水中残留的硫酸根、硫脲、焦磷酸盐、EDTA，使其沉淀或无络合能力；
将输出的废水中加入二氧化硫脲，然后将液体输入废水氧化还原反应沉淀池，经过废水预处理三联箱处理后的碱性废水在此沉淀，沉淀物经所述废水氧化还原反应沉淀池底部排出，将得到的沉淀物至于烘箱中烘干得到固体颗粒，碾磨至粉末状后用大型永久磁铁石筛选出含铜磁性产物；
所述废水氧化还原反应沉淀池的上清液（铜含量为2.35mg/L）由增压泵抽送到上清液反渗透过滤装置，后得到清夜及浓液，该处理后清液（铜含量为0.2mg/L）经过调整PH值至中性直接排放，经过反渗透处理后的浓水采用废水蒸发器来多效减压蒸发浓缩结晶有机废水，对浓缩液中的盐分进行分离后，通过集盐器进行回收，浓缩液进行干燥回收或焚烧处理。
本实施例废液中铜的回收率为91.8%。
实施例2
采用本发明提供的装置，一种处理含铜电镀废水并回收铜的方法，包括如下步骤：
将含铜电镀废水引入废水储存罐，静置8h，让部分颗粒固体杂质在重力作用下沉降；
每次抽1000L废水经管道加热器加热至80℃后输送到废水预处理三联箱中，所述废水预处理三联箱采用隔板依序分成第一调节箱、第二调节箱和第三调节箱，废水首先输送到所述第一调节箱中，按照每升水中投加1.68gFeSO4·7H2O的量加药并搅拌，然后用0.7mol/L的H2SO4溶液调整PH为3-4；在所述第二调节箱中加入3.37mol/L的H2O2并搅拌，氧化废水中有机物；在所述第三调节箱中加入足量的生石灰并搅拌，调节PH到9.8得到碱性废水，去除水中残留的硫酸根、硫脲、焦磷酸盐、EDTA，使其沉淀或无络合能力；
将输出的废水中加入二氧化硫脲，然后将液体输入废水氧化还原反应沉淀池，经过废水预处理三联箱处理后的碱性废水在此沉淀，沉淀物经所述废水氧化还原反应沉淀池底部排出，将得到的沉淀物至于烘箱中烘干得到固体颗粒，碾磨至粉末状后用大型永久磁铁石筛选出含铜磁性产物；
所述废水氧化还原反应沉淀池的上清液（铜含量为2.35mg/L）由增压泵抽送到上清液反渗透过滤装置，后得到清夜及浓液，该处理后清液（铜含量为0.2mg/L）经过调整PH值至中性直接排放，经过反渗透处理后的浓水采用废水蒸发器来多效减压蒸发浓缩结晶有机废水，对浓缩液中的盐分进行分离后，通过集盐器进行回收，浓缩液进行干燥回收或焚烧处理。
本实施例废液中铜的回收率为91.9%。
实施例3
采用本发明提供的装置，一种处理含铜电镀废水并回收铜的方法，包括如下步骤：
将含铜电镀废水引入废水储存罐，静置7h，让部分颗粒固体杂质在重力作用下沉降；
每次抽1000L废水经管道加热器加热至70℃后输送到废水预处理三联箱中，所述废水预处理三联箱采用隔板依序分成第一调节箱、第二调节箱和第三调节箱，废水首先输送到所述第一调节箱中，按照每升水中投加1.678gFeSO4·7H2O的量加药并搅拌，然后用0.6mol/L的H2SO4溶液调整PH为3-4；在所述第二调节箱中加入3.36mol/L的H2O2并搅拌，氧化废水中有机物；在所述第三调节箱中加入足量的生石灰并搅拌，调节PH到9.0得到碱性废水，去除水中残留的硫酸根、硫脲、焦磷酸盐、EDTA，使其沉淀或无络合能力；
将输出的废水中加入二氧化硫脲，然后将液体输入废水氧化还原反应沉淀池，经过废水预处理三联箱处理后的碱性废水在此沉淀，沉淀物经所述废水氧化还原反应沉淀池底部排出，将得到的沉淀物至于烘箱中烘干得到固体颗粒，碾磨至粉末状后用大型永久磁铁石筛选出含铜磁性产物；
所述废水氧化还原反应沉淀池的上清液（铜含量为2.35mg/L）由增压泵抽送到上清液反渗透过滤装置，后得到清夜及浓液，该处理后清液（铜含量为0.2mg/L）经过调整PH值至中性直接排放，经过反渗透处理后的浓水采用废水蒸发器来多效减压蒸发浓缩结晶有机废水，对浓缩液中的盐分进行分离后，通过集盐器进行回收，浓缩液进行干燥回收或焚烧处理。
本实施例废液中铜的回收率为92.5%。
另外，上清液反渗透过滤装置在使用一段时间后应该对膜进行清洗。在进行膜的清洗时，使用反渗透产水冲洗10-15min，然后用0.2-0.5%HCl和反渗透产水配制清洗液（PH>2），正常工作流量，0.138-0.276Mpa压力向所述上清液反渗透过滤装置输入清洗液，将初始的废水排掉，防止清洗液被稀释，清洗液在管路循环5min。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种处理含铜电镀废水并回收铜的装置，其特征在于：包括废水储存罐、管道加热器、废水预处理三联箱、废水氧化还原反应沉淀池、上清液反渗透过滤装置和废水蒸发器，所述废水储存罐、管道加热器、废水预处理三联箱、废水氧化还原反应沉淀池、上清液反渗透过滤装置和废水蒸发器之间利用管道依次连接，且管道上设置水泵，所述废水预处理三联箱由三个相连通的调节箱组成，相邻的所述调节箱之间设置隔板，所述上清液反渗透过滤装置为二级串联式反渗透装置，每级反渗透装置前面设置增压泵。
2.一种利用如权利要求1所述装置处理含铜电镀废水并回收铜的方法，其特征在于：包括如下步骤：
将含铜电镀废水引入废水储存罐，静置6-8h，让部分颗粒固体杂质在重力作用下沉降；
每次抽1000L废水经管道加热器加热至60-80℃后输送到废水预处理三联箱中，所述废水预处理三联箱采用隔板依序分成第一调节箱、第二调节箱和第三调节箱，废水首先输送到所述第一调节箱中，按照每升水中投加1.65-1.68gFeSO4·7H2O的量加药并搅拌，然后用0.5-0.7mol/L的H2SO4溶液调整PH为3-4；在所述第二调节箱中加入3.35-3.37mol/L的H2O2并搅拌，氧化废水中有机物；在所述第三调节箱中加入足量的生石灰并搅拌，调节PH到8.5-9.8得到碱性废水；
将输出的废水中加入二氧化硫脲，然后将液体输入废水氧化还原反应沉淀池，沉淀物经所述废水氧化还原反应沉淀池底部排出，将得到的沉淀物至于烘箱中烘干得到固体颗粒，碾磨至粉末状后用大型永久磁铁石筛选出含铜磁性产物；
所述废水氧化还原反应沉淀池的上清液由增压泵抽送到上清液反渗透过滤装置，后得到清夜及浓液，该处理后清液经过调整PH值至中性直接排放，经过反渗透处理后的浓水采用废水蒸发器来多效减压蒸发浓缩结晶有机废水，对浓缩液中的盐分进行分离后，通过集盐器进行回收，浓缩液进行干燥回收或焚烧处理。
3.如权利要求1所述的处理含铜电镀废水并回收铜的方法，其特征在于：所述上清液反渗透过滤装置在进行膜的清洗时，使用反渗透产水冲洗10-15min，然后用0.2-0.5%HCl和反渗透产水配制清洗液，在正常工作流量以及0.138-0.276Mpa压力向所述上清液反渗透过滤装置输入清洗液，将初始的废水排掉，防止清洗液被稀释，清洗液在管路循环5min。
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