CN111977756A - 一种用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其包括电渗透反应容器、密封盖板、芯轴、第二自螺旋正极、可伸缩刮板、固态物传送带、驱动装置。本发明设置电渗透反应容器的腔体内侧壁带有负电荷，第二自螺旋正极带有正电荷，而且第二自螺旋正极在驱动装置的作用下随芯轴转动。第二自螺旋正极能够吸附待处理印制线路板泥浆中的固态物，并由可伸缩刮板将干燥固态物刮下，再通过固态物传送带将固态物运输至下游流水线进行金属回收处理。本发明能够将泥浆中的固态物吸附出来，脱水处理过程成本低，而且所得到的固态物含水量低，可以直接供生产线对其进行金属回收处理，从而达到简化生产步骤提高生产效率的目的。

Description

一种用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备

技术领域

本发明涉及印制线路板废水处理领域，具体而言涉及一种用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备。

背景技术

印刷电路板生产时，会在线路印制工序中对金属箔进行蚀刻，去除电路板中不需要的金属层，还会对金属层表面所覆盖的绝缘层进行去除。此加工过程中，会产生大量含有金属离子和有机物的废水。如果不经处理直接将该印制线路板废水排放至环境中，会容易造成水体区域内重金属污染。废水中的酸性物质具有腐蚀性，严重影响排污口附近生态环境。

针对印刷电路板生产过程中所产生的废水，现有技术中通常采用酸化处理-捞取浮渣-pH值调节-生化COD处理的方式进行无害化处理。现有的处理方式，浮渣不易被清理干净，人工工作量大，而且金属离子的回收效率较低。

其他处理方式下，通常会对印刷电路板生产过程中所产生的废水进行pH值调节，然后对调节后的废水进行曝气处理，提取凝絮，再继续对剩余液体进行电化学处理，最终调节得到适宜pH值的废水并对其进行进一步的生化处理。

现有对印刷电路板生产过程中所产生的废水的处理过程中，都需要提取水体中的固态物。但是，由于废水本身具有腐蚀性，现有的固态物提取方式效率不高，设备的损耗大，提取效果不理想。现有的固态物提取方式下，具体操作人员工作强度大，且现有方式会对具体操作人员带来一定安全风险。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，本发明将印制线路板废水收集，通过电渗透脱水技术将待处理印制线路板泥浆中的固态物吸附出来，达到脱水的目的，使得固态物的含水量满足金属回收处理的要求，能够直接供给专门生产线对其进行金属回收处理利用。本发明具体采用如下技术方案：

首先，为实现上述目的，提出一种用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其包括：

电渗透反应容器，其上方一侧设置有泥浆输入口，其内部形成有用于容纳待处理印制线路板泥浆的腔体，其下方另一侧设置有废液排出口，所述腔体的内侧壁上设置有第一自螺旋负极；

密封盖板，其设置在所述电渗透反应容器的一侧端部，用于密封所述电渗透反应容器；

芯轴，其与所述密封盖板的内侧固定连接，水平设置在所述电渗透反应容器的腔体内部，并随同所述密封盖板同步以电渗透反应容器腔体的轴线为中心旋转；

第二自螺旋正极，其具有螺旋面，所述第二自螺旋正极的内侧与所述芯轴固定连接，所述螺旋面设置在所述芯轴与电渗透反应容器腔体的内侧壁之间，用于驱动待处理印制线路板泥浆向废液排出口方向移动，同时吸附待处理印制线路板泥浆中的固态物；

可伸缩刮板，其设置在所述腔体内，具有活动端，所述活动端抵接在所述第二自螺旋正极的螺旋面上随同所述螺旋面旋转而往复运动，刮取吸附在螺旋面上的固态物；

固态物传送带，其设置在所述可伸缩刮板的下侧，用于接收可伸缩刮板所刮取的固态物，并将所述固态物传输至电渗透反应容器外部；

驱动装置，其设置在所述密封盖板的外侧，用于驱动所述密封盖板以电渗透反应容器腔体的轴线为中心带动第二自螺旋正极旋转；

控制单元，用于根据第二自螺旋正极对固态物的吸附情况相应控制驱动装置的转速以及正负电极之间的电位差。

可选的，上述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备中，所述第二自螺旋正极包括：

电极固定套，其套设在所述芯轴的外周，并与直流电源的阳极电连接；

电极片，其固定设置在所述电极固定套的外周表面，并与所述电极固定套电连接，所述电极片包括沿电极固定套轴向间隔设置的多组，每一组所述电极片均设置为螺旋面结构，并且，各电极片之间，其螺旋面结构的母线长度沿待处理印制线路板泥浆排出的方向逐渐减小；

所述电极固定套与所述芯轴之间还设置有绝缘隔层，所述绝缘隔层表面沿径向设置有限位卡槽，所述限位卡槽与电极固定套内侧卡接固定，限制电极固定套与芯轴之间相对转动；

所述限位卡槽内部还设置有传感器，传感器连接控制单元，用于根据传感器数据控制驱动装置的转速以及正负电极之间的电位差。

传感器可选择为电磁传感器，其在正极表面吸附不同厚度的固态物时，能够利用固态物中的金属颗粒以及金属离子分布而感应到不同强度的电磁场信号，从而使得控制单元能够根据固态物的吸附情况控制驱动装置的转速以及正负电极之间的电位差，从而调节第二自螺旋正极对固态物的吸附效果，保证脱水效率。

可选的，上述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备中，所述可伸缩刮板贴近所述电极固定套的外周表面，分别设置在相邻的两组电极片之间，所述每一组可伸缩刮板均分别包括：

活动板，其端部位置设置有向上的凸起形成活动端，所述凸起的端面抵接在电极片的螺旋面结构表面；

固定部，其设置在所述活动板的内侧，与所述电渗透反应容器腔体的内侧壁固定连接；

弹性部件，其连接在活动板与固定部之间，用于推动所述活动板沿固定部在两组电极片之间往复平移。

可选的，上述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备中，所述可伸缩刮板具有由电极固定套向下倾斜的角度，所述固定部与电渗透反应容器腔体的内侧壁之间设置有供固态物下落的开口，活动板所刮取的固态物随同其往复平移被推送至所述开口，由开口下落至固态物传送带的表面。

可选的，上述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备中，每一组所述可伸缩刮板中，所述活动板均分别设置在固定部的前后两端；

位于前侧的活动板，其外侧端部抵接在位于其前侧的电极片的螺旋面结构的后侧表面；

位于后侧的活动板，其外侧端部抵接在位于其后侧的电极片的螺旋面结构的前侧表面。

可选的，上述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备中，每一组所述可伸缩刮板中，所述活动板仅设置在固定部的前侧或后侧；

其中，位于前侧的活动板，其外侧端部仅抵接在位于其前侧的电极片的螺旋面结构的后侧表面；

其中，位于后侧的活动板，其外侧端部仅抵接在位于其后侧的电极片的螺旋面结构的前侧表面。

可选的，上述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备中，相邻两电极片中，其螺旋面结构所设置的角度范围大小相同；或，

各所述电极片均在沿电极固定套周向的相同角度范围内开设有供活动板返回至该电极片另一侧端部的槽口。

可选的，上述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备中，相邻两电极片中，其螺旋面结构所设置的角度范围大小不同，且各螺旋面结构所设置的角度范围均不超过300°；或，

各所述电极片分别在沿电极固定套周向的不同角度范围内开设有供活动板返回至该电极片另一侧端部的槽口，且每一个电极片其两端之间沿电极固定套轴向的距离均小于该螺旋面的导程。

可选的，上述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备中，每一组所述可伸缩刮板均分别设置在电渗透反应容器腔体内的相同高度，或，每一组所述可伸缩刮板均相对于所述电极固定套的外周表面设置在电极固定套周向的相同位置。

可选的，上述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备中，每一组所述可伸缩刮板均分别设置在电渗透反应容器腔体内的不同高度，或，每一组所述可伸缩刮板分别相对于所述电极固定套的外周表面设置在电极固定套周向的不同位置。

有益效果：

本发明将电渗透脱水设备的正负电极均设置为自螺旋的结构，两者之间在电渗透反应容器内形成沿腔体径向的电场分布，等电势面与腔体内侧壁同轴。由此，本发明能够利用均匀分布的静电场稳定吸附待处理印制线路板泥浆中的固态物。此外，由于本发明中设置第二自螺旋正极缓慢旋转，其可以在旋转过程中，通过螺旋面结构推动待处理印制线路板泥浆向废液排出口流动排出。因此，本发明适用于印制电路板生产过程中所产生的富含有机物且粘性较大的废液沉淀泥浆，本发明能够通过电极本身的驱动使得泥浆均匀悬挂在整个第二自螺旋正极表面。当第二自螺旋正极表面所悬挂的泥浆翻转至腔体上部后，其泥浆中的水分子受正负极之间相对旋转所形成的具有旋转分量的电场作用，而逐渐向前向下流动。由于受到电场引力，第二自螺旋正极表面所悬挂的水分子，其向下流动的速率显著高于其因自重而向下滴落的速度。因此，本发明能够通过对电极旋转速度的设置而保证第二自螺旋正极表面所悬挂的泥浆中的水分子能够及时下落脱离固态物，提高本发明对固态物的干燥脱水效果。

进一步，为保证对粘性较大的废液沉淀泥浆的驱动作用，本发明设置位于废液排出口附近的电极片经常有较小直径，避免电极片本身阻挡泥浆向废液排出口移动。这样的尺寸设计同时还能通过泥浆输入口附近较大尺寸的电极片保证对泥浆的驱动力，并同时保证泥浆与电极片之间的接触面积，保证对泥浆内固态物的提取效率。

本发明为配合上述电极片结构，还进一步设置有带有活动板的可伸缩刮板。其通过活动板随电极片旋转所进行的前后方向的移动，自动推送活动板表面刮取的固态物向下落入固态物传送带，使其能够被方便地收集以进入后面的金属回收处理生产线。其中，为避免可伸缩刮板前后往复移动震颤第二自螺旋正极，本发明还可进一步设置可伸缩刮板本身位于电渗透反应容器腔体内不同高度，或设置第二自螺旋正极本身各电极片之间旋转角度不同，以使得各个刮板之间在不同时间节点返回电极片后侧端部，使得各刮板分别在不同时间碰撞电极片，而不是在同一时刻同时以相同方向撞击电极片。这样的设计能够通过未被撞击的电极片与可伸缩刮板之间的抵接作用支撑第二自螺旋正极，保证电极片结构稳定，有利于保证设备的使用寿命，保证电极片所连接的密封盖板的密封性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明在刮板处的剖面图；

图3是本发明中可伸缩刮板的工作示意图；

图中，1表示电渗透反应容器；10表示泥浆输入口；11表示第一自螺旋负极；12表示废液排出口；2表示密封盖板；3表示芯轴；4表示第二自螺旋正极；41表示电极固定套；42表示电极片；5表示可伸缩刮板；51表示活动板；52表示固定部；53表示弹性部件；6表示固态物传送带；7表示驱动装置

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对电渗透反应容器而言，指向电渗透反应容器内部的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本发明中所述的“上、下”的含义指的是本发明的设备在工作时，泥浆落下或排出的方向为下，反之为上，而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“前、后”的含义指的是待处理印制线路板泥浆在电渗透反应容器被排出的方向为前，反之则为后而非对本发明的装置机构的特定限定。

印刷电路板生产过程中所产生的废水，经过pH值调节以及沉淀步骤后得到含有金属颗粒、金属离子、有机物杂质以及絮状物沉淀的泥浆。其含水量通常在80％～90％之间，无法被直接利用，需要将其提取为干燥粉末颗粒后，才好运输至专门生产线对其进行金属回收处理。本发明的设备设置在沉淀步骤后，用于对沉淀后所得到的含有金属颗粒、金属离子、有机物杂质以及絮状物沉淀的泥浆进行干燥处理。

现有的电渗透脱水技术，其目前主要还存在着以下问题：(1)脱水后污泥最终含水率仍有50％-60％，很难突破50％，难以达到污泥电渗透高干度脱水的技术效果；(2)电渗透过程中，阳极附近污泥的含水率快速降低，而且脱水过程中阳极与其表面固态物发生电化学反应产生气体并在固态物泥饼中出现裂缝，缝隙导致污泥泥饼与电极板之间的接触面积减小，导致污泥电阻增大，电流下降，脱水效果变差；(3)脱水过程中，电场产生电流会有电能转换成热能，使污泥温度升高，实际上存在着能耗偏大问题；(4)泥饼在厚度方向上的含水率分布不均，阳极层污泥含水率较低，水分子积聚在阴极层而导致阴极板附近污泥含水率较高

图1为根据本发明的一种用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其通过对电极结构以及运行方式的改变，能够使得本发明的设备获得含水率处于20％～40％之间的固态物。本发明的设备，其具体包括：电渗透反应容器1、密封盖板2、芯轴3、第二自螺旋正极4、可伸缩刮板5、固态物传送带6、驱动装置7、控制单元。

其中的电渗透反应容器1，其上方一侧设置有泥浆输入口10，其内部形成有用于容纳待处理印制线路板泥浆的腔体，其下方另一侧设置有废液排出口12。所述腔体的内侧壁上设置第一自螺旋负极11，使得腔体内侧壁处于低电位。具体的，腔体的内侧壁为金属材质，第一自螺旋负极11为嵌入金属材质中的铜片。

密封盖板2设置在电渗透反应容器1的一侧端部，用于密封所述电渗透反应容器1。密封盖板2和电渗透反应容器1之间设置有密封条或密封槽，封闭电渗透反应容器1内部腔体。

芯轴3与所述密封盖板2的内侧固定连接，水平设置在所述电渗透反应容器1的腔体内部，并随同所述密封盖板2同步以电渗透反应容器腔体的轴线为中心旋转。

第二自螺旋正极4，其包括电极固定套41和电极片42。其中，电极固定套41连接第二自螺旋正极4的内侧并套设在芯轴3的外周并与芯轴固定连接，电极固定套41还与直流电源的阳极电连接。其中的电极片42固定设置在电极固定套41的外周表面与所述电极固定套41电连接，电极片42沿电极固定套41轴向间隔设置的多组，每一组电极片均设置为螺旋面结构，并且，各电极片之间，其螺旋面结构的母线长度沿待处理印制线路板泥浆排出的方向逐渐减小；螺旋面设置在芯轴3与电渗透反应容器1腔体的内侧壁之间，用于驱动待处理印制线路板泥浆向废液排出口12方向移动，同时吸附待处理印制线路板泥浆中的固态物。第二自螺旋正极4与第一自螺旋负极11螺旋方向相同，两者导程相同或成整数倍，以保证电渗透反应容器1腔体内部的电场分布均匀。本发明设置位于废液排出口附近的电极片42经常有较小直径，避免电极片42本身阻挡泥浆向废液排出口移动。这样的尺寸设计同时还能通过泥浆输入口10附近较大尺寸的电极片42保证对泥浆的驱动力和对泥浆的干燥脱水效果，并同时保证泥浆与电极片42之间的接触面积，保证对泥浆内固态物的提取效率。

可伸缩刮板5设置在电渗透反应容器1腔体内，贴近所述电极固定套41的外周表面，可伸缩刮板5设置多组，各可伸缩刮板5分别设置在相邻的两组电极片之间；且可伸缩刮板5还设置有活动端，活动端抵接在第二自螺旋正极

4的螺旋面上随同螺旋面旋转而往复运动，刮取吸附在螺旋面上的固态物。具体的，可伸缩刮板5包括有：活动板51、固定部52和弹性部件53。其中的活动板51端部位置设置有向上的凸起形成活动端，凸起的端面抵接在电极片42的螺旋面结构表面；电极片42由上向下相对于可伸缩刮板5转动，并在转动过程中剐蹭所述凸起，所述凸起将电极片42上所吸附的固态物刮下。所述的凸起能加大活动板51与电极片42的接触面积，能够为电极片提供支撑，减少设备运转中活动板51与电极片42摩擦产生的震颤。其中，固定部52设置在所述活动板51的内侧，与电渗透反应容器1腔体的内侧壁固定连接；固定部52与电渗透反应容器腔体的内侧壁之间设置有供固态物下落的开口，且，可伸缩刮板5具有由电极固定套41向下倾斜的角度，活动板51所刮取的固态物随同可伸缩刮板5往复平移而下滑并被推送至所述开口，由开口下落至固态物传送带6的表面，使其能够被方便地收集以进入后面的金属回收处理生产线。弹性部件53连接在活动板51与固定部52之间，用于推动所述活动板51沿固定部52在两组电极片之间往复平移。

固态物传送带6，其具体设置在所述可伸缩刮板5的下侧，用于接收可伸缩刮板5所刮取的固态物，并将所述固态物传输至电渗透反应容器1外部。

驱动装置7设置在密封盖板2的外侧，用于驱动密封盖板2以电渗透反应容器1腔体的轴线为中心带动第二自螺旋正极4旋转。驱动装置7包括电机和传动齿轮等装置，由固定设置在电渗透反应容器1外部的电机驱动，带动齿轮旋转，齿轮啮合驱动密封盖板2外侧的外周，驱动密封盖板2旋转.密封盖板2外周或内侧端面设置有与电渗透反应容器端面相互密封的密封圈，能够保证电渗透反应容器内部密封。

控制单元，用于根据第二自螺旋正极4对固态物的吸附情况相应控制驱动装置7的转速以及正负电极之间的电位差。其具体电压大小根据污泥处理量大小(泥饼厚度)，或者输入排出的泥浆之间的重量差值来确定，所述电极片到电渗透反应容器内侧壁之间的电位差可设置在10-30V/cm的范围内。

由此，本发明通过设置设备正极与负极之间螺旋方向相同，设置两者导程相同或成整数倍，从而利用正极负极的这种结构设计，保证整个电渗透反应容器的腔体内侧壁带有负电荷，而正极以螺旋方式带有正电荷，在腔体内产生沿腔体径向的电场分布，并且，由于第二自螺旋正极缓慢旋转，电场分布也可以在旋转过程中，通过正极表面的正电荷分布随同正极的旋转，而使得腔体内的电场分布具备一定的旋转分量。因此，泥浆内的水分子受该旋转分量、第二自螺旋正极本身的离心力作用，叠加水分子本身的重力，能够使得水分子以较快速度向下脱离第二自螺旋正极表面，使得第二自螺旋正极表面所附着的固态物能够被迅速干燥。干燥过程中，由于第二自螺旋正极上侧水分子向下移动，正极下侧所附着的泥浆能够由上侧流下的水分子略微浸润而保证电场对正极下侧所附着的泥浆的干燥效果；而正极上侧所附着的干燥固态物又能够在电化学反应使其出现裂缝崩落之前被可伸缩刮板收集进入流水线下游的金属回收处理步骤。

其中，为设置上述用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备能够根据印刷线路板金属含量的需求而调节其脱水过程中的参数，本发明具体可设置安装在印制线路板废水处理系统中的控制单元在电渗透脱水设备工作过程中执行以下步骤：

第一步，接收待处理的印制线路板泥浆，并通过泥浆输入口将其注入至电渗透反应容器的内部腔体中，具体的，泥浆输入口由上向下将泥浆注入至电渗透反应容器的内部腔体中的第二自螺旋正极顶部一端；

第二步，驱动腔体内的第二自螺旋正极以转速S(rad/s)旋转，驱动待处理的印制线路板泥浆由泥浆输入口向废液排出口流动，具体由第二自螺旋正极通过其螺旋面驱动待处理的印制线路板泥浆由第二自螺旋正极的一端通过其另一端底部的废液排出口向下排出；并在此过程中，设置腔体内侧壁表面的第一自螺旋负极与第二自螺旋正极之间具有D伏(V)的电位差，在第一自螺旋负极与第二自螺旋正极之间产生沿腔体径向分布并随同第二自螺旋正极旋转而带有旋转分量的电场；

第三步，随第二自螺旋正极旋转而悬挂在第二自螺旋正极表面的待处理的印制线路板泥浆由所述电场驱动，使得泥浆中的固态物逐渐由第二自螺旋正极的正电荷吸引而附着在第二自螺旋正极表面，使得泥浆中的水分子逐渐由第一自螺旋负极的负电荷吸引并在电场旋转分量、第二自螺旋正极旋转所产生的离心力和重力的共同作用下向下滴落至电渗透反应容器的内部腔体底部；

第四步，附着在第二自螺旋正极表面的固态物在随同第二自螺旋正极旋转至电渗透反应容器内部腔体的顶部后被设置在第二自螺旋正极的螺旋面前侧和/或后侧的可伸缩刮板刮取，并由设置在可伸缩刮板下侧的固态物传送带接收，所述固态物传送带将所述固态物传输至电渗透反应容器外部；

第五步，重复上述步骤，直至完成对全部待处理的印制线路板泥浆的干燥脱水处理。

上述的第二步中，转速S和电位差D具体由以下步骤确定：

步骤s1，以预设的间隔周期t通过设置在第二自螺旋正极内部的传感器采集第二自螺旋正极表面附近的电磁场信号x_t；

步骤s2，计算本次采集的电磁场信号x_t与上一次采集的电磁场信号x_t-1之间的差值为Δx_t，计算预设的间隔周期t内泥浆输入口输入泥浆的重量与废液排出口排出废液的重量之间的差值Δg_t；

步骤s3，在Δg_t<G时，按照PID增量算法计算转速调节量ΔS和电位差调节量ΔD；当Δg_t>G时，更新G为本次采集所获得的泥浆输入口输入泥浆的重量与废液排出口排出废液的重量之间的差值Δg_t，由此，本发明能够根据泥浆本身浓度的变化而自动调节转速S和电位差D所针对的干燥目标，驱使本发明的设备能够最大化地发挥效益；

其中，G为预设的间隔周期t内可伸缩刮板所刮取的固态物在满足含水量要求时所对应的泥浆输入口输入泥浆的重量与废液排出口排出废液的重量之间的目标差值；

步骤s4，调节第二自螺旋正极的转速为S-ΔS，调节第一自螺旋负极与第二自螺旋正极之间的电位差为D+ΔD。

具体而言，步骤s3中，转速调节量ΔS和电位差调节量ΔD可以按照PID增量算法通过以下简单运算步骤，利用简单的运算电路直接实现。由此，本发明在设备在执行具体运算过程中，其所需资源能够被简化，从而以更低成本的计算步骤获得：

步骤s301，计算调节比例δ＝K_pΔx_t+K_ix_t+K_d(Δx_t-x_t-1+x_t-2)，其中，K_p为比例系数，K_i为积分例系数，K_d为微分系数；

步骤s302，计算转速调节量ΔS＝S(e-1)^1+δ，计算电位差调节量ΔD＝D(1+δ)。

上述方法中所述比例系数K_p，所述积分例系数K_i，所述微分系数K_d分别预先根据预设的间隔周期t内可伸缩刮板所刮取的固态物在满足含水量要求时所对应的泥浆输入口输入泥浆的重量与废液排出口排出废液的重量之间的目标差值G按照以下步骤，通过逐一试验获得系数取值。本发明的试验成本小，且能够直接契合设备自身的运行特性，方便操作。具体的，所述系数取值按照以下步骤确定：

步骤k1，设定积分例系数K_i、所述微分系数K_d分别为0，设置比例系数K_p以G/n的步长分别执行上述第一步至第四步；

步骤k2，以上述步骤k1执行过程中Δg_t最接近G时所对应的比例系数的取值作为K_p；

步骤k3，设定比例系数K_p为步骤k2所确定的取值、设定所述微分系数K_d为0，设置积分例系数K_i以G/n的步长分别执行上述第一步至第四步；

步骤k4，以上述步骤k3执行过程中Δg_t最接近G时所对应的积分系数的取值作为K_i；

步骤k5，设定比例系数K_p为步骤k2所确定的取值、设定积分例系数K_i为步骤k4所确定的取值，设置微分系数K_d以G/n的步长分别执行上述第一步至第四步；

步骤k6，以上述步骤k5执行过程中Δg_t最接近G时所对应的微分系数的取值作为K_d；

上述步骤中，n为预设的固定值，一般可将其取为较大值，从而减少各系数与理想值之间的误差，。

步骤k1至步骤k6所述的对比例系数K_p、所述积分例系数K_i、所述微分系数K_d的设定步骤具体可直接由电渗透脱水设备的控制单元在设备初始化过程中自动执行。

本实施例1中的每一组可伸缩刮板5，其活动板51可均分别设置在固定部52的前后两端。

其中位于前侧的活动板，其前侧端部抵接在位于其前侧的电极片42的螺旋面结构的后侧表面；而位于后侧的活动板，其后侧端部抵接在位于其后侧的电极片42的螺旋面结构的前侧表面。所述可伸缩刮板的前后两端分别抵接在位于其前侧的第二自螺旋正极的螺旋面结构的后侧表面以及位于其后侧的第二自螺旋正极的螺旋面结构的前侧表面，所述可伸缩刮板同时刮取其前后两侧第二自螺旋正极表面所附着的固态物。所述可伸缩刮板在刮取第二自螺旋正极的螺旋面结构表面所附着的固态物后，还从第二自螺旋正极螺旋面结构上所设置的槽口返回至其初始位置，继续刮取螺旋面结构旋转后表面上所新附着的固态物。

此方式下，相邻两电极片42中，电极片42的螺旋面结构环绕芯轴所设置的角度范围大小可设置为相同；或各电极片42均在沿电极固定套41周向的相同角度位置开设有供活动板51返回至该电极片42另一侧端部的槽口。

每一组所述可伸缩刮板5均可分别以图2方式设置在电渗透反应容器腔体内的相同高度，或，每一组所述可伸缩刮板5还可相对于电极固定套41的外周表面设置在电极固定套41周向的相同位置。

考虑到，上述方案中，当电极片42若都设置为一致，则活动板51在弹性部件53的弹力作用下会同时作用在电极片42上，可能会引起第二自螺旋正极的变形，从而影响设备的寿命。因此，本发明还可进一步在上述用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备的基础上，提出了实施例2。其中，实施例2与实施例1的不同之处在于，实施例2中：

每一组所述可伸缩刮板5中，所述活动板51仅设置在固定部52的前侧或后侧。其中，位于前侧的活动板，仅其前侧端部抵接在位于其前侧的电极片42的螺旋面结构的后侧表面；位于后侧的活动板，仅其后侧端部抵接在位于其后侧的电极片42的螺旋面结构的前侧表面。

相邻两电极片42中，其螺旋面结构所设置的角度范围可参照图3所示方式设置为大小不同，且各螺旋面结构所设置的角度范围(即，螺旋面一侧端面至另一侧端面之间绕41轴线所旋转的角度)均不超过300°，各螺旋面结构所设置的角度是指由螺旋面一侧端面至另一侧端面之间绕41轴线所旋转经过的角度；或，

各所述电极片42分别在沿电极固定套41周向的不同角度范围内开设有供活动板51返回至该电极片42另一侧端部的槽口，且每一个电极片其两端之间沿电极固定套41轴向的距离均小于该螺旋面的导程。

每一组所述可伸缩刮板5均分别设置在电渗透反应容器腔体内的不同高度，或，每一组所述可伸缩刮板5分别相对于所述电极固定套41的外周表面固定设置在电极固定套41周向的不同位置。

其具体的还可进一步设置可伸缩刮板5本身位于电渗透反应容器1腔体内不同高度，或设置第二自螺旋正极4本身各电极片42之间旋转角度不同，以使得各个刮板之间在不同时间节点返回电极片后侧端部，使得各刮板分别在不同时间碰撞电极片，而不是在同一时刻同时以相同方向撞击电极片。这样的设计能够通过未被撞击的电极片与可伸缩刮板之间的抵接作用支撑第二自螺旋正极，保证电极片结构稳定，有利于保证设备的使用寿命，保证电极片所连接的密封盖板的密封性。

由此，本发明通过对正极负极结构和运行方式的设计，能够保证整个电渗透反应容器的腔体内侧壁带有负电荷，而正极以螺旋方式带有正电荷，两者在腔体内产生沿腔体径向的电场分布。并且，由于第二自螺旋正极缓慢旋转，其可以在旋转过程中，通过其表面的正电荷，使得腔体内的电场分布具备一定的旋转分量。因此，泥浆内的水分子受该旋转分量、第二自螺旋正极本身的离心力作用，叠加水分子本身的重力，能够使得水分子以较快速度向下脱离第二自螺旋正极表面，使得第二自螺旋正极表面所附着的固态物能够被迅速干燥。

本发明在对第二自螺旋正极表面所附着的固态物进行干燥的过程中，由于第二自螺旋正极上侧水分子向下移动，正极下侧部所附着的泥浆能够由上侧流下的水分子略微浸润而保证泥浆内部固态物持续受电场吸引，保证电场对正极下侧部所附着的泥浆的干燥效果，而正极上侧所附着的干燥固态物又能够在电化学反应使其出现裂缝崩落之前被可伸缩刮板收集，进入下游流水线进行金属回收处理。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其特征在于，包括：

电渗透反应容器（1），其上方一侧设置有泥浆输入口（10），其内部形成有用于容纳待处理印制线路板泥浆的腔体，其下方另一侧设置有废液排出口（12），所述腔体的内侧壁上设置有第一自螺旋负极（11）；

密封盖板（2），其设置在所述电渗透反应容器（1）的一侧端部，用于密封所述电渗透反应容器（1）；

芯轴（3），其与所述密封盖板（2）的内侧固定连接，水平设置在所述电渗透反应容器（1）的腔体内部，并随同所述密封盖板（2）同步以电渗透反应容器腔体的轴线为中心旋转；

第二自螺旋正极（4），其具有螺旋面，所述第二自螺旋正极（4）的内侧与所述芯轴固定连接，所述螺旋面设置在所述芯轴（3）与电渗透反应容器腔体的内侧壁之间，用于驱动待处理印制线路板泥浆向废液排出口（12）方向移动，同时吸附待处理印制线路板泥浆中的固态物；

可伸缩刮板（5），其设置在所述腔体内，具有活动端，所述活动端抵接在所述第二自螺旋正极（4）的螺旋面上随同所述螺旋面旋转而往复运动，刮取吸附在螺旋面上的固态物；

固态物传送带（6），其设置在所述可伸缩刮板（5）的下侧，用于接收可伸缩刮板（5）所刮取的固态物，并将所述固态物传输至电渗透反应容器（1）外部；

驱动装置（7），其设置在所述密封盖板（2）的外侧，用于驱动所述密封盖板（2）以电渗透反应容器腔体的轴线为中心带动第二自螺旋正极（4）旋转；

控制单元，用于根据第二自螺旋正极（4）对固态物的吸附情况相应控制驱动装置（7）的转速以及正负电极之间的电位差。

2.如权利要求1所述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其特征在于，所述第二自螺旋正极（4）包括：

电极固定套（41），其套设在所述芯轴（3）的外周，并与直流电源的阳极电连接；

电极片（42），其固定设置在所述电极固定套（41）的外周表面，并与所述电极固定套（41）电连接，所述电极片包括沿电极固定套（41）轴向间隔设置的多组，每一组所述电极片均设置为螺旋面结构，并且，各电极片之间，其螺旋面结构的母线长度沿待处理印制线路板泥浆排出的方向逐渐减小。

3.如权利要求2所述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其特征在于，所述可伸缩刮板（5）贴近所述电极固定套（41）的外周表面，分别设置在相邻的两组电极片之间，所述每一组可伸缩刮板（5）均分别包括：

活动板（51），其端部位置设置有向上的凸起形成活动端，所述凸起的端面抵接在电极片（42）的螺旋面结构表面；

固定部（52），其设置在所述活动板（51）的内侧，与所述电渗透反应容器腔体的内侧壁固定连接；

弹性部件（53），其连接在活动板（51）与固定部（52）之间，用于推动所述活动板（51）沿固定部（52）在两组电极片之间往复平移。

4.如权利要求3所述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其特征在于，所述可伸缩刮板（5）具有由电极固定套（41）向下倾斜的角度，所述固定部（52）与电渗透反应容器腔体的内侧壁之间设置有供固态物下落的开口，活动板（51）所刮取的固态物随同其往复平移被推送至所述开口，由开口下落至固态物传送带（6）的表面。

5.如权利要求3-4所述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其特征在于，每一组所述可伸缩刮板（5）中，所述活动板（51）均分别设置在固定部（52）的前后两端；

位于前侧的活动板，其外侧端部抵接在位于其前侧的电极片（42）的螺旋面结构的后侧表面；

位于后侧的活动板，其外侧端部抵接在位于其后侧的电极片（42）的螺旋面结构的前侧表面。

6.如权利要求3-4所述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其特征在于，每一组所述可伸缩刮板（5）中，所述活动板（51）仅设置在固定部（52）的前侧或后侧；

其中，位于前侧的活动板，其外侧端部仅抵接在位于其前侧的电极片（42）的螺旋面结构的后侧表面；

其中，位于后侧的活动板，其外侧端部仅抵接在位于其后侧的电极片（42）的螺旋面结构的前侧表面。

7.如权利要求5-6所述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其特征在于，相邻两电极片（42）中，其螺旋面结构所设置的角度范围大小相同；或，

各所述电极片（42）均在沿电极固定套（41）周向的相同角度范围内开设有供活动板（51）返回至该电极片（42）另一侧端部的槽口。

8.如权利要求5-6所述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其特征在于，相邻两电极片（42）中，其螺旋面结构所设置的角度范围大小不同，且各螺旋面结构所设置的角度范围均不超过300°；或，

各所述电极片（42）分别在沿电极固定套（41）周向的不同角度范围内开设有供活动板（51）返回至该电极片（42）另一侧端部的槽口，且每一个电极片其两端之间沿电极固定套（41）轴向的距离均小于该螺旋面的导程。

9.如权利要求1-8所述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其特征在于，每一组所述可伸缩刮板（5）均分别设置在电渗透反应容器腔体内的相同高度，或，每一组所述可伸缩刮板（5）均相对于所述电极固定套（41）的外周表面设置在电极固定套（41）周向的相同位置。

10.如权利要求1-8所述的用于印制线路板废水处理系统的电渗透脱水设备，其特征在于，每一组所述可伸缩刮板（5）均分别设置在电渗透反应容器腔体内的不同高度，或，每一组所述可伸缩刮板（5）分别相对于所述电极固定套（41）的外周表面设置在电极固定套（41）周向的不同位置。

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