CN206476851U - 一种含金电镀废水的资源化回收处理装置 - Google Patents

一种含金电镀废水的资源化回收处理装置 Download PDF

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杜建伟
张明杨
温勇
贺框
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Abstract

本实用新型公开了一种含金电镀废水的资源化回收处理装置,包括膜处理系统、低温蒸发装置和光电催化装置,所述的膜处理系统由是由保安过滤器、纳滤膜过滤器、反渗透膜过滤器组成,所述的保安过滤器一端与废水收集池的出水口连接,另一端依次连接纳滤膜过滤器和反渗透膜过滤器,所述的反渗透膜过滤器的另一端与回用水箱和低温蒸发装置连接,所述的回用水箱与废水收集池连接,所述的低温蒸发装置由真空蒸发系统和冷凝系统组成,所述的真空蒸发系统与所述的光电催化装置连接。本实用新型提供的装置金属回收处理效率高,处理成本低,无二次污染。

Description

一种含金电镀废水的资源化回收处理装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于电镀废水处理及资源回收技术领域,具体涉及一种含金电镀废水 的资源化回收处理装置。
背景技术
[0002]镀金层的化学性质稳定、延展性好、易抛光、耐高温,易于焊接、耐腐蚀性强、具有 很好的抗变色性能、较低的接触电阻、良好导电性能,因而广泛应用于精密仪器仪表、印刷 板、集成电路、电子管壳、电接点等要求电参数性能长期稳定的零件电镀。在电镀过程中不 可避免的会产生废水。电镀废水中有害物质含量高,成分复杂,因而造成处理技术难度较 大,并对周围环境造成严重的威胁。随着人类环保意识的日益提高,电镀废水无害化、资源 化处理越来越受到人们的关注和重视。
[0003] 金是一种极具回收价值的重金属,目前从电镀废水中回收金可分为化学沉淀法、 锌置换法、电解法、离子交换法等。化学沉淀法一般做法是向废水中投加硫化钠、氯化钠等 化学药剂,与废水中的金离子形成沉淀,通过高温灼烧的办法从废水中回收金。锌置换法是 利用活性较高的锌将金从废水中置换出来的一种方法。电解法是指在电的影响下,废水中 的金在阴极还原沉积,从而与废水分离。离子交换法是利用离子交换树脂吸附含金废水,待 吸附饱和后,用丙酮-盐酸浸泡再生,将再生液进行水浴蒸馏,从沉积物中回收金。相比而 言,电解法不消耗化学药剂,成本低;选择性好,可获得纯度较高的金;可以同步去除废水中 的有机物。
[0004] 二氧化钛具有良好的光催化活性,在紫外光照射下可以产生羟基自由基氧化去除 电镀废水中的络合物。利用二氧化钛的光催化氧化作用降解有机污染物,己经成为水污染 控制的研究热点。另外,外加电场不仅可以对紫外光照射的二氧化钛电极施加阳极偏压,减 少电子_空穴的复合率,提高光电催化效率;电镀废水中的重金属离子还可以在电场的作用 下向阴极转移,并在阴极高效还原为金属单质,从而达到回收贵重金属,降低污染的目的。 实用新型内容
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种能实现含金电镀废水中的贵金属金的 回收,同时除去废水中的污染物,实现废水的循环利用的装置。
[0006] 为解决上述问题,本实用新型提出的技术方案为:一种含金电镀废水的资源化回 收处理装置,包括膜处理系统、低温蒸发装置和光电催化装置,所述的膜处理系统由是由保 安过滤器、纳滤膜过滤器、反渗透膜过滤器组成,所述的保安过滤器一端与废水收集池的出 水口连接,另一端依次连接纳滤膜过滤器和反渗透膜过滤器,所述的反渗透膜过滤器的另 一端与回用水箱和所述的低温蒸发装置连接,所述的回用水箱与废水收集池连接,所述的 低温蒸发装置由真空蒸发系统和冷凝系统组成,所述的真空蒸发系统与所述的光电催化装 置连接,所述的冷凝系统通过冷凝管与回用水箱连接,所述的光电催化装置位于金属框架 上,包括光电催化反应室和供电组件,所述的光电催化反应室中至少设置有一对光催化电 极,所述的光催化电极的阴极电极上设置有高能电子发生仪,光电催化反应室的底部设置 有磁力搅拌器,顶部设置有光源和观察孔,外壁上设置有散热片,所述的散热片与金属框架 之间还设置有散热风扇,所述的供电组件是由直线电机或者太阳能发电板构成,通过控制 电路与光催化电极、高能电子发生仪、磁力搅拌器、光源连接。
[0007] 进一步的,所述的保安过滤器的过滤孔径不高于5um,去除废水中的颗粒杂质,减 轻对后续系统特别是膜系统的污染。
[0008] 进一步的,所述的保安过滤器与纳滤膜过滤器之间、纳滤膜过滤器和反渗透膜过 滤器之间都设置有高压泵,便于废水的流动。
[0009] 进一步的,所述的光电催化反应室内的光催化电极对之间通过串联连接,保证光 催化效率,提高水处理的效率。
[0010] 进一步的,所述的光催化电极阴阳电极间的距离为2〜8cm,电极间距太小,两电极 之间容易短路,对光源也有一定的阻碍作用;电极间距太大,两电极间电阻增大,反应物扩 散到电极表面的距离太大,会影响光催化的速率。
[0011] 进一步的,所述的光电催化电极的光阳极的材料为石墨负载的二氧化钛;所述的 阴极材料为碳纤维,所述的碳纤维的比表面积为540〜600m2/g、孔隙率不低于24%,二氧化 钛化学性质稳定,光催化活性好,碳纤维具有巨大的比表面积同时具有极高的空隙率,保证 了光电催化反应的进行,提高了金的回收和废水的处理效率。
[0012]进一步的,所述的光阳极的制备方法为:将干燥的天然鳞片石墨、体积分数为98% 的浓硫酸、重铬酸钾、乙酸酐、过氧化氢、钛酸四正丁酯按质量比8: 3 : 3 :4: 5 : 7混合搅拌均 匀,在40〜50°C下静置24〜3¾后将下层沉淀洗涤烘干,在700〜800°C的高温下膨化下层沉 淀制备得到具有光催化作用的石墨负载的二氧化钛光阳极材料。
[0013]进一步的,所述的光源为高强度氙灯,氙灯光强度大,而且有机物在催化剂催化作 用下用氙灯照射,能产生羟基自由基,从而氧化废水中污染物,达到净化废水的作用。
[0014]与现有技术相比,本实用新型的有益效果体现在:本实用新型适用于含金电镀废 水的处理,可以高效的回收废水中的金和清洗水,同时在处理的过程中通过膜处理系统,能 依次将废水中的大颗粒物质、大分子有机物、络合物以及废水中80%以上的溶解盐离子去 除,同时废水经过浓缩处理后通过光电催化处理,不仅能回收废水中的金,也能除去其中的 有机物,而且回收水可以重复使用,作为废水收集槽的清洗液,本实用新型提供的装置金属 回收处理效率高,处理成本低,无二次污染。
附图说明
[0015]如图1所示的为本实用新型提供的装置整体结构示意图;
[0016]其中:1-膜处理系统,2-低温蒸发装置,3_光电催化装置,4-保安过滤器,5-纳滤膜 过滤器,6-反渗透膜过滤器,7-废水收集池,8-回用水箱,9-真空蒸发系统,1〇-冷凝系统, 11-冷凝管,12-金属框架,13-光电催化反应室,14-供电组件,15-光催化电极,16-高能电子 发生仪,17-磁力搅拌器,18-光源,I9-观察孔,20-散热片,21-散热风扇,22-高压泵。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明,本实用新型的实施方式包括 但不限于下列实施例。
[0018] 如图1所示,本实施例提供一种含金电镀废水的资源化回收处理装置,包括膜处理 系统1、低温蒸发装置2和光电催化装置3,膜处理系统由1是由保安过滤器4、纳滤膜过滤器 5、反渗透膜过滤器6组成,保安过滤器4的过滤孔径不高于5um,去除废水中的颗粒杂质,减 轻对后续系统特别是膜系统的污染,保安过滤器4 一端与废水收集池7的出水口连接,另一 端依次连接纳滤膜过滤器5和反渗透膜过滤器6,保安过滤器4与纳滤膜过滤器5之间、纳滤 膜过滤器5和反渗透膜过滤器6之间都设置有高压泵16,便于废水的流动,反渗透膜过滤器6 的另一端与回用水箱8和低温蒸发装置2连接,回用水箱8与废水收集池7连接,低温蒸发装 置2由真空蒸发系统9和冷凝系统10组成,真空蒸发系统10与光电催化装置3连接,冷凝系统 通过冷凝管11与回用水箱8连接,光电催化装置3位于金属框架12上,包括光电催化反应室 13和供电组件14,光电催化反应室13中至少设置有一对光催化电极15,光电催化反应室13 内的光催化电极15对之间通过串联连接,保证光催化效率,提高水处理的效率,所述的光催 化电极15阴阳电极间的距离为2〜8cm,电极间距太小,两电极之间容易短路,对光源也有一 定的阻碍作用;电极间距太大,两电极间电阻增大,反应物扩散到电极表面的距离太大,会 影响光催化的速率,光电催化电极15的光阳极的材料为石墨负载的二氧化钛,在阳极基板 的表面涂覆有催化材料;阴极材料为碳纤维,碳纤维的比表面积为540〜600m2/g、孔隙率不 低于24%,二氧化钛化学性质稳定,光催化活性好,碳纤维具有巨大的比表面积同时具有极 高的空隙率,保证了光电催化反应的进行,提高了金的回收和废水的处理效率,所述的光阳 极的制备方法为:将干燥的天然鳞片石墨、体积分数为98%的浓硫酸、重铬酸钾、乙酸酐、过 氧化氢、钛酸四正丁酯按质量比8:3: 3:4:5:7混合搅拌均匀,在40〜50。(:下静置24〜36h后 将下层沉淀洗涤烘干,在700〜800°C的高温下膨化下层沉淀制备得到具有光催化作用的石 墨负载的二氧化钛光阳极材料,光催化电极15的阴极电极上设置有高能电子发生仪16,光 电催化反应室I3的底部设置有磁力搅拌器17,顶部设置有光源18和观察孔19,光源,18为高 强度氙灯,氙灯光强度大,而且有机物在催化剂催化作用下用氙灯照射,能产生羟基自由 基,从而氧化废水中污染物,达到净化废水的作用,外壁上设置有散热片2〇,散热片与金属 框架之间还设置有散热风扇21,供电组件13是由直线电机或者太阳能发电板构成,通过控 制电路与光催化电极I5、高能电子发生仪16、磁力搅拌器17、光源18连接。
[0019] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制; 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同 替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案 的精神和范围。

Claims (6)

1. 一种含金电镀废水的资源化回收处理装置,其特征在于,包括膜处理系统a)、低温 蒸发装置(2)和光电催化装置(3),所述的膜处理系统(1)是由保安过滤器(4)、纳滤膜过滤 器(5)、反渗透膜过滤器(6)组成,所述的保安过滤器⑷一端与废水收集池(7)的出水口连 接,另一端依次连接纳滤膜过滤器和反渗透膜过滤器(6),所述的反渗透膜过滤器03)的 另一端与回用水箱(8)和所述的低温蒸发装置(2)连接,所述的回用水箱(8)与废水收集池 ⑺连接,所述的低温蒸发装置⑵由真空蒸发系统⑼和冷凝系统(1〇)组成,所述的真空蒸 发系统C?)与所述的光电催化装置03)连接,所述的冷凝系统(10)通过冷凝管(11)与回用水 箱(8)连接,所述的光电催化装置(3)位于金属框架(12)上,包括光电催化反应室(13)和供 电组件(14),所述的光电催化反应室(13)中至少设置有一对光催化电极(15),所述的光催 化电极(15)的阴极电极上设置有高能电子发生仪(16),光电催化反应室(13)的底部设置有 磁力搅拌器(17),顶部设置有光源(18)和观察孔(19),外壁上设置有散热片(20),所述的散 热片与金属框架之间还设置有散热风扇(21),所述的供电组件(14)是由直线电机或者太阳 能发电板构成,通过控制电路与光催化电极(15)、高能电子发生仪(16)、磁力搅拌器(17)、 光源(18)连接。
2. 如权利要求1所述的一种含金电镀废水的资源化回收处理装置,其特征在于,所述的 保安过滤器(4)的过滤孔径不高于5um。
3. 如权利要求1所述的一种含金电镀废水的资源化回收处理装置,其特征在于,所述的 保安过滤器⑷与纳滤膜过滤器(5)之间、纳滤膜过滤器(5)和反渗透膜过滤器之间都设 置有高压泵(22)。
4. 如权利要求1所述的一种含金电镀废水的资源化回收处理装置,其特征在于,所述的 光电催化反应室(13)内的光催化电极(15)对之间通过串联连接。
5. 如权利要求1所述的一种含金电镀废水的资源化回收处理装置,其特征在于,所述的 光电催化电极(15)的光阳极的材料为石墨负载的二氧化钛,在阳极基板的表面涂覆有催化 材料;所述的阴极材料为碳纤维,所述的碳纤维的比表面积为54〇〜6〇〇m2/g、孔隙率不低于 24% 0
6. 如权利要求1所述的一种含金电镀废水的资源化回收处理装置,其特征在于,所述的 光源(18)为高强度氙灯。
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