CN209974462U - 一种薄膜太阳能电池废水除镉装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其能对废水除镉还能实现重金属镉资源化回收利用。其包括废水调节池、废水收集罐，废水调节池和废水收集罐之间安装有回收除镉反应器，通过回收除镉反应器对废水进行过滤以去除镉和硫脲在高温下反应生成的硫化镉无机颗粒；回收除镉反应器包括壳体和位于壳体内的中空滤芯，壳体分别连接有进水管和出水管，进水管与废水调节池连接，出水管与废水收集罐连接，进水管上安装有进水阀，出水管上安装有出水阀；回收除镉反应器还包括收集管，收集管上安装有排出阀，收集管与中空滤芯内部连通；回收除镉反应器还包括连接有收集管的一端的另一端的反洗管，反洗管连接有反洗泵。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域，具体为一种薄膜太阳能电池废水除镉装置。
背景技术
GIGS薄膜太阳能电池在镀膜、蚀刻等制造过程中由于工艺的损耗，需要不断加入氨水、硫酸镉及硫脲等原料以保证溶液水质及浓度的稳定性，每批次镀膜后，生产溶液已不能满足下一批生产需要，需全部倾倒、排放，并重新配置生产，因此会产生大量含高浓度硫酸镉的重金属废水。
目前除镉装置常采用加碱混凝沉淀来去除重金属镉。但由于生产废水温度较高（约60~85℃），直接处理会导致混凝沉淀效果较差，出水镉浓度不能满足《电池工业污染物排放标准》（GB30484-2013）的要求。此外，混凝沉淀过程中重金属镉以氢氧化镉的形式沉淀下来，难以回收并且产生了大量的危废污泥，造成了资源上的浪费；而镉和硫脲在高温下反应会生成硫化镉无机颗粒。
实用新型内容
针对传统除镉装置通过加碱混凝沉淀来除镉导致镉资源回收困难的问题，本实用新型提供了一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其能对废水除镉还能实现重金属镉资源化回收利用。
其技术方案是这样的：一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其包括废水调节池、废水收集罐，其特征在于：所述废水调节池和所述废水收集罐之间安装有回收除镉反应器，通过所述回收除镉反应器对废水进行过滤以去除镉和硫脲在高温下反应生成的硫化镉无机颗粒；所述回收除镉反应器包括壳体和位于壳体内的中空滤芯，所述壳体分别连接有进水管和出水管，所述进水管与所述废水调节池连接，所述出水管与所述废水收集罐连接，所述进水管上安装有进水阀，所述出水管上安装有出水阀；所述回收除镉反应器还包括收集管，所述收集管上安装有排出阀，所述收集管与所述中空滤芯内部连通；所述回收除镉反应器还包括连接有所述收集管的一端的另一端的反洗管，所述反洗管连接有反洗泵。
其进一步特征在于：
所述回收除镉反应器还包括连接有所述反洗管的一端的同一端的进气管，所述进气管连接有空压机；
所述收集管位于所述回收除镉反应器的上端，所述反洗管位于所述回收除镉反应器的下端；
所述进水管与所述中空滤芯内部连通，所述出水管与所述中空滤芯和所述壳体之间的腔体连通；
所述进水管和出水管分别安装有压力传感器；
所述中空滤芯内部还设有与电机连接的转轴以及安装于所述转轴上的刷体；
所述收集管连接有回收罐。
采用了这样的结构后，将废水调节池中的薄膜光伏太阳能电池废水打入至回收除镉反应器中，通过回收除镉反应器过滤掉镉和硫脲在高温下反应生成的硫化镉无机颗粒，即可实现废水除镉，被中空滤芯过滤下来的颗粒可以通过启动反洗水泵来进行反洗，使反洗水携带着硫化镉颗粒从收集管排出，以实现硫化镉的回收利用；相较于传统混凝沉淀除镉，药剂投加费用降低了30%，产泥量降低40%以上，通过过滤截留的物质经60℃烘干后得到纯度为90~95%的CdS黄色晶体，实现镉资源的有效回收。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为过滤器结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示的一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其包括废水调节池1、废水收集罐3，废水调节池1和废水收集罐3之间安装有回收除镉反应器2，通过回收除镉反应器对废水进行过滤以去除镉和硫脲在高温下反应生成的硫化镉无机颗粒；回收除镉反应器2包括壳体22和位于壳体22内的中空滤芯23，其可以为不锈钢滤网，壳体22分别连接有进水管21和出水管24，进水管21与废水调节池1连接，出水管24与废水收集罐3连接，进水管21上安装有进水阀211，出水管24上安装有出水阀241，进水管21与中空滤芯23内部连通，出水管24与中空滤芯23和壳体22之间的腔体连通；回收除镉反应器2还包括位于回收除镉反应器2的上端的收集管24，收集管25上安装有排出阀251，收集管25与中空滤芯23内部连通，同时收集管25还连接有回收罐29；回收除镉反应器2还包括位于回收除镉反应器2的下端的反洗管26，反洗管26连接有反洗泵261；另外，回收除镉反应器2还包括位于回收除镉反应器2的下端的进气管27，进气管27设有进气阀272，进气管27连接有空气压缩机271和储气罐273。同时，进水管21和出水管27分别安装有压力传感器5，当压力传感器5显示过滤前后压差大于0.05MPa时，开始自清洗过程，清洗过程耗时约1min。另外，中空滤芯23内部还设有与电机连接的转轴28以及安装于转轴28上的不锈钢刷281。
生产废水经管路收集至废水调节池1，此时废水的pH为10~12，进水温度为60~85℃。调节池废水混合均匀后采用过滤水泵4将废水打入回收除镉反应器2中，反应器内部为耐高温过滤系统，具体过滤精度为0.05μm ~5μm，操作压力为0.1 MPa ~0.5MPa，中间连接管件材质均为316L不锈钢，反应器内部不需要设加药系统。
废水从进水管21进入中空滤芯23内部，中空滤芯23对其进行过滤后，废水进入中空滤芯23和壳体22之间的空隙，再通过出水管24排出进入废水收集罐3进入下一道处理工序。另外，在过滤过程中，中空滤芯23内的不锈钢刷281始终处于工作状态，不锈钢刷281能够无死角的刷洗掉硫化镉固体，减少中空滤芯23上固体残留；不锈钢刷281持续转动，可以起到导流左右，同时防止硫化镉固体的累积。当压力传感器5显示过滤前后压差大于0.05MPa时，开始自清洗过程，采用气洗和水洗交替进行的方式，气洗通道连接有空气压缩机271和储气罐273，首先打开反应器上部排出阀251、进气阀272并关闭进水阀211和出水阀241，被滤芯所截留的硫化镉固体在气体冲刷和不锈钢刷281作用下从排出阀251排出（首先采用机械刷洗加气洗等物理冲刷方式，可使得到的硫化镉固体保持较少的含水率，便于后续回收处理）。对于滤芯上仍残留的硫化镉固体，关闭进气阀272，通过反洗泵261冲洗将剩余残留的硫化镉排出，整套反洗过程可大幅减少节省反洗水量。排出阀251出口连接有回收罐，回收储罐内部设有加热和排气装置，回收除镉反应器2截留得到的物质经过烘干得到纯度较高的硫化镉。
另外，将反洗管26和进气管27设于下端，排出管25设于上端能够进一步提升反洗效果，提升回收率；而且，反洗管26和进气管27可以与中空滤芯23内部连通，但是也可以与中空滤芯23和壳体22之间的腔体连通，可以让气体或者反洗水在由腔体进入滤芯这一过程中，将更多的硫化镉带出，从而提升反洗效果，提升回收率。
由于废水中的硫脲在碱性条件下不稳定，高温时可分解产生硫离子，与重金属镉形成硫化镉沉淀，经回收除镉反应器2处理后可达到过滤回收重金属镉的目的，通过过滤截留的物质经60℃烘干后得到纯度为90~95%的CdS黄色晶体。
相比于传统的混凝沉淀装置，本实用新型利用镉和硫脲在高温下反应生成硫化镉无机颗粒、同时生产废水温度较高的特点，采用回收除镉反应器2直接过滤，可回收得到纯度为90~95%的硫化镉，实现重金属镉的资源化回收利用，同时过滤后出水镉浓度小于0.01mg/L，满足《电池工业污染物排放标准》（GB 21900-2008）的要求。
综上，采用了这样的结构后不仅能够有效去除废水中的重金属镉，还能够实现镉的资源回收利用，同时还具有产泥量低、加药量少、保护后续处理设施等优点。
以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其包括废水调节池、废水收集罐，其特征在于：所述废水调节池和所述废水收集罐之间安装有回收除镉反应器，通过所述回收除镉反应器对废水进行过滤以去除镉和硫脲在高温下反应生成的硫化镉无机颗粒；所述回收除镉反应器包括壳体和位于壳体内的中空滤芯，所述壳体分别连接有进水管和出水管，所述进水管与所述废水调节池连接，所述出水管与所述废水收集罐连接，所述进水管上安装有进水阀，所述出水管上安装有出水阀；所述回收除镉反应器还包括收集管，所述收集管上安装有排出阀，所述收集管与所述中空滤芯内部连通；所述回收除镉反应器还包括连接有所述收集管的一端的另一端的反洗管，所述反洗管连接有反洗泵。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其特征在于：所述回收除镉反应器还包括连接有所述反洗管的一端的同一端的进气管，所述进气管连接有空压机。
3.根据权利要求1或2所述的一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其特征在于：所述收集管位于所述回收除镉反应器的上端，所述反洗管位于所述回收除镉反应器的下端。
4.根据权利要求1所述的一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其特征在于：所述进水管与所述中空滤芯内部连通，所述出水管与所述中空滤芯和所述壳体之间的腔体连通。
5.根据权利要求1或2所述的一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其特征在于：所述进水管和出水管分别安装有压力传感器。
6.根据权利要求1或2所述的一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其特征在于：所述中空滤芯内部还设有与电机连接的转轴以及安装于所述转轴上的刷体。
7.根据权利要求1所述的一种薄膜太阳能电池废水除镉装置，其特征在于：所述收集管连接有回收罐。
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