本发明涉及高氨氮硫酸铜废水回收技术领域，尤其是一种零排放的高氨氮硫酸铜废水环保回收装置及其工艺。
背景技术
随着我国工业迅速发展壮大，由此而产生的高氨氮废水也成为行业发展制约因素之一，因此，经济有效的控制高浓度污染也成为当前环保工作者研究的重要课题，得到了业内人士的高度重视。工业高氨氮废水主要来源于线路板蚀刻废液处置、湿法冶金、化工、制药及其他相关生产企业。氨氮是以铵盐或nh4oh的形式存在废水中，一般主要由3％的氯化铵、0.05％的cu离子、0.6％的硫酸铵组成。高氨氮废水很难用生化方法处理，但是采用传统的电热蒸发浓缩结晶方法，其过程为：电加热将氯化铵蒸发浓缩→冷却结晶→离心脱水→得到氯化铵。传统处理方法存在以下问题：能耗高、成本高，产品售价低，市场前景不看好；回收的氯化铵含有含大量杂质特别是硫酸铵，硫酸铵会板结土垠，又给环保带来新的处理难题；因高温处理氯化铵溶液，导致设备腐蚀严重。
技术实现要素：
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种零排放的高氨氮硫酸铜废水环保回收装置及其工艺，无任何废水废物排放，能耗低，设备成本低，经济效益显著，解决了设备易腐蚀问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种零排放的高氨氮硫酸铜废水环保回收装置，包括：
铜回收单元，用于将微量铜离子沉淀过滤，回收铜泥；
硫酸铵转化单元，与所述铜回收单元连接，用于将废水中的硫酸铵转化成氯化铵；
氯化铵净化富集单元，与所述硫酸铵转化单元连接，包括过滤装置、频繁倒极电渗析器、浓水处理装置和淡水处理装置，所述过滤装置与所述硫酸铵转化单元连接，所述频繁倒极电渗析器的进水口与所述过滤装置连接，所述频繁倒极电渗析器的进水口分别与所述浓水处理装置和所述淡水处理装置连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述铜回收单元包括除铜罐以及与所述除铜罐依次连接的第一压滤机和第一废水贮罐。
作为上述技术方案的进一步改进，所述硫酸铵转化单元包括转化罐、转化剂罐、第二压滤机和第二废水贮罐，所述转化剂罐与所述转化罐连接，所述转化罐、所述第二压滤机和第二废水贮罐依次连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述过滤装置包括砂滤器、活性炭过滤器和保安过滤器，所述的砂滤器、活性炭过滤器和保安过滤器依次连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述浓水处理装置包括浓水贮罐、加热罐、冷却罐和冷凝装置，所述浓水贮罐和所述冷凝装置分别与所述加热罐的进水口连接，所述加热罐的出水口与所述冷却罐连接，所述冷却罐连接有浓缩液罐。
作为上述技术方案的进一步改进，所述冷却罐内设有预热管道，所述预热管道的进水口与所述浓水贮罐连接，所述预热管道的出水口与所述加热罐连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述冷凝装置包括冷凝器、冷水循环罐、冷凝水罐、水喷射器和吸收罐，所述冷水循环罐将冷水输送至所述冷凝器内用来降低所述冷凝器内的温度，所述冷凝水罐的进水口与所述冷凝器出口连接，所述冷凝水罐的出水口与所述水喷射器连接，所述水喷射器设置在所述吸收罐的上方，用来吸收微量的氨。
作为上述技术方案的进一步改进，所述淡水处理装置包括ro反渗透设备和纯水罐，所述ro反渗透设备与所述纯水罐相连。
一种零排放的高氨氮硫酸铜废水环保回收工艺，包括上述的零排放的高氨氮硫酸铜废水环保回收装置，以及以下步骤：
s1，回收所述高氨氮硫酸铜废水，并将高氨氮硫酸铜废水泵入到所述除铜罐内，并往所述除铜罐加入铜沉淀剂，得到含有铜沉淀的溶液一；
s2，将所述溶液一泵入到所述第一压滤机，过滤后得到清液一和泥状铜沉淀；
s3，将所述清液一泵入到所述转化罐内，并往所述转化罐加入氯化钙，得到含有石膏沉淀的溶液二；
s4，将所述溶液二泵入到所述第二压滤机，过滤后得到清液二和石膏；
s5，将所述清液二依次泵入到过滤杂质的所述过滤装置，预处理后泵入所述频繁倒极电渗析器内，得到具有氯化铵含量大于15％的浓水和总氮含量小于1000mg/l的淡水；
s6，所述淡水泵入淡水处理装置，通过ro反渗透设备的作用后，得到总氮含量小于10mg/l的纯净水，返回作生产用；
所述浓水泵入浓水处理装置，通过加热罐加热蒸发后，得到氯化铵含量大于25％的溶液三，可配制为蚀刻液。
进一步地，步骤s1中，所述铜沉淀剂为硫化钠。
本发明的反应原理为：废水主要由3％的氯化铵、0.05％的cu离子、0.6％的硫酸铵组成，cu离子通过铜沉淀剂沉淀，硫酸铵加入cacl2使硫酸铵转为氯化铵和石膏，过滤后的氯化铵清液通过频繁倒极电渗析器时，nh4+被负极吸住，cl—被正极吸住，由于正负极频繁交换出来形成淡水和浓水，其中涉及的化学方程式为：
〔nh4〕2so4+cacl2→2nh4cl+caso4·2h2o↓
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、无任何废水废物排放，80％的废水变成总氮含量小于10mg/l的纯净水再利用，也可直接排放；20％的废水成为纯净氯化铵溶液，可作为配制蚀刻液的原液，返回蚀刻机再利用，形成良性循环；
2、工艺过程主要在常温、低电压下操作，能耗低，经济效益显著；
3、降低设备成本，使用工程塑料设备并均在常温下操作，解决了设备易腐蚀问题。
附图说明
图1为本发明一种零排放的高氨氮硫酸铜废水环保回收装置的铜回收单元和硫酸铵转化单元的结构示意图；
图2为本发明一种零排放的高氨氮硫酸铜废水环保回收装置的沉淀罐的氯化铵净化富集单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参见图1和图2，该零排放的高氨氮硫酸铜废水环保回收装置，包括铜回收单元1、硫酸铵转化单元2和氯化铵净化富集单元3，铜回收单元1、硫酸铵转化单元2和氯化铵净化富集单元3依次相连，铜回收单元1用于将微量铜离子沉淀过滤，回收铜泥；硫酸铵转化单元2用于将废水中的硫酸铵转化成氯化铵；氯化铵净化富集单元3包括过滤装置31、频繁倒极电渗析器32、浓水处理装置33和淡水处理装置34，过滤装置31与硫酸铵转化单元2连接，频繁倒极电渗析器32的进水口与过滤装置31连接，频繁倒极电渗析器32的进水口分别与浓水处理装置33和淡水处理装置连接34。
铜回收单元1包括废水原液贮罐11、除铜罐12以及与除铜罐12依次连接的第一压滤机13和第一废水贮罐14，第一压滤机13的出水口设有第一清液罐15，第一清液罐15与第一废水贮罐14连接。
硫酸铵转化单元2包括转化罐21、转化剂罐22、第二压滤机23、第二清液罐24和第二废水贮罐25，转化剂罐22与转化罐21连接，转化罐21、第二压滤机23、第二清液罐24和第二废水贮罐25依次连接。
过滤装置31包括砂滤器311、活性炭过滤器312和保安过滤器313，用来过滤杂质，进行预处理，砂滤器311、活性炭过滤器312和保安过滤器313依次连接，保安过滤器313连接有净化废水罐314。
浓水处理装置33包括浓水贮罐331、加热罐332、冷却罐333和冷凝器334、冷水循环罐335、冷凝水罐336、水喷射器337和吸收罐338，浓水贮罐331和冷凝器334分别与加热罐332的进水口连接，加热罐332的出水口与冷却罐连接，冷却罐333连接有浓缩液罐340。
冷却罐333内设有预热管道339，预热管道339的进水口与浓水贮罐331连接，预热管道339的出水口与加热罐332连接，利用加热罐332输送到冷却罐333内的温度较高的溶液加热预热管道339内的浓水，在浓水输送到加热罐332之前达到预热的目的，节能且环保。
冷水循环罐335将冷水输送至冷凝器334内用来降低冷凝器334内的温度，冷凝水罐336的进水口与冷凝器334出口连接，冷凝水罐336的出水口与水喷射器337连接，水喷射器337设置在吸收罐338的上方，用来吸收微量的氨，不产生废气。
淡水处理装置34包括淡水贮罐341、ro反渗透设备342和纯水罐343，淡水贮罐341、ro反渗透设备342与纯水罐343依次相连，使淡水的总氮含量进一步得降低，水质得到进一步纯化。
一种零排放的高氨氮硫酸铜废水环保回收工艺，包括上述的零排放的高氨氮硫酸铜废水环保回收装置，以及以下步骤：
s1，回收高氨氮硫酸铜废水，并将高氨氮硫酸铜废水泵入到除铜罐12内，并往除铜罐12加入硫化钠，得到含有铜沉淀的溶液一；
s2，将溶液一泵入到第一压滤机13，过滤后得到清液一和泥状铜沉淀；
s3，将清液一泵入到转化罐21内，并往转化罐21加入氯化钙，得到含有石膏沉淀的溶液二；
s4，将溶液二泵入到第二压滤机23，过滤后得到清液二和石膏，清液二的主要成分为氯化铵；
s5，将清液二依次泵入到过滤杂质的过滤装置，预处理后泵入频繁倒极电渗析器32内，得到具有氯化铵含量大于15％的浓水和总氮含量小于1000mg/l的淡水；
s6，淡水泵入淡水处理装置34，通过ro反渗透设备342的作用后，得到总氮含量小于10mg/l的纯净水，返回作生产用；
浓水泵入浓水处理装置33，通过加热罐332加热蒸发后，得到氯化铵含量大于25％的溶液三，可配制为蚀刻液。
本发明将高氨氮硫酸铜废水中大量硫酸铵转化为氯化铵，并在常温、30v的低电压下，通过频繁倒极电渗析器的作用下将废水中的氯化铵富集下来，得到氯化铵含量为15％的纯净的高浓度氯化铵溶液以及含量降至0.1％的淡水，高浓度氯化铵溶液经电热浓缩汁25％作为蚀刻液原液，产生的蒸汽也通过冷凝回收，淡水经ro反渗透设备，得到总氮小于10mg/l的纯净水，形成良性循环，在这整个工艺过程中无废水废气排放，且能耗极低，涉及的设备成本低，经济效果显著。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。