专利名称：废水处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种废水处理系统，特别涉及一种结合化学反应及金属置换反应 的废水处理系统。
背景技术：
近年来随着高科技电子产业的兴盛，使得溶有大量有毒铜离子的工业废水大增， 含有毒铜离子的废水，若无法有效的去除其中的铜离子，则排放的废水将严重污染河川、土 壤，进而污染作物、饮用水，对人类的身体健康将造成无法弥补的伤害，因此，如何有效率的 去除废水中的铜离子，及如何提升这些铜金属的回收率，是目前废水处理技术上重要的课 题。目前，工业上含有溶解性金属的废水的处理方法，主要有化学反应法及金属置换 反应法。请参阅图1，其为现有利用化学反应法的废水处理系统的示意图。此系统包含有一 废液输送管10、一药剂输送装置11、一化学反应槽12、一固液分离装置13及一废液输出管 14。此系统中，选定的化学药剂经由药剂输送装置11至化学反应槽12，此化学药剂和 来自于废液输送管10的含有溶解性铜的废水在化学反应槽12内混合，以进行化学反应。化 学反应使得废水中的溶解性铜，衍生成为非溶解性的含铜固体物，此非溶解性的含铜固体 物再经由固液分离装置13，和去除溶解性铜之后的废水分离。去除溶解性铜之后的废水最 后经由废液输出管14排出，而保留非溶解性的含铜固体物。请参阅图2，其为另一种现有技术利用金属置换反应的废水处理系统。此系统包含 一废液输送管20、一铝片输送装置21、一化学反应槽22、一固液分离装置23及一废液输出 管24。此系统中，大小不等的铝片经由铝片输送装置21输送至化学反应槽22，在反应槽 22中和含有溶解性铜的废水，通过溶解性铜和铝金属之间的氧化还原电位差驱动金属置换 反应。经由金属置换反应，铝金属反应成为铝金属离子释于废水中，溶解性铜则变为非溶解 性的含铜固体物，其后去除溶解性铜后的废水会经由废液输出管24在固液分离装置23排 出，而保留非溶解性的含铜固体物。上述传统的废水处理系统，在实际应用时，仍然存在下列几项尚待克服解决的问 题(1)化学反应法具有很快的反应速率，但是工业废水通常含有大量的溶解性铜，造 成化学溶剂的大量耗费，成本较高。(2)化学反应法所衍生的非溶解性的含铜固体物，通常含铜量不高，不利于铜金属 的回收再利用。(3)金属置换法所衍生的非溶解性的含铜固体物，其含铜量高，但是反应速率慢， 造成需要长的反应时间。(4)金属置换法中为了调整反应所需的PH值，常常耗费大量的酸碱液，成本较高。
实用新型内容鉴于上述现有技术的问题，本实用新型的目的在于提供一种废水处理系统，以解 决大量化学药剂耗费的问题，并增加废水中溶解性铜的去除效率，及提高衍生的非溶解性 的含铜固体物中的铜金属含量，以利后续进行该非溶解性的含铜固体物中的铜金属回收； 此外，同时达到回收废弃铝罐内的铝元素的目的。为达到上述目的，依本实用新型的一种废水处理系统，其是结合化学反应及金属 置换反应，以用于处理工业上含溶解性铜的废水。此废水处理系统包含一进水管路、一溶剂 输送设备、一金属材料输送设备、一反应桶槽、一固液分离单元及一出水管路。进水管路是 用来输送含有溶解性第一金属的废水，溶剂输送设备用来输送化学溶剂，金属材料输送设 备则用来输送第二金属。反应桶槽和此进水管路、此溶剂输送设备和此金属材料输送设备 相连，以接收废水、化学溶剂及第二金属材料，三者在反应桶槽内进行化学反应及金属置换 反应，此化学反应是通过化学溶剂和废水反应，使废水中溶解性第一金属衍生为非溶解性 的第一金属固体物，同时此金属置换反应是通过第一金属及第二金属之间的氧化还原电位 差所驱动，使得废水中的溶解性第一金属还原为非溶解性的第一金属固体物，而第二金属 则氧化为第二金属离子溶于废水中。固液分离单元是连接于此反应桶槽，用来分离反应后 的非溶解性第一金属固体物及含有第二金属离子的废水，此废水最后经由连接于此固液分 离单元的出水管路排出。承上所述，因依本实用新型的废水处理系统，其可具有一或多个下述优点(1)此废水处理系统结合化学反应及金属置换反应，具有节省化学溶剂的特点。(2)此废水处理系统结合化学反应及金属置换反应，和单独使用金属置换反应相 比，提高了废水中去除溶解性铜的效率；和单独使用化学反应相比，则得到含铜量较高的固 体物，以利后续进行该非溶解性的含铜固体物中的铜金属回收，综合了两种方法单独使用 时的优点。(3)此废水处理系统通过输送废弃铝罐的铝片至反应桶槽内，和废水中的溶解性 铜产生金属置换反应，使溶解性铜变成非溶解性的含铜固体物，废弃铝片则反应成为铝金 属离子，溶于反应后的废水中，可进一步处理成可利用的混凝剂，具有同时间回收铝元素的 优点。
图1为现有技术化学反应法的废水处理系统的方块图；图2为现有技术金属置换法的废水处理系统的方块图；图3为本实用新型的废水处理系统的第一实施例的方块图；以及图4为本实用新型的废水处理系统应用于含溶解性铜的废水的第二实施例的方 块图。
具体实施方式
以下将结合附图并举具体实施例，对本实用新型的废水处理系统进行详细说明， 为了便于理解，下述实施例中的相同元件用相同的符号标示来说明。[0023]请参阅图3，其为本实用新型的废水处理系统的实施例方块示意图。如图所示，本 废水处理系统3，其主要包含一进水管路30、一溶剂输送设备31、一金属材料输送设备32、 一反应桶槽33、一固液分离单元34及一出水管路35。此系统中，进水管路30可为具有耐酸碱性质的金属管或高分子塑胶管，此进水管 路30是连接至反应桶槽33，可用来输送含有溶解性第一金属的废水301至反应桶槽33，此 含有溶解性第一金属的废水301，通常为来自工业的金属废水，因此具有各种可能的酸碱性 质。由于化学溶剂311是用来和废水中的溶解性金属反应及调整适宜金属置换反应 进行的酸碱值，所以化学溶剂311通常含有酸或碱液，因此溶剂输送设备31可为至少一具 有耐酸碱性质的容置槽，连接至具有耐酸碱性质的输送管的形式，以避免遭受化学溶剂311 的侵蚀，同时，此溶剂输送设备31和反应桶槽33相连，可以用来储置选定的化学溶剂311， 及输送此选定的化学溶剂311至反应桶槽33，在反应桶槽33内和含有溶解性第一金属的废 水301充分混合，并且进行反应。金属材料输送设备32可为输送带的形式，此金属输送设备32和反应桶槽33相 连，是用来输送第二金属321至反应桶槽33内进行反应，其中，此第二金属为固体状，且形 状为适合进行反应的大小。此外，金属材料输送设备32和反应桶槽33的连接处，可为具有 耐酸碱特性的材质，以避免金属材料输送设备32和反应桶槽33相邻处，受到化学酸碱药剂 的侵蚀。上述含第一金属的工业废水301、选定的化学溶剂311、及第二金属321，最后会以 一特定反应比例集中在反应桶槽33内，在反应桶槽33内相互充分的混合并进行反应，其 中，反应桶槽33可为具耐酸碱特性的储存槽，并可装设有排放反应产生的气体的装置、搅 拌器、酸碱值测定装置。且在反应桶槽33内进行的反应为化学反应331及金属置换反应 332，此化学反应331是通过选定的化学溶剂311和废水中的溶解性第一金属进行反应，使 废水中的溶解性第一金属反应衍生为非溶解性的第一金属固体物341，以去除废水中的溶 解性第一金属，而此金属置换反应332为通过废水中的溶解性第一金属和第二金属321之 间的氧化还原电位差以驱动金属置换反应332，将此溶解性第一金属还原成非溶解性的第 一金属固体物341，同时，此第二金属321氧化成第二金属离子溶于反应后的废水中。在反应桶槽33内反应后的衍生产物及废水接着输送至一固液分离单元34内进行 固液分离，此固液分离单元34和反应桶槽33相连，并可为利用颗粒大小的原理，以分离固 体和液体的薄膜装置，或利用密度不同的原理，以分离固体和液体的沉淀或浮除装置，在此 固液分离单元34内，反应后的产物，即非溶解性的第一金属固体物341和含有第二金属离 子的废水342会相互分离，待分离完成后，含有第二金属离子的废水342经由出水管路35 排出此固液分离单元34，此出水管路35连接于此固液分离单元34，且可为具有耐酸碱性质 的金属管或高分子塑胶管。保留于此固液分离单元34的非溶解性的第一金属固体物341，具有此第一金属含 量高的特性，因此利于进一步处理，以回收此第一金属。而含有第二金属离子的废水342，其 混合有第二金属离子、去除溶解性第一金属后的工业废水及反应后的化学溶剂，此含有第 二金属离子的废水342经由简化的处理后，可回收作为混凝剂使用。因此，在本实施例中， 具有可以同时回收此第一金属、此第二金属及减少化学溶剂使用的作用。[0030] 请参阅图4，其为本实用新型的废水处理系统应用于含有溶解性铜的废水及废弃 铝罐的另一实施例方块示意图。 如图所示，主要包含一进水管路40、一溶剂输送设备41、一金属材料输送设备42、 一反应桶槽43、一固液分离单元44及一出水管45。图中可看出，此应用于溶解性铜的废水的废水处理系统中，进水管路40是用来输 送含有溶解性铜的废水401至反应桶槽43，其中，进水管路40具有耐酸碱的特性，而此含有 溶解性铜的废水401，主要来自于高科技电子产业的印刷电路板制程中，使用的铜蚀刻液或 电镀液，或是来自于金属加工业及机械加工业，此废液401通常具有很高的含铜量，若不慎 加处理，则会造成土壤、引用水或河川的铜金属污染，并严重危害身体健康，且此系统中的 溶剂输送设备41是用来输送硫化物溶剂411至反应桶槽43，此硫化物溶剂411为适用于将 溶解性铜衍生为非溶解性的含铜固体物441的化学反应，并同时适合用来调配铜_铝间产 生金属置换反应所需的酸碱值，如此可减少化学溶剂的耗费。此外，此溶剂输送设备41可 为至少一硫化物溶剂411储存槽连接有硫化物溶剂411输送管的形式，并具有耐酸碱的特 性。本实施例中，金属材料输送设备42是用来输送废弃铝罐的铝片421至反应桶槽 43，此金属材料输送设备42如前所述，可为输送带的形式，其与反应桶槽43的连接处，可为 具有耐酸碱性质的材料，以避免遭受硫化物溶剂411的侵蚀，而废弃铝罐的铝片421是将收 集来的废弃铝罐以裁切处理，使其形状为适合用于反应的大小。含有溶解性铜的废水401、硫化物溶剂411及废弃铝罐的铝片421三种反应物，最 后经由各管路40及各输送装置41、42，以一定的反应物比例汇集于反应桶槽43中，在反应 桶槽43内充分混合，并静待一段时间，使三种反应物，即含有溶解性铜的废水401、硫化物 溶剂411和废弃铝罐的铝片421进行化学反应431及铜-铝间金属置换反应432，此反应桶 槽43可为具有耐酸碱性质的容置槽。在反应桶槽43中，通过废水中的溶解性铜和硫化物溶剂411产生的化学反应431， 以去除废水中的溶解性铜，使此溶解性铜反应衍生为非溶解性的含铜固体物441，使此溶解 性铜在废水中被沉淀稀出，此外，通过废水中的溶解性铜和废弃铝片421内的铝金属之间 存在的氧化还原电位差，驱动铜_铝之间的金属置换反应432，使溶解性铜还原成非溶解性 的含铜固体物441，废弃铝片421内的铝元素则氧化成为铝离子，溶于反应后的废水中。最后，在反应桶槽43内反应完成后的产物，即非溶解性的含铜固体物441和含有 铝离子的废水442，将输送至连接反应桶槽43的固液分离单元44内，以进行固液分离，此固 液分离单元44可为利用颗粒大小的原理用作固液分离的薄膜装置，或利用密度不同的原 理，以分离固体和液体的沉淀或浮除装置，待反应产物于此分离完成后，含有铝离子的废水 442会经由出水管路45排出此固液分离单元44，而非溶解性的含铜固体物441则保留在固 液分离单元44内。此反应后含有铝离子的废水442包含有铝离子、去除溶解性铜之后的废水，此废 水可通过一简单的处理，以形成混凝剂再利用，如此可减少化学溶剂的耗费及完成铝元素 的回收。而非溶解性的含铜固体物441，由于其内含铜量高，因此聚集后，通过进一步的处理 纯化，可回收其中的铜金属，继续提供在工业上的使用。在本实用新型的应用于含有溶解性铜的废水的废水处理系统的实施例中，提高了
6溶解性铜在废水中的去除效率及非溶解性的含铜固体物441的含铜量，并且达到减少化学 溶剂的耗费及同时回收废弃铝罐内的铝元素的目的。 以上所述的实施例仅用于解释本实用新型，而非为对本实用新型的限制。任何未 脱离本实用新型的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应属于本实用新型所附 权利要求的保护范围中。
权利要求一种废水处理系统，其包含输送一含有一溶解性第一金属的废水的一进水管路；输送一化学溶剂的一溶剂输送设备；其特征在于，还包含输送一第二金属的一金属材料输送设备；连接该进水管路、该溶剂输送设备和该金属材料输送设备，以进行一化学反应和一金属置换反应，而形成一非溶解性的第一金属固体物及一含有第二金属离子的废水的一反应桶槽；连接该反应桶槽，以分离该含有第二金属离子的废水及该非溶解性的第一金属固体物的一固液分离单元；以及连接该固液分离单元，以排出该含有第二金属离子的废水的一出水管路。
2.根据权利要求第1项所述的废水处理系统，其特征在于该溶解性第一金属为一溶解 性铜。
3.根据权利要求第1项所述的废水处理系统，其特征在于该第二金属为一铝片。
4.根据权利要求第1项所述的废水处理系统，其特征在于该化学溶剂为一硫化物。
专利摘要本实用新型揭露了一种废水处理系统，是结合化学反应及金属置换反应，其包括输送含有溶解性金属的废水的进水管路、化学溶剂的溶剂输送设备、金属材料输送设备、反应桶槽、固液分离单元及输送反应后的废水的出水管路，用于处理含有溶解性金属的工业废水，以提高废水中溶解性金属的去除效率及回收纯度，并进一步可以减少化学溶剂的耗费，同时达到回收另一金属元素的目的。
文档编号C02F1/58GK201770529SQ20102022710
公开日2011年3月23日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者周坤琳, 谢奇旭, 谭发祥 申请人:崇越科技股份有限公司