一种超级电容炭生产废水综合回收利用系统的制作方法

本实用新型属于废水回用技术领域，具体涉及一种超级电容炭生产废水综合回收利用系统。

背景技术：

超级电容炭(又称超容炭、超容碳)是一种新型高吸附炭材料，主要用于超级电容器(也称双电层电容器、电化学电容器)，其具有超大的比表面积，电化学性能好，容量高等特点。超级电容器是近几年才批量生产的一种无源器件，介于电池与普通电容之间，具有电容的大电流快速充放电特性，同时也有电池的储能特性，并且重复使用寿命长，放电时利用移动导体间的电子(而不依靠化学反应)释放电流，从而为设备提供电源。超级电容器极长的工作寿命和快速充放电特性，也在电动车辆、混合动力车辆、电动工具、电动玩具、铁路系统、电力系统等领域得到广泛的应用。

超容炭在生产过程中会在多个工序产生废水，例如超容炭生产线、洗气塔和漂洗等工序均会产生废水。这些废水中通常含有碱金属离子、重金属离子、硫和超容炭粉。现有技术中，大多只对重金属离子进行沉淀处理，难以实现对废水中的碱金属离子、硫和超级电容炭粉的综合回收利用。因此，提供一种超级电容炭生产废水综合回收利用系统成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种超级电容炭生产废水综合回收利用系统，该系统包括顺次连通的过滤池、混合池、中和初沉池、沉淀池、树脂吸附池和中和池；

所述过滤池的入口端与超容炭漂洗设备的废水出口连接，其出口端与混合池连接；所述混合池的入口端与超容炭生产线的废水出口和超容炭洗气塔的废水出口连接；

所述中和初沉池和沉淀池之间设置压滤机；所述沉淀池的数量至少为两个，且每个沉淀池均与重金属离子检测仪相连接；

所述树脂吸附池至少设置液体出口和固体出口，液体出口与中和池连接，固体出口与石墨烯制备生产线连接。

根据本实用新型，超容炭生产过程中产生的废水(例如，超容炭生产线排出的废水、超容炭洗气塔排出的废水、超容炭漂洗设备排出的废水)中通常含有碱金属离子(如K⁺、Na⁺)、重金属离子(如Fe²⁺、Ni²⁺)、H⁺、酸根离子(如Cl^-、NO3^-)、硫元素和超容炭粉。

根据本实用新型，所述中和初沉池与石灰浆液池通过管路连接；优选地，二者连接管路上设置加药泵。石灰浆液会与超容炭生产过程中产生的废水中含有的HSO3^-反应，生成CaSO3。

根据本实用新型，所述中和初沉池还可以与氧化风机连接，由氧化风机向中和初沉池内通入氧气，使生成的CaSO3氧化为CaSO4，CaSO4与水结合生成CaSO4﹒2H2O(即石膏)，经压滤机压滤，得到产物石膏外运。

根据本实用新型，所述沉淀池还可以与碱储存罐通过管路连接，所述沉淀池与碱储存罐连接的管路上设置电磁调节阀。优选地，所述沉淀池包括沉淀池一和沉淀池二，所述沉淀池一和沉淀池二分别与碱储存罐连接。优选地，所述沉淀池一与碱储存罐连接的管路一和沉淀池二与碱储存管连接的管路二上分别设置电磁调节阀。

根据本实用新型，所述沉淀池还可以与氧化风机连接，由氧化风机向沉淀池内通入氧气，以使二价重金属离子氧化为三价离子，更加利于重金属离子的完全沉淀。

根据本实用新型，所述沉淀池还可以与烘干设备和焙烧设备依次连接，将沉淀池中产生的金属沉淀送去烘干、焙烧，得到金属氧化物，金属氧化物可以回收再利用。

根据本实用新型，所述中和初沉池、沉淀池、树脂吸附池和中和池均设有搅拌装置，以加快反应进行。

根据本实用新型，所述中和池可以连接pH调节计，pH调节计可以随时调节和监控中和池内水的pH值。

根据本实用新型，中和池的出口端可以与工业用水输入管道连通，中和池排出的中和水可以继续作为工业用水，用于超容炭生产线、超容炭洗气塔和超容炭漂洗设备用水。

根据本实用新型，所述中和池的出口端还可以与应急池连通，中和池排出的中和水可以作为应急备用水。

根据本实用新型，该系统还包括PLC控制器，所述PLC控制器与电磁调节阀、氧化风机、加药泵、重金属离子检测仪、pH调节计等电连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的超级电容炭生产废水综合回收利用系统，通过过滤、中和初沉、沉淀、树脂吸附、中和处理，可以实现对废水中含有的超容炭粉、硫、重金属离子、和碱金属离子的分离和回收，实现了生产废水的循环利用，真正做到中和水回用，系统零排放。具体表现在以下几个方面：

(1)通过设置过滤池，可以将超容炭漂洗设备排出废水中含有的超容炭粉加以回收。

(2)通过设置中和初沉池与石灰浆液池，可以将生产废水中(尤其是超容炭洗气塔排出的废水)含有的硫元素转化成副产物石膏。

(3)通过设置沉淀池、碱储存罐和重金属离子检测仪，可以很好地对生产废水中含有的重金属离子进行沉淀，沉淀经烘干和焙烧后得到金属氧化物，可回收再利用。

(4)通过设置树脂吸附池，利用树脂与碱金属发生离子交换，得到石墨烯制备原料：负载有碱金属的树脂，实现了碱金属的回收利用。

(5)利用PLC控制器，可以对碱液、石灰浆液、氧气等的加入量进行精确调控，以及对电磁调节阀、重金属离子检测仪、pH调节计的开关控制。

附图说明

图1为实施例1所述超级电容炭生产废水综合回收利用系统的结构示意图。

附图标记：

1-过滤池，2-混合池，3-中和初沉池，4-沉淀池一，5-沉淀池二，6-树脂吸附池，7-中和池，8-压滤机，9-石灰浆液池，10-氧化风机，11-碱储存罐，12-重金属离子检测仪，13-电磁调节阀，14-加药泵，15-pH调节计，16-应急池。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本实用新型装置做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本实用新型，而不应被解释为对本实用新型保护范围的限制。凡基于本实用新型上述内容所实现的技术均涵盖在本实用新型旨在保护的范围内。

下述实施例中所使用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

如图1所示的超级电容炭生产废水综合回收利用系统，该系统包括由管道顺次连通的过滤池1、混合池2、中和初沉池3、沉淀池一4、沉淀池二5、树脂吸附池6和中和池7；

过滤池1的入口端与超容炭漂洗设备的废水出口连接，用于过滤废水中含有的超容炭粉，过滤池1的出口端与混合池2连接；混合池2的入口端与超容炭生产线的废水出口和超容炭洗气塔的废水出口连接。

中和初沉池3和沉淀池一4之间设置压滤机8；中和初沉池3与石灰浆液池9通过管路连接，二者连接管路上设置加药泵14。石灰浆液会与废水中含有的HSO3^-反应，生成CaSO3。中和初沉池3还与氧化风机10连接，由氧化风机10向中和初沉池3内通入氧气，使生成的CaSO3氧化为CaSO4，CaSO4与水结合生成CaSO4﹒2H2O(即石膏)，经压滤机8压滤，产物石膏外运。

沉淀池一4和沉淀池二5分别与重金属离子检测仪12相连接，沉淀池一4和沉淀池二5分别与碱储存罐11连接，沉淀池一4与碱储存罐11连接的管路一和沉淀池二5与碱储存罐11连接的管路二上分别设置电磁调节阀13。沉淀池一4和沉淀池二5分别与氧化风机10连接，由氧化风机10向沉淀池内通入氧气，以使二价重金属离子氧化为三价离子，更加利于重金属离子的完全沉淀。

树脂吸附池6设置液体出口和固体出口，液体出口与中和池7连接，固体出口与石墨烯制备生产线连接。利用树脂与水体中的碱金属离子进行交换，达到吸附碱金属离子的目的，同时得到负载碱金属离子的树脂，负载碱金属离子的树脂可以作为石墨烯制备原料，送入石墨烯制备生产线。

中和池7连接pH调节计15，pH调节计15随时调节和监控中和池7内水体的pH值。中和池7的出口端可以与工业用水输入管道连通，中和池7排出的中和水可以继续作为工业用水，用于超容炭生产线、超容炭洗气塔和超容炭漂洗设备用水。中和池7的出口端还可以与应急池连通，中和池7排出的中和水可以作为应急备用水。

一个优选的技术方案，沉淀池还可以与烘干设备和焙烧设备依次连接，将沉淀池中产生的金属沉淀送去烘干、焙烧，得到金属氧化物，金属氧化物收集回用。

另一个优选的技术方案，中和初沉池3、沉淀池、树脂吸附池6和中和池7均配备搅拌装置，以加快反应进行。

另一个优选的技术方案，该系统还包括PLC控制器，PLC控制器与氧化风机10、重金属离子检测仪12、电磁调节阀13、加药泵14、pH调节计15等电连接。

本实用新型提供的超级电容炭生产废水综合回收利用系统在运行时，超容炭漂洗设备产生的废水经过过滤池，回收废水中含有的超容炭粉；然后与超容炭生产线、超容炭洗气塔产生的废水混合，向中和初沉池中加入石灰浆液除硫，向沉淀池中加入碱液除重金属离子，经过树脂吸附池回收碱金属离子，利用树脂与碱金属发生离子交换，得到石墨烯制备原料：负载有碱金属的树脂。废水经中和后，可以作为超级电容炭生产阶段的工业用水或者应急备用水。另外，PLC控制器与电磁调节阀13、氧化风机10、加药泵、重金属离子检测仪12、pH调节计15等电连接，可以对碱液、石灰浆液、氧气等的加入量进行精确调控，以及对电磁调节阀13、重金属离子检测仪12、pH调节计15的开关控制。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。