电镀废水处理装置的制作方法

本发明涉及电镀废水处理技术领域，更具体地，涉及一种电镀废水处理装置。

背景技术：

在电路板制造过程中会产生大量的含有重金属的工业电镀废水，为了防止重金属污染，这些废水需要处理后才能进行排放。目前的重金属电镀废水处理普遍采用内电解法进行处理。

内电解法是利用铁屑作为滤料组成滤池，废水经滤池发生的一系列电化学及物理化学反应使污染物得到处理的一项新型废水处理技术。利用该法对废水进行预处理可降低废水中的cod(chemicaloxygendemand，化学需氧量)，去除水中色度，提高废水可生化性，并通过混凝作用降低污染负荷。内电解法具有使用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉、操作维护方便等优点。

但是，目前的内电解处理设备在反应过程中，会发生铁屑板结成块的问题，曾普遍采用的高强度的反洗、反吹和震搅等方法只是稍微减缓了板结成块的速度，但最终还是阻止不了其板结成坚硬铁炭块，容易造成设备损坏，严重时会导致整个设备报废。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明实施例提供一种电镀废水处理装置，解决电镀废水处理装置中铁屑易板结成块而影响设备使用寿命的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电镀废水处理装置，包括依次设置的预处理装置、内电解反应装置和固液分离装置，所述内电解反应装置包括承重支架以及装设在所述承重支架上的多个内电解旋转反应釜，所述多个内电解旋转反应釜倾斜设置，所述预处理装置上设有混合出口管，各所述内电解旋转反应釜的高位端口与所述混合出口管动密封连接，各所述内电解旋转反应釜的低位端口与所述固液分离装置的入口管动密封连接。

进一步地，多个所述内电解旋转反应釜平行安装在一个竖直平面内，所述承重支架上位于每个所述内电解旋转反应釜下部的位置设置有旋转支撑组件，所述承重支架上还装设有旋转驱动组件，所述旋转驱动组件带动多个所述内电解旋转反应釜同步转动。

进一步地，所述旋转支撑组件包括两组y型支撑架组，所述内电解旋转反应釜的两端分别由一组所述y型支撑架组支撑，每组所述y型支撑架组包括两个对称设置的所述y型支撑架。

进一步地，所述旋转驱动组件包括：从动链条、主动链条、单排链轮、双排链轮和带有减速器的驱动电机，最上部的所述内电解旋转反应釜的外侧壁套装有所述单排链轮，其余的各所述内电解旋转反应釜的外侧壁套装有所述双排链轮，相邻的所述单排链轮与双排链轮之间以及相邻的所述双排链轮之间均通过所述从动链条传动连接，最下部的所述双排链轮通过所述主动链条与所述驱动电机的输出端相连，所述驱动电机安装在所述承重支架上。

进一步地，所述y型支撑架包括：角钢、钢板限位板、平衡支撑板、承重轴承插板和安装轴，所述角钢的两端分别焊接有所述钢板限位板，在所述角钢的转角处插接有平衡支撑板，所述平衡支撑板的两侧各有承重轴承叉板，所述承重轴承叉板的叉角上均装有安装轴，在所述安装轴上有两组轴套组，每组轴套组包括两个滚动轴承，每组所述轴套组的内侧设置有推力轴承，同时每组所述轴套组外侧的所述安装轴上均开设有开口销孔。

进一步地，所述内电解旋转反应釜为由厚壁玻璃钢、工程塑料或金属制成的中空柱体，所述中空柱体的两端分别设有装料口和卸料口，所述中空柱体的内壁上设置有多条铁炭防滑条；靠近所述中空柱体两端的位置设置有左托圈和右托圈，所述左托圈和右托圈的中部均有一凸出的轮圈，所述轮圈卡设在所述y型支撑架上。

进一步地，所述预处理装置包括：臭氧发生机、预处理塔、气液混合泵和冷却循环水泵，所述预处理塔由塔隔板分为上段的废水臭氧混溶箱和下段的臭氧冷却水箱，所述臭氧冷却水箱与所述臭氧发生机的冷却水管相连，所述臭氧发生机冷循环水泵装设在所述冷却水管上，所述气液混合泵通过泵支撑架固定在所述废水臭氧混溶箱或者所述臭氧冷却水箱的外侧壁；

所述废水臭氧混溶箱的上部侧壁设有废水入口管、混合入口管以及所述混合出口管，所述废水臭氧混溶箱的下部侧壁设置有电镀废水出口，所述臭氧发生器和所述电镀废水出口分别通过管路与所述气液混合泵的进水管相连，所述气液混合泵的出水管与所述混合入口管通过泵循环管相连，所述混合出口管与各所述内电解旋转反应釜的高位端口之间通过反应釜入水管连通。

进一步地，所述内电解旋转反应釜的高位端口与所述反应釜入水管之间装设有动密封头，所述内电解旋转反应釜的低位端口与所述固液分离装置的入口管之间也装设有所述动密封头，所述反应釜的顶部设置有反应气溢出口。

进一步地，所述动密封头包括：固定管和动密封管，所述固定管与所述内电解旋转反应釜一体化连接，所述动密封管套装在所述固定管内，所述动密封管与所述固定管之间留有密封间隙，在所述密封间隙中套设有多组密封组件，多组所述密封组件沿所述动密封管的轴线依次设置，每组密封组件包括张力环和收力环，所述张力环同轴套设在所述收力环的外部，最外侧的所述密封组由压紧法兰固定。

进一步地，所述固液分离装置包括：沉淀分离池以及竖直插设在所述沉淀分离池内的釜出口总管、处理水排出管和沉淀排放管，所述釜出口总管的侧壁与各所述内电解旋转反应釜低位端口之间通过所述动密封头连接，所述釜出口总管的底端与所述固液分离装置的入口管相连。

(三)有益效果

本发明实施例提供的电镀废水处理装置，通过在承重支架上设置多个倾斜的内电解旋转反应釜，内电解旋转反应釜分别与预处理装置和固液分离装置采用动密封连接，使缓慢的倾斜旋转随时改变着内电解旋转反应釜内所有固体物的相对位置，从而能够防止铁屑板结成块，延长设备的使用寿命；并且沉淀物和粉末能够缓慢移向低位端口，同时产生的气体缓慢移向高位端口，方便废液和气体的排出，有利于提高废水的处理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的电镀废水处理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的图1的俯视图；

图3为本发明实施例的承重支架和内电解旋转反应釜的侧视图；

图4为本发明实施例的动密封头的结构示意图；

图5为本发明实施例的张力圈的主视图；

图6为本发明实施例的张力圈的剖面图；

图7为本发明实施例的收力圈的主视图；

图8为本发明实施例的收力圈的剖面图；

图9为本发明实施例的内电解旋转反应釜的内部结构示意图；

图10为本发明实施例的图9的侧视图；

图11为本发明实施例的图9中b-b的剖面示意图；

图12为本发明实施例的图9中i的放大图；

图13为本发明实施例的图9中c-c的剖面示意图；

图14为本发明实施例的图9中ⅱ的放大图；

图15为本发明实施例的图9中ⅲ的放大图；

图16为本发明实施例的y形滚筒轴承支撑架的结构示意图；

图17为本发明实施例的图16的左视图。

图中：1、预处理塔；2、冷却循环水泵；3、臭氧发生机；4、臭氧冷却水箱；5、塔隔板；6、泵支撑架；7、废水臭氧混溶箱；8、气液混合泵；9、泵循环管；10、废水入口管；11、逸气口；12、反应气溢出口；13、反应釜入水管；14、动密封头、15、反应釜封头；16、装料口；17、滚动支撑架；18、承重支架；19、单排链轮；20、双排链轮；21、内电解旋转反应釜；22、釜出口总管；23、处理水排出管；24、沉淀排放管；25、排放阀；26、排污管接头；27、沉淀分离池；28、从动链条；29、主动链条；30、主动轮；31、减速器；32、驱动电机；33、承重短梁；34、y型支撑架；35、动密封管；36、张力圈；37、收力圈；38、动密封调节螺栓；39、波纹管接头；40、左托圈；41、卸料口；42、右托圈；43、铁碳防滑条；44、开口销孔；45、安装轴；46、滚动轴承；47、轴套组；48、开口销；49、推力轴承；50、角钢；51、限位板；52、平衡支撑板；53、承重轴承叉板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图1至图17所示，本发明实施例提供一种电镀废水处理装置，主要包括三个部分，这三部分具体为依次相连的预处理装置、内电解反应装置和固液分离装置。预处理装置主要对电镀废水中的氰化物进行降解，内电解反应装置主要对电镀废水中的金属离子进行还原，固液分离装置用于对反应后的重金属溶液进行固液分离处理。

具体地，内电解反应装置中加入有经烧结压制成型的铁炭球或者一定比例的活性炭颗粒和机加工铁屑，用于与电镀废水中的金属离子进行氧化还原反应。由于fe²⁺和fe³⁺作为带电粒子，有破胶作用，可以捕获悬浮的杂质粒子共沉，又因为铁是电负性较强的金属，有较强的还原能力，能直接和部分有机物作用，降解或改变其结构和性质。

其中，内电解反应装置具体包括：承重支架18和多个内电解旋转反应釜21，多个内电解旋转反应釜21可转动地装设在承重支架18上，具体可采用轴承或者支撑环之类的部件对内电解旋转反应釜21进行支撑，并且不影响其转动即可。内电解旋转反应釜21为中空柱体结构，能够提供较大的反应空间，其一般由厚壁玻璃钢、工程塑料或金属材料制成。

同时，每个内电解旋转反应釜21均倾斜设置，承重支架18由底座和分别位于底座两侧的支撑架组成，每个支撑架包括一对支撑板并行设置且位于支撑板中间的承重短梁33进行固定连接，支撑板上至上而下依次设置有多个用于放置内电解旋转反应釜21的滚动支撑架17，滚动支撑架17上可装设相应的旋转支撑组件。需要说明的是，本实施例中倾斜设置的内电解旋转反应釜21的较高的一端设有高位端口，较低的一端设有低位端口，高位端口设置有反应进水管，反应进水管与高位端口之间采用旋转式的动密封连接；低位端口设置有反应出水管，反应出水管与低位端口之间采用旋转式的动密封连接。缓慢的倾斜旋转随时改变着内电解旋转反应釜21内所有固体物的相对位置，使沉淀物和粉末缓慢移向内电解旋转反应釜21的低位端口，同时产生的气体缓慢移向内电解旋转反应釜21的高位端口。

进一步地，预处理装置上部的两侧分别设有废水入口管10和混合出口管，电解废水从废水入口管10进入预处理装置中，预处理后的废水混合液从混合出口管流出，将反应进水管与混合出口管相连，从而将预处理后的电镀废水引入至内电解旋转反应釜21。由于各内电解旋转反应釜21的高位端口与混合出口管之间采用动密封连接，从而使得预处理后的废水进入内电解旋转反应釜21中进行氧化还原反应。反应后的沉淀物和粉末从内电解旋转反应釜21低位端口流出，反应出水管与固液分离装置的入口管相连，从而将反应后的电镀废水排至固液分离装置的入口管。由于各内电解旋转反应釜的低位端口与固液分离装置的入口管之间采用动密封连接，并将反应后的沉淀物、粉末和反应液一并留入固液分离装置中进行末端处理。其中，本实施例中的动密封连接具体可采用动密封头14等动密封件来实现。

上述实施例提供的电镀废水处理装置，通过在承重支架上设置多个倾斜的内电解旋转反应釜，内电解旋转反应釜分别与预处理装置和固液分离装置采用动密封连接，使缓慢的倾斜旋转随时改变着内电解旋转反应釜内所有固体物的相对位置，防止铁屑板结成块，延长设备的使用寿命；并且沉淀物和粉末能够缓慢移向低位端口，同时产生的气体缓慢移向高位端口，方便废液和气体的排出，有利于提高处理效率。

在上述各实施例的基础上，内电解反应时所必须的氧气是以臭氧的形式加入的，在常温常压条件下，臭氧的溶解度是氧气的7倍，也就是说要在水中溶解获得同样多的氧，采用氧气的话就必须采用空气压缩机、加压泵和压力容器加压溶氧，再减压入釜。而本工艺采用的是臭氧溶入，采用臭氧的原因，一是在常温常压条件下，臭氧在水中的溶解度是氧气的6.8倍，二是臭氧是一可较强的氧化剂，可以同时氧化废水中的cod(chemicaloxygendemand，化学需氧量)、bod(biochemicaloxygendemand，生化需氧量)。

为了实现臭氧的溶入，预处理装置具体包括臭氧发生机3、预处理塔1、气液混合泵8和冷却循环水泵2，预处理塔1由塔隔板5将其分为上、下两段，分别是上段的废水臭氧混溶箱7和下段的臭氧冷却水箱4，臭氧冷却水箱7与臭氧发生机的冷却水管相连，臭氧发生机冷循环水泵2装设最下方的冷却水管上。在废水臭氧混溶箱7下部位置或者臭氧冷却水箱4上部位置的外侧壁安装有泵支撑架6，气液混合泵8固定安装在泵支撑架6上。臭氧冷却水箱4内装有用于冷却臭氧发生机3的冷却水，通过冷却循环水泵2进行循环冷却。

其中，在废水臭氧混溶箱7上部的侧壁装设有废水入口管10、混合入口管以及混合出口管，废水臭氧混溶箱7的顶部设置有逸气口11，方便将多余的臭氧排出。废水臭氧混溶箱7的下部侧壁设置有电镀废水出口，臭氧发生器和电镀废水出口分别通过对应的气、液管路与气液混合泵8的进水管相连，而气液混合泵8的出水管与混合入口管之间通过泵循环管相连，混合出口管与各内电解旋转反应釜21的高位端口之间通过反应釜入水管13连通，具体通过高位端口处的进水管与反应釜入水管13连通。本实施例中的反应釜入水管13采用u型管结构，在u型管结构靠近内电解旋转反应釜21的一侧的顶部设置有反应气溢出口12，用于排气，u型管结构的侧壁与内电解旋转反应釜21动密封连接。

在上述实施例中，内电解旋转反应釜21的高位端口与反应釜入水管13之间装设有动密封头14，动密封头14装设在内电解旋转反应釜21的高位端口与其反应进水管之间，从而实现动密封连接；同样地，内电解旋转反应釜21的低位端口与固液分离装置的入口管之间也装设有动密封头14，动密封头14装设在内电解旋转反应釜21的低位端口与其反应出水管之间，保证内电解旋转反应釜21转动的同时能够实现密封连接。由于内电解过程中会有co2、n2产生，所产生的气体可以沿着内电解旋转反应釜21的内壁向上移动，气体经动密封头14之后集中从反应气溢出口12向上溢出。由于该处管道同时有废水进入又有气体逸出，为防止“气顶”，因此该处的反应釜入水管13的管道口径不能太小。

臭氧的溶入过程如下：臭氧发生机3利用空气在高电场作用下产生臭氧，臭氧经臭氧管和止回阀进入气液混合泵8的进水管。同时，电镀废水在提升泵的作用下从废水入口管10进入废水臭氧混溶箱7，位于废水臭氧混溶箱7底部的电镀废水在气液混合泵8的负压作用和臭氧机机内压缩机的推力作用下，进入气液混合泵8的进水管并与臭氧高度混合。臭氧经置于泵支撑架6上的气液混合泵8混溶于电镀废水中，通过高过塔顶的倒u形的泵循环管9进入预处理塔1，在废水臭氧混溶箱7内，部分臭氧o3开始分解水中的有机物和金属化合物，自身还原成溶解在水中的氧气o2，进入内电解旋转反应釜21之后，在内电解的作用下进行相关的化学反应。在臭氧发生机产生臭的同时，机内产生大量的热量，这些热量通过臭氧发生机冷却循环泵2泵入的冷却水带走进入臭氧发生机冷却水箱4释放热量，并周而复始循环利用。

上述实施例中的动密封头14具体包括：固定管和动密封管35，固定管与反应釜封头15一体，动密封管35套装在固定管内，动密封管35设置在反应釜封头15的外侧正中部，可转动的动密封管35的端部凸起并嵌入固定管内。动密封管35靠近反应釜封头15的一端设置有一外阶梯，在该外阶梯与固定管之间的密封间隙中套设有多组密封组件，每组密封组件由锥状的收力环36和碗状的张力环37形成。其中，张立环37套在收力环36的外部，并且多组收力环36和张力环37按照同样的方式沿着动密封管35的轴线方向并行设置，最外侧的密封组件由压紧法兰施加压力固定，压紧法兰由动密封调节螺栓38固定在固定管外侧的固定孔中。收力环36和张力环37都采用摩擦系数很小的聚四氟乙烯制成。当动密封调节螺栓38压紧时，压紧法兰管压向密封组件，收力环36在张力环37的作用下向轴心收缩，张力环37则在收力环的作用下向外伸张，这就使内电解旋转反应釜21转动时动密封管35不转，又不漏水漏气。在动密封管35的内壁上套接有波纹管接头39，波纹管接头39方便与反应进水管或反应出水管连接。

预处理后的废水通过u形管结构之后进入到各个内电解旋转反应釜21的反应进水管，再进入与之相连接的波纹管接头39、动密封管35，进入运转着的釜封头15，釜封头15与釜柱体之间有一筛板，防止铁炭颗粒进入入水端影响动密封，废水穿过筛板即进入倾斜式的内电解旋转反应釜21中进行内电解反应部分。反应后的废水经内电解旋转反应釜21的反应出水管排出，然后进入固液处理装置进行固液分离处理。

在上述各实施例的基础上，为了节约设备的占用空间同时方便设备安装和管路连接，将多个倾斜的内电解旋转反应釜21平行安装在同一个竖直平面内，可以根据电镀污水处理量的大小，设置不同的内电解旋转反应釜21的直径、长度、数量组合成不同处理能力的模块化处理装置。承重支架18上位于每个内电解旋转反应釜21下部的位置设置有旋转支撑组件，旋转支撑组件固定安装在滚动支撑架17上，旋转支撑组件用于支撑内电解旋转反应釜21的转动。同时，在承重支架18上装设有旋转驱动组件，旋转驱动组件带动多个内电解旋转反应釜21同步转动。

具体地，旋转支撑组件包括两组y型支撑架组，内电解旋转反应釜21的两端分别由一组y型支撑架组进行支撑，每组y型支撑架组包括两个y型支撑架34，这两个y型支撑架34沿内电解旋转反应釜21竖直方向的对称平面对称设置在承重支架18上，各内电解旋转反应釜21每一端的y型支撑架34都按照同样的方式进行安装和布置。

其中，单个y型支撑架34的结构包括：角钢50、限位板51、平衡支撑板52、承重轴承插板53和安装轴45，具体可在一段角钢50的两端各焊接一个方块形钢板制成的限位板51，从而组成y形滚筒轴承支撑架34的底座部分；平衡支撑板52插接在角钢50的转角处，平衡支撑板52的两侧各有一块承重轴承叉板53，两块承重轴承叉板53形成y型结构，每块承重轴承叉板53的叉角上均装有一条安装轴45，在每条安装轴45上有两组轴套组47。其中，每组轴套组47的内侧设置有推力轴承49，防止滚动轴承在安装轴45上向下滑动；同时每组轴套组47外侧的安装轴45上均开设有开口销孔44，用于插入开口销48对滚动轴套组47进行轴向定位。每组轴套组都包括两个滚动轴承46，相当于每个y型支撑架上共有四组轴套组，共八个滚动轴承46进行支撑；运行时，总共有十六组轴套组47在内电解旋转反应釜21的两端下部对其进行支撑，从而保证长期稳定安全运转。

在上述实施例中，旋转驱动组件包括：从动链条28、主动链条29、单排链轮19、双排链轮20和驱动电机32，驱动电机32上装设有减速器31，减速器31的输出端上设置有主动轮30。最上部的内电解旋转反应釜21的外侧壁套装有单排链轮19，其余的各内电解旋转反应釜21的外侧壁套装有双排链轮20，且单排链轮19和双排链轮20均安装在各内电解旋转反应釜21的相同位置。相邻的单排链轮19与双排链轮20之间以及相邻的双排链轮20之间均通过从动链条28传动连接，由于各内电解旋转反应釜21朝同一方向倾斜设置，使得各从动链条28为错位连接，避免干涉。最下部的所述双排链轮通过主动链条与驱动电机32的输出端即主动轮30相连，驱动电机32安装在承重支架18上。

在上述各实施例的基础上，由于内电解旋转反应釜21为中空柱体，在中空柱体的两端分别装料口16和卸料口41，装料口16靠近高位端口的位置，卸料口41靠近低位端口的位置。其中，装料口16和卸料口41互为180°设置，一般将装料的装料口16朝上开设，卸料口41朝下开设，从而方便铁炭球的装载和卸出。中空柱体的两端设置有反应釜封头15，反应釜封头15与中空柱体的筒壁连为一体。

进一步地，在中空柱体的内壁上设置有多条铁炭防滑条43，阻碍添加进去的铁炭球或者铁屑下滑至卸料的料孔16处，增加原料的氧化还原的反应时间，提高电镀污水的处理效率。中空柱体在靠近两端的位置套设有金属制成的左托圈40和右托圈42，左托圈40和右托圈42均为滚筒状，左托圈40和右托圈42的中部都有一凸出的轮圈。运行时，轮圈被限制在滚动轴承支撑架支撑34的两轴套组47之间，轮圈的一侧贴靠在力轴承49，使内电解旋转反应釜21不会在转动过程中出现轴向移位的情况。

在上述各实施例的基础上，固液分离装置具体包括：沉淀分离池27、釜出口总管22、处理水排出管23和沉淀排放管24，釜出口总管22、处理水排出管23和沉淀排放管24均竖直插装在沉淀分离池中，釜出口总管22与各内电解旋转反应釜21低位端口之间通过动密封头14进行动密封连接，釜出口总管22的底端与固液分离装置的入口管相连。处理水排出管23用于排放沉淀之后的废水，沉淀排放管24用于排放沉淀在沉淀分离池27底部的固体颗粒物。并且为了方便排放，在沉淀排放管24上还安装有排放阀25，沉淀排放管24的末端安装有排污管接头26，用于与外部的排污设备相连。

需要说明的是，上述实施例中的固液分离装置主要是将流出水夹带的沉淀物分离，由于废水所夹带的沉淀物主要是cu(oh)2、ni(oh)2、al(oh)3、cr(oh)3、fe(oh)3、碳粉、铁粉等，较好沉淀，因此各内电解旋转反应釜21出来的废水集中流进固液分离装置中的沉淀分离池27，只要沉淀分离池27的表面负荷在0.4m³/m²·h之内，即可正常液固分离，至此，废水走完全程。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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发明各实施例技术方案的精神和范围。