一种电镀清洗废水的资源化回收装置的制作方法

1.本实用新型属于废液处理及回收技术领域，涉及一种电镀清洗废水的资源化回收装置。


背景技术：

2.电镀产品作为工业及日常生活中经常使用的一类产品，可广泛应用于多个行业，电镀行业耗水量大，不同的应用领域会产生不同的电镀废水，其特征性质也不相同。在众多性质不同的电镀废液中，电镀清洗废水是电镀废水的主要组成部分，虽然电镀清洗废水重金属含量不高，但其废水量较大，也需进行处理，达标排放或者回用。电镀铜、镍工艺是电镀行业中废水产生量较大的工艺，即使经过治理，也不宜直接排放，否则会造成水资源大量浪费，因而需要实现废水的资源化利用。
3.传统电镀清洗废水的主要处理方法是将其与电镀工艺各个环节产生的废水以及场地清洗废水混合在一起，依靠物化法实现对资源的回收，在此过程中会产生大量沉淀，而金属离子若为络合态，易造成废水处理不达标、出水水质波动较大的问题；另外，少量的金属离子会进入生态系统，通过生物积累、富集作用，会对生态系统造成严重影响，因此寻求一种能够实现清洗废水循环利用，零排放的处理方法或工艺对于电镀清洗废水的资源化具有重要意义。
4.cn 104944709a公开了一种电镀废水零排放的方法及系统，该方法包括：将清洗水泵入化学反应槽，通过化学沉淀法将重金属离子沉淀，含沉淀的高浓度废水泵入低温蒸发设备，得到固态金属盐，而化学沉淀池的上清液泵入调节池；调节池的废水流入外置式膜生物反应器和管式微滤膜系统，进行固液分离，产品水进入清水箱；反渗透膜分离系统的高压泵从清水箱吸水，产水进入回用水箱，反渗透膜分离系统的浓水进入反渗透循环浓缩系统；蒸发提纯重金属，回收重金属盐，蒸馏水回流入调节池；该方法将化学沉淀技术、外置式膜生物反应系统、反渗透薄膜分离及浓缩技术、低温蒸发分离技术等集成起来，工艺操作复杂，且膜生物反应系统，水力停留时间长，处理效率较低，蒸发分离技术处理效率较低，能耗较大。
5.cn 105399246a公开了一种电镀清洗废水直接回用系统及方法，该系统主要包括原水池、原水泵、第一调节池、综合反应池、抽吸泵、第二调节池以及电镀清水回用池，所述综合反应池的上部设置有一用于过滤电镀清洗废水的浸没式膜组件，所述浸没式膜组件的下方连接一倒v形的斜板；所述综合反应池的下部设置有一布水器；该系统通过化学沉淀与过滤技术来处理清洗废水，仅通过一道浸没式膜过滤很难达到清洗镀件的要求，仅能作为中水回用，不能应用于产线上。
6.综上所述，对于电镀清洗废水的回收利用，还需要根据清洗废水的组成，选择合适的设备组合及其顺序，使之既能够充分实现电镀清洗废水的资源化回收，同时能够降低成本，简化工艺。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电镀清洗废水的资源化回收装置，所述回收装置通过多级过滤、离子交换以及反渗透等设备的依次设置，将电镀清洗废水中的杂质去除，并充分回收有价金属离子，有效实现电镀清洗废水的资源化利用，同时无二次废液排放，无固体废弃物产生，处理成本较低。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.本实用新型提供了一种电镀清洗废水的资源化回收装置，所述回收装置包括依次连接的介质过滤器、精密过滤器、离子交换器和反渗透设备，所述反渗透设备的浓水出口与介质过滤器的入口相连。
10.本实用新型中，电镀清洗废水是电镀废水中的重要一种，其废水量较大，根据电镀清洗废水的通常组成，本实用新型先采用介质过滤器去除废水中的颗粒物，再经精密过滤器去除清洗废水中以及从介质过滤器携带的微颗粒物质，再经过离子交换将清洗废水中的金属离子吸附脱除，最后经反渗透去除小分子物质，使得处理后的废水达到回用标准；通过上述设备及相应单元操作的组合，可以将电镀清洗废水中的杂质去除，达到回用标准，并充分回收有价金属离子，实现电镀清洗废水的资源化利用；所述回收装置结构简单，设备及工艺能耗较低，处理效率高，不会造成二次污染。
11.以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。
12.作为本实用新型优选的技术方案，所述回收装置还包括废水收集罐，所述废水收集罐的出口与介质过滤器的入口相连，所述反渗透设备的浓水出口与废水收集罐的入口相连。
13.作为本实用新型优选的技术方案，所述介质过滤器依次包括砂滤器和炭滤器，所述砂滤器的出口与炭滤器的入口相连。
14.所述砂滤器中装填的介质包括石英砂，所述炭滤器中装填的介质包括活性炭颗粒。
15.作为本实用新型优选的技术方案，所述石英砂的粒径为1～7mm，例如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm或7mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述活性炭颗粒的粒径为3～5mm，例如3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16.本实用新型中，所述介质过滤器主要是采用介质颗粒对电镀清洗废水中的杂质进行去除，具体选择砂滤器和炭滤器，砂滤器选择不同粒径的石英砂的组合，目前所选择的石英砂颗粒主要由1～3mm、3～5mm和5～7mm的三种粒径组合而成，炭滤器中主要采用粒径3～5mm的椰壳活性炭颗粒，其中砂滤器主要去除废水中的颗粒物，炭滤器主要去除废水中小分子物质。
17.作为本实用新型优选的技术方案，所述精密过滤器中设有过滤滤芯，所述过滤滤芯包括聚丙烯滤芯，主要选择耐酸型滤芯。
18.所述过滤滤芯的孔径为0.2～0.5μm，例如0.22μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm或0.5μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
19.本实用新型中，所述精密过滤器又称保安过滤器，主要以过滤精度来衡量过滤效果，目前经常采用的精密过滤器的精度为0.22μm或0.45μm；所述精密过滤器的作用在于去除废水以及介质过滤器中携带来的微颗粒物质，对后续的离子交换树脂起到一定的保护作用。
20.作为本实用新型优选的技术方案，所述离子交换器中装填有离子交换树脂，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂。
21.本实用新型中，基于电镀清洗废水的组成，待回收的离子主要是金属阳离子，如铜离子、镍离子，因而离子交换树脂的选择主要是基于去除目标离子和溶液的酸碱度，使得所选树脂符合应用条件。
22.作为本实用新型优选的技术方案，所述回收装置还包括再生剂储存罐和再生剂收集罐，所述再生剂储存罐的出口与离子交换器的再生剂入口相连，所述离子交换器的再生剂出口与再生剂收集罐的入口相连。
23.本实用新型中，离子交换树脂使用一段时间后，因吸附饱和而需要进行再生，通常选择酸或碱进行再生，根据离子交换树脂的种类选择不同的再生剂，将金属离子脱附下来进入再生剂，实现金属离子的资源化利用。
24.作为本实用新型优选的技术方案，所述反渗透设备中设有反渗透膜，所述反渗透膜的孔径为0.1～0.7nm，例如0.1nm、0.2nm、0.3nm、0.5nm或0.7nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
25.本实用新型中，反渗透膜主要是为了进一步截留废水中的小分子物质，使废水达到回用标准，而反渗透后的浓水也能够回流再次处理。
26.作为本实用新型优选的技术方案，所述回收装置还包括回用罐，所述反渗透设备的淡水出口与回用罐的入口相连。
27.作为本实用新型优选的技术方案，所述回用罐的出口与介质过滤器的清洗水入口相连，所述介质过滤器的清洗水出口与废水收集罐的入口相连。
28.本实用新型中，回用罐中的水能够再次用于生产过程，同时，由于回收装置中的炭滤器和砂滤器均有使用周期，使用一段时间后需要反洗，正好可采用回用罐中的水，而反洗水均回流至废水收集罐进行再次处理；此外，回用罐中的水也能够用于离子交换树脂的反洗，主要是对再生后的离子交换树脂进行冲洗。
29.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
30.(1)本实用新型所述回收装置通过多级过滤、离子交换以及反渗透等设备的依次设置，将电镀清洗废水中的杂质去除，达到回用标准，并充分回收有价金属离子，有效实现电镀清洗废水的资源化利用；
31.(2)本实用新型所述回收装置结构简单，设备及工艺能耗较低，处理效率高，不会造成二次污染。
附图说明
32.图1是本实用新型实施例1提供的电镀清洗废水资源化回收装置的结构示意图；
33.其中，1-废水收集罐，2-砂滤器，3-炭滤器，4-精密过滤器，5-离子交换器，6-反渗透设备，7-再生剂储存罐，8-再生剂收集罐，9-回用罐。
具体实施方式
34.为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型进一步详细说明，但下述的实施例仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型保护范围以权利要求书为准。
35.本实用新型具体实施方式部分提供了一种电镀清洗废水的资源化回收装置，所述回收装置包括依次连接的介质过滤器、精密过滤器4、离子交换器5和反渗透设备6，所述反渗透设备6的浓水出口与介质过滤器的入口相连。
36.以下为本实用新型典型但非限制性实施例：
37.实施例1：
38.本实施例提供了一种电镀清洗废水的资源化回收装置，所述回收装置的结构示意图如图1所示，包括依次连接的介质过滤器、精密过滤器4、离子交换器5和反渗透设备6，所述反渗透设备6的浓水出口与介质过滤器的入口相连。
39.所述回收装置还包括废水收集罐1，所述废水收集罐1的出口与介质过滤器的入口相连，所述反渗透设备6的浓水出口与废水收集罐1的入口相连。
40.所述电镀清洗废水为电镀铜清洗废水。
41.所述介质过滤器依次包括砂滤器2和炭滤器3，所述砂滤器2的出口与炭滤器3的入口相连。
42.所述砂滤器2中装填的介质为石英砂，所述炭滤器3中装填的介质为活性炭颗粒。
43.所述石英砂为三种粒径1～2mm、3～4mm和5～6mm的颗粒组合；所述活性炭颗粒的粒径为3～4mm。
44.所述精密过滤器4中设有过滤滤芯，所述过滤滤芯为聚丙烯滤芯。
45.所述过滤滤芯的精度为0.22μm。
46.所述离子交换器5中装填有离子交换树脂，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂。
47.所述回收装置还包括再生剂储存罐7和再生剂收集罐8，所述再生剂储存罐7的出口与离子交换器5的再生剂入口相连，所述离子交换器5的再生剂出口与再生剂收集罐8的入口相连；所述再生剂为盐酸。
48.所述反渗透设备6中设有反渗透膜，所述反渗透膜的孔径为0.2nm。
49.所述回收装置还包括回用罐9，所述反渗透设备6的淡水出口与回用罐9的入口相连。
50.所述回用罐9的出口与介质过滤器的清洗水入口相连，所述介质过滤器的清洗水出口与废水收集罐1的入口相连。
51.实施例2：
52.本实施例提供了一种电镀清洗废水的资源化回收装置，所述回收装置包括依次连接的介质过滤器、精密过滤器4、离子交换器5和反渗透设备6，所述反渗透设备6的浓水出口与介质过滤器的入口相连。
53.所述回收装置还包括废水收集罐1，所述废水收集罐1的出口与介质过滤器的入口相连，所述反渗透设备6的浓水出口与废水收集罐1的入口相连。
54.所述电镀清洗废水为电镀镍清洗废水。
55.所述介质过滤器依次包括砂滤器2和炭滤器3，所述砂滤器2的出口与炭滤器3的入
口相连。
56.所述砂滤器2中装填的介质为石英砂，所述炭滤器3中装填的介质为活性炭颗粒。
57.所述石英砂为三种粒径2～3mm、4～5mm和6～7mm的颗粒组合；所述活性炭颗粒的粒径为4～5mm。
58.所述精密过滤器4中设有过滤滤芯，所述过滤滤芯为聚丙烯滤芯。
59.所述过滤滤芯的精度为0.45μm。
60.所述离子交换器5中装填有离子交换树脂，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂。
61.所述回收装置还包括再生剂储存罐7和再生剂收集罐8，所述再生剂储存罐7的出口与离子交换器5的再生剂入口相连，所述离子交换器5的再生剂出口与再生剂收集罐8的入口相连，所述再生剂为硝酸。
62.所述反渗透设备6中设有反渗透膜，所述反渗透膜的孔径为0.7nm。
63.所述回收装置还包括回用罐9，所述反渗透设备6的淡水出口与回用罐9的入口相连。
64.所述回用罐9的出口与介质过滤器的清洗水入口相连，所述介质过滤器的清洗水出口与废水收集罐1的入口相连。
65.实施例3：
66.本实施例提供了一种电镀清洗废水的资源化回收装置，所述回收装置包括依次连接的介质过滤器、精密过滤器4、离子交换器5和反渗透设备6，所述反渗透设备6的浓水出口与介质过滤器的入口相连。
67.所述回收装置还包括废水收集罐1，所述废水收集罐1的出口与介质过滤器的入口相连，所述反渗透设备6的浓水出口与废水收集罐1的入口相连。
68.所述电镀清洗废水为电镀铜清洗废水。
69.所述介质过滤器依次包括砂滤器2和炭滤器3，所述砂滤器2的出口与炭滤器3的入口相连。
70.所述砂滤器2中装填的介质为石英砂，所述炭滤器3中装填的介质为活性炭颗粒。
71.所述石英砂为两种粒径3～4mm和5.5～6.5mm的颗粒组合；所述活性炭颗粒的粒径为3.5～4.5mm。
72.所述精密过滤器4中设有过滤滤芯，所述过滤滤芯为聚丙烯滤芯。
73.所述过滤滤芯的精度为0.3μm。
74.所述离子交换器5中装填有离子交换树脂，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂。
75.所述回收装置还包括再生剂储存罐7和再生剂收集罐8，所述再生剂储存罐7的出口与离子交换器5的再生剂入口相连，所述离子交换器5的再生剂出口与再生剂收集罐8的入口相连，所述再生剂为盐酸。
76.所述反渗透设备6中设有反渗透膜，所述反渗透膜的孔径为0.5nm。
77.所述回收装置还包括回用罐9，所述反渗透设备6的淡水出口与回用罐9的入口相连。
78.所述回用罐9的出口与介质过滤器和离子交换器5的清洗水入口独立相连，所述介质过滤器和离子交换器5的清洗水出口均与废水收集罐1的入口相连。
79.采用上述实施例中的回收装置进行铜电镀废液的处理，以某一电镀铜加工厂的电
镀铜清洗废水为例，其水质指标中ph值为5～6，电导率：2000～5000μs/cm，铜离子浓度≤100mg/l，cod值≤250mg/l；
80.将上述电镀铜清洗废水收集后依次进入砂滤器2、炭滤器3过滤，随后进入精密过滤器4，之后经过离子交换树脂将废水中铜离子、铬离子吸附，离子交换树脂出水经升压进入反渗透设备6进一步净化，反渗透浓水回流至废水收集罐1，反渗透净化水存储在回用罐9中；回用罐9中的水可用于回用，也可用做砂滤、炭滤以及离子交换树脂的反洗水，反洗水均回流至废水收集罐1进行再次处理。
81.经过上述回收装置处理后，回用罐9中的水体水质指标中ph值为6～8，电导率：20～35μs/cm，铜离子浓度≤0.05mg/l，cod值≤50mg/l，出水水质能够满足回用或直排标准，铜离子的回收率可达到99.95％以上，实现电镀清洗废水的回收利用。
82.综合上述实施例可以看出，本实用新型所述回收装置通过多级过滤、离子交换以及反渗透等设备的依次设置，将电镀清洗废水中的杂质去除，达到回用标准，并充分回收有价金属离子，有效实现电镀清洗废水的资源化利用；所述回收装置结构简单，设备及工艺能耗较低，处理效率高，不会造成二次污染。
83.本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细装置，但本实用新型并不局限于上述详细装置，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细装置才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型装置的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。