二交换柱出口通过第二中转槽连接到膜系统处理单元；所述膜系统 处理单元包括超滤膜/纳滤膜/反渗透膜机组、第三中转槽、浓缩硫酸铜槽、酸回收槽、产水 储槽，第二中转槽与超滤膜/纳滤膜/反渗透膜机组中超滤膜系统进水口相连，第1级纳滤 膜透过液出口通过第三中转槽连接到反渗透膜系统，第2级纳滤膜截留液出口连接到浓缩 硫酸铜槽，第1级反渗透膜截留液出口连接到酸回收槽再与镀铜生产线用酸点连接，第2级 反渗透膜透过液出口连接到产水储槽再与镀铜生产线用水点连接；所述电解产铜单元包括 循环槽、循环泵、旋流电解系统，浓缩硫酸铜槽出口连接到循环槽入口，循环槽再通过循环 泵与旋流电解系统形成循环回路。
[0018] 有益效果：1.本发明采用吸附树脂、膜和旋流电解组合技术，实现了酸性含铜废 水中金属铜的直接回收，同时实现水和酸的回收，资源回收率高，电解铜回收率90 %，水回 收率90%，酸回收率90%。2.本发明适用于从低含量（l-2000mg/L)酸性含铜废水中直接 回收金属铜，回收的电解铜达到标铜的纯度，铜含量大于99. 95%，经济价值高。3.本发明 采用了组合吸附树脂-超滤膜-酸稳定纳滤膜-高脱盐率反渗透膜的工艺流程，相较于其 他膜法回收系统，能长期保持膜的性能和使用寿命。4.本发明与目前普遍采用的化学法相 比，减少了各种化学试剂的加入，降低了废水处理成本。5.本发明实现自动控制，保证废水 处理系统的稳定运行和回收物的品质，综合效益好。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明的装置示意图，图中，1、集水槽；2、袋式过滤器；3、活性炭砂滤柱；4、 第一中转槽；5、第一交换柱；6、第二交换柱；7、第二中转槽；8、超滤膜/纳滤膜/反渗透膜 机组；9、第三中转槽；10、浓缩硫酸铜槽；11、酸回收槽；12、产水储槽；13、循环槽；14、循环 泵；15、旋流电解系统。
【具体实施方式】
[0020] 以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离 本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明 的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0021] 以某电镀厂为例：一家电镀企业，每天产生总计约2位方米酸性镀铜废水。
[0022] 废水组成如表1 :
[0023] 表 1
[0024]
【主权项】
1. 从含铜废水中回收电解铜的工艺，其特征在于，包括以下步骤： (1) 前处理：含铜废水经集水槽沉降，袋式过滤器过滤去除固体杂质后进入活性炭砂 滤柱净化，净化后的含铜废水中悬浮物<5mg/L，再送入装有大孔吸附树脂的交换柱去除有 机物； (2) 超滤膜系统处理：经步骤（1)处理后的废水进入超滤膜系统进行过滤，超滤膜系统 采用错流设计，循环流量等于5-20倍产水流量，运行压力< 0. 3MPa，去除废水中的胶体物 质和残余的分子量为3000-20000道尔顿的有机聚合物； (3) 纳滤膜截留浓缩硫酸铜：经步骤（2)处理后的废水进入纳滤膜系统，纳滤膜系统 采用错流设计，循环流量等于5-20倍产水流量，使用2级耐酸纳滤膜，第1级纳滤膜在 I. 0-2.OMPa的压力下，将截留的硫酸铜溶液中铜离子浓度提高到5-10g/L后进入第2级纳 滤膜继续浓缩，第1级纳滤膜透过液进入反渗透系统，第2级纳滤膜在2. 0-4.OMPa的压力 下，将硫酸铜溶液中铜离子的浓度提高到20-40g/L，浓缩后的硫酸铜送入旋流电解系统，第 2级透过液返回作为第1级纳滤膜的进水循环； (4) 反渗透膜回收废水和酸：反渗透膜系统采用错流设计，循环流量等于5-20倍产水 流量，采用2级反渗透膜，第1级反渗透膜在I. 0-4. 5MPa压力下，将第1级纳滤膜透过液中 的硫酸截留浓缩到30-100g/L，回收的硫酸直接返回镀铜生产线使用，第1级反渗透膜透过 液进入第2级反渗透膜处理，第2级反渗透膜运行压力为0. 5-2. 5MPa，第2级反渗透膜透过 液为纯净的水，直接作为漂洗水回用于镀铜生产线，第2级反渗透膜浓缩液则进入第1级反 渗透膜的进水循环； (5) 旋流电解产铜：经纳滤膜系统浓缩后的硫酸铜进入循环储槽，由循环泵送入旋流 电解系统生产铜，再返回循环储槽，当阴极上的铜长到30-40kg，取出电解铜。
2. 根据权利要求1所述的从含铜废水中回收电解铜的工艺，其特征在于，步骤（2)中所 述超滤膜的材质为聚丙烯或聚丙烯腈类；步骤（3)中所述纳滤膜的材质为聚丙烯腈类；步 骤（4)中所述反渗透膜的材质为聚四氟乙烯。
3. 根据权利要求1所述的从含铜废水中回收电解铜的工艺，其特征在于，步骤（5)中所 述循环储槽中硫酸铜的铜离子浓度<lg/L时，将其排入废水处理站处理。
4. 实现权利要求1所述的从含铜废水中回收电解铜的工艺的装置，包括前处理单元、 膜系统处理单元和电解产铜单元，其特征在于，所述前处理单元包括集水槽（1)、袋式过滤 器（2)、活性炭砂滤柱（3)、第一中转槽（4)、第一交换柱（5)、第二交换柱（6)、第二中转槽 (7)，其中集水槽（1)出口接袋式过滤器（2)入口，袋式过滤器（2)出口接活性炭砂滤柱（3) 入口，活性炭砂滤柱（3)通过第一中转槽（4)接第一交换柱（5)入口，第一交换柱（5)和第 二交换柱（6)串联连接，第二交换柱（6)出口通过第二中转槽（7)连接到膜系统处理单元； 所述膜系统处理单元包括超滤膜/纳滤膜/反渗透膜机组（8)、第三中转槽（9)、浓缩硫酸 铜槽（10)、酸回收槽（11)、产水储槽（12)，第二中转槽（7)与超滤膜/纳滤膜/反渗透膜 机组（8)中超滤膜系统进水口相连，第1级纳滤膜透过液出口通过第三中转槽（9)连接到 反渗透膜系统，第2级纳滤膜截留液出口连接到浓缩硫酸铜槽（10)，第1级反渗透膜截留 液出口连接到酸回收槽（11)再与镀铜生产线用酸点连接，第2级反渗透膜透过液出口连接 到产水储槽（12)再与镀铜生产线用水点连接；所述电解产铜单元包括循环槽（13)、循环泵 (14)、旋流电解系统（15)，浓缩硫酸铜槽（10)出口连接到循环槽（13)入口，循环槽（13)再 通过循环泵（14)与旋流电解系统（15)形成循环回路。
【专利摘要】本发明涉及一种从含铜废水中回收电解铜的工艺及装置，通过前处理去除悬浮物和部分有机物、超滤处理、纳滤膜截留浓缩硫酸铜、反渗透膜回收废水和酸、旋流电解的工艺过程生产出电解铜。本发明电解铜的回收率达到90％且铜纯度＞99.95％，同时，废水回收率＞90％，废水中游离硫酸的回收率＞90％，资源回收率高，经济效益好；采用了组合吸附树脂-超滤膜-酸稳定纳滤膜-高脱盐率反渗透膜的工艺流程，相较于其他膜法回收系统，能长期保持膜的性能和使用寿命；实现自动控制，保证废水处理系统的稳定运行和回收物的品质。本发明适用于电镀工业、电子工业、冶金工业含铜废水及其他含铜工业废水中铜的回收及废水处理。
【IPC分类】C02F9-08, C02F1-44, C02F1-461, C02F103-16, C02F101-20
【公开号】CN104773887
【申请号】CN201510198426
【发明人】郑泽邻, 郑宏
【申请人】南京霖厚环保科技有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月23日