一种从综合废水中回收贵金属的方法及设备与流程

1.本发明涉及综合废水环保治理的技术领域，具体为一种从综合废水中回收贵金属的方法及设备。


背景技术：

2.工业生产中，很多综合废水都含贵金属。由于综合废水的水质比较复杂，干扰因素多，对贵金属回收难度大，目前大多数是将综合废水中的贵金属首先通过中和转化为氢氧化物固体然后通过对废水进行ph调节、混凝沉淀转化为污泥，即废水中的贵金属被转化为污泥处置，处理过程中还需要投加大量药剂将贵金属转化氢氧化物沉淀，处理成本较高。而且，形成的污泥大量堆放不仅占用土地，更容易对环境造成严重的二次污染。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种从综合废水中回收贵金属的方法及设备，其将废水中的贵金属离子提取出来转化为硫酸盐，再经电解转化为高纯电解产品，可产生可观的经济收益，可实现当年回收项目投资，以废养废。
4.采用的技术方案为：一种从综合废水中回收贵金属的方法，其特征在于：包括以下步骤：a、贵金属离子吸附：将待处理的综合废水引入原水箱，经增压、精密过滤后送入搭载有树脂吸附层的富集器中，废水中的贵金属离子被截留富集在树脂吸附层上；树脂用选择性好的螯合树脂，树脂装填层高为1500mm
‑
3000mm；综合废水进入富集器的ph值范围为1
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7，富集器的过滤速度为6
‑
12m/h；从富集器中排出的废水输送去生化处理系统。
5.b、贵金属离子解析：树脂吸附层吸附贵金属离子后，用稀硫酸将贵金属离子解析，得到高浓度贵金属硫酸盐溶液。
6.c、电解处理：高浓度贵金属硫酸盐溶液经储存、增压，送入电解装置进行电解处理，得到高纯度电解产品和电解残液。
7.d、膜分离：电解残液经膜浓缩分离装置分离处理，得到稀硫酸和高浓度的贵金属硫酸盐溶液，稀硫酸作为解析剂循环使用，高浓度的贵金属硫酸盐溶液送往电解装置进行二次电解处理。
8.进一步优选的：所述的电解装置进水离子浓度为10000
‑
20000mg/l。
9.进一步优选的：所述的电解装置采用挂板电解或旋流电解装置，阳极采用二氧化铅或钛电极，阴极采用铜板或镀锌板。
10.进一步优选的：膜浓缩分离装置的膜元件选择：选用耐酸性能极好的纳滤分离膜元件，膜元件材质为聚酰胺复合膜，膜元件隔网厚度为28
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34mil，单支膜元件面积为7.2
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37.2m2/支，膜通量为8
‑
18l/m2.h。
11.膜浓缩分离装置的膜壳选择：压力等级为300psi
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450psi，膜壳材质为frp（玻璃钢），单支膜壳膜元件装填数量为1
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6支。
12.膜面流速：单支膜壳（压力容器）废水流量为1.5
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10m3/支。
13.膜膜浓缩分离装置的运行方式：循环浓缩，确保浓缩液贵金属离子浓度≥10000mg/l。
14.进一步优选的：所述的贵金属离子解析在解析前向富集器中通入冲洗水，将吸附饱和的树脂层进行松动并冲洗干净树脂层残留的综合废水，水洗流速为4
‑
10m/h；解析后需通入质量百分含量为3%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的温度为15
‑
35℃，氢氧化钠溶液通入量为装填树脂体积的1.5
‑
2倍，将树脂吸附层转型为中性后，再向富集器中通入冲洗水，将残留的解析液冲洗干净，并通入解析液收集箱中回用。通入的氢氧化钠溶液可以回收利用。
15.进一步优选的：所述的稀硫酸的质量百分含量为3
‑
4%；稀硫酸的温度为15
‑
35℃，稀硫酸通入量为装填树脂体积的1.5
‑
2倍。
16.从综合废水中回收贵金属采用的装置包括原水箱、富集器、电解装置和膜浓缩分离装置，所述的原水箱的出水口通过安装有增压泵和精密过滤器的管路与富集器的进水口连接，富集器的滤液口连接有滤后水箱，富集器的进液口通过安装有水洗泵的管路连接有纯水箱，富集器的进液口还通过安装有解析泵的管路连接有ⅰ号解析液箱和ⅱ号解析液箱，富集器的出液口连接有浓液箱，浓液箱通过管路和循环泵与电解装置连接，浓液箱还通过安装有浓缩输送泵的管路与膜浓缩分离装置连接，膜浓缩分离装置的渗透液出口连接有渗透液箱，渗透液箱通过安装有回输泵的管路与ⅱ号解析液箱连接，膜浓缩分离装置的浓缩液出口连接有浓液收集箱，浓液收集箱通过安装有输送泵的管路与浓液箱连接。上述的管路上根据需要安装有电导率仪、压力表、单向阀、流量计和手动球阀。上述采用的装置可以市购安装使用，其中精密过滤器用于过滤综合废水中的悬浮物等杂质，富集器中需填装树脂用于吸附贵金属离子。
17.进一步优选的：所述的富集器包括ⅰ号富集器和ⅱ号富集器，ⅰ号富集器和ⅱ号富集器串联设置。
18.本从综合废水中回收贵金属的方法是将综合废水中的贵金属提取出来转化为高纯度电解产品，使废水中的贵金属得到回收利用，实现利益最大化，变废为宝。将综合废水中的贵金属提取出来，该废水无需做ph值调节，常规废水处理需要二次调节ph值，即先调至碱性，后回调至中性，本技术也不需要投加混凝剂，药剂使用量与混凝沉淀转化为污泥的药剂使用量相比可节约90%左右，减少废水处理成本，实现以废养废。本技术的推广使用可大幅降低含贵金属废水的处理成本，完全改变常规处理工艺的只投入无收益的环保治理模式，实现当年回收项目投资的以废养废环保治理模式，环保治理同样可以产生可观的经济收益，提高企业环保治污的积极性和原动力。
附图说明
19.图1为本回收贵金属装置的连接关系示意图；其中，表示电缆浮球，表示电导率仪，表示压力表，
表示单向阀，表示流量计，表示手动球阀；图中序号对应的名称为：1、原水箱；2、增压泵；3、精密过滤器；4、ⅰ号富集器；5、ⅱ号富集器；6、滤后水箱；7、浓液箱；8、循环泵；9、电解装置；10、膜浓缩分离装置；11、浓缩输送泵；12、浓液收集箱；13、输送泵；14、回输泵；15、渗透液箱；16、水洗泵；17、纯水箱；18、解析泵；19、ⅰ号解析液箱；20、ⅱ号解析液箱。
具体实施方式
20.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，所描述的实施例仅仅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做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。
21.实施例1采用以下步骤可从综合废水中回收贵金属：a、贵金属离子吸附：将待处理的综合废水引入原水箱，经增压、精密过滤后送入搭载有树脂吸附层的富集器中，废水中的贵金属离子被截留富集在树脂吸附层上；树脂用选择性好的螯合树脂，树脂装填层高为1500mm
‑
3000mm；综合废水进入富集器的ph值范围为1
‑
7，富集器的过滤速度为6
‑
12m/h；从富集器中排出的废水输送去生化处理系统。
22.b、贵金属离子解析：树脂吸附层吸附贵金属离子后，用稀硫酸将贵金属离子解析，得到高浓度贵金属硫酸盐溶液。
23.c、电解处理：高浓度贵金属硫酸盐溶液经储存、增压，送入电解装置进行电解处理，得到高纯度电解产品和电解残液。
24.d、膜分离：电解残液经膜浓缩分离装置分离处理，将电解残液中的硫酸盐和硫酸分离，得到稀硫酸和高浓度的贵金属硫酸盐溶液，稀硫酸循环回用，高浓度的贵金属硫酸盐溶液送往电解装置重复处理。
25.所述的电解装置进水离子浓度为10000
‑
20000mg/l。
26.所述的电解装置采用挂板电解或旋流电解装置，阳极采用二氧化铅或钛电极，阴极采用铜板或镀锌板。
27.所述的膜浓缩分离装置的压力等级为300psi
‑
450psi，膜元件材质为聚酰胺复合膜，膜元件隔网厚度为28
‑
34mil，高浓度的贵金属硫酸盐溶液贵金属离子浓度≥10000mg/l。
28.所述的贵金属离子解析在解析前向富集器中通入冲洗水，将吸附饱和的树脂层进行松动并冲洗干净树脂层残留的综合废水，水洗流速为4
‑
10m/h；解析后需通入质量百分含量为3%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的温度为15
‑
35℃，氢氧化钠溶液通入量为装填树脂体积的1.5
‑
2倍，将树脂吸附层转型为中性后，再向富集器中通入冲洗水，将残留的解析液冲洗干净，并通入解析液收集箱中回用。
29.所述的稀硫酸的质量百分含量为3
‑
4%；稀硫酸的温度为15
‑
35℃，稀硫酸通入量为
装填树脂体积的1.5
‑
2倍。
30.从综合废水中回收贵金属采用的装置包括原水箱1、富集器、电解装置9和膜浓缩分离装置10，所述的原水箱1的出水口通过安装有增压泵2和精密过滤器3的管路与富集器的进水口连接，富集器的滤液口连接有滤后水箱6，富集器的进液口通过安装有水洗泵16的管路连接有纯水箱17，富集器的进液口还通过安装有解析泵18的管路连接有ⅰ号解析液箱19和ⅱ号解析液箱20，富集器的出液口连接有浓液箱7，浓液箱7通过管路和循环泵8与电解装置9连接，浓液箱7还通过安装有浓缩输送泵11的管路与膜浓缩分离装置10连接，膜浓缩分离装置10的渗透液出口连接有渗透液箱15，渗透液箱15通过安装有回输泵14的管路与ⅱ号解析液箱20连接，膜浓缩分离装置10的浓缩液出口连接有浓液收集箱12，浓液收集箱12通过安装有输送泵13的管路与浓液箱7连接。上述的管路上根据需要安装有电导率仪、压力表、单向阀、流量计和手动球阀。
31.所述的富集器包括ⅰ号富集器4和ⅱ号富集器5，ⅰ号富集器4和ⅱ号富集器5串联设置。工程应用案例广东某电镀有限公司一、项目废水水质及排水标准1、废水水质及水量ph值：2
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3。
32.cod：221
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248ppm。
33.电导率：6.36
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13.96ms/cm。
34.废水中铜离子含量及水量统计数据表（业主方提供）：
2、排水标准《电镀污染物排放标准》gb21900
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2008 表二ph值：6
‑
9。
35.总铜：0.5mg/l。
36.化学需氧量：80mg/l。
37.悬浮物：50mg/l。
38.3、设计废水水量综合废水水量约200m3/d。
39.4、项目设计运行时间：24h/d（含设备维护时间）。
40.二、回收物料（铜）质量标准项目回收的产品是电解铜，纯度达到99.99%。
41.三、经济收益1、回收电解铜每年回收电解铜产品60t，每t电解铜售价为65000
‑
72000元/t，每年收益：60t
×
67500元/t=4050000元/a。即每年可产生经济收益为人民币4050000元。
42.2、节约处理药剂据统计每年可节约废水处理药剂为480000元。
43.该项目通过工艺优化，回收废水中铜离子，每年可实现经济收益4530000元。
44.四、处理成本通过项目一年运行数据统计，每吨电解铜回收成本为3450元/t（电费0.35元/kwh，项目在兰州市高新区），每年回收电解铜产品为60t，每年运行成本：60t
×
3450元/t=207000元/a。
45.即每年运行费用为207000元/a。
46.五、每年经济收益4530000元/a
‑
207000元/a =4323000元/a。
47.即每年通过回收综合废水中的铜离子可产生经济收益4323000元/a。
48.六、投资回收周期该项目总投资为人民币2890000元，项目实施后一年回收项目总投资。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。