一种金属废水的处理装置的制作方法

1.本技术涉及污水处理设备领域，尤其涉及一种金属废水的处理装置。


背景技术：

2.矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程会排出的含重金属的废水。重金属(如含镉、镍、汞、锌等)废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。
3.废水的重金属是各种常用方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。例如,经化学沉淀处理后,废水的重金属从溶解的离子状态转变成难溶性化合物而沉淀下来,从水转移到污泥，比如采用碱沉法将废水的重金属进行沉淀并析出。
4.相关技术，废水常常有多种重金属共存，如果ph值偏离某种重金属所在的最佳析出范围值，可能有再溶解倾向，故如何将废水的各类金属离子进行有效析出，是目前重金属废水处理存在的问题。


技术实现要素：

5.本技术公开一种金属废水的处理装置，以解决如何将废水的各类金属离子进行有效析出的问题。
6.为解决上述问题，本技术采用下述技术方案：
7.一种金属废水的处理装置，包括：第一调节器、第二调节器以及分离装置；分离装置分别连通第一调节器和第二调节器；第一调节器进流的金属废水进行ph值调节，以获得第一段ph值废水；分离装置用于从第一段ph值废水分离出第一金属析出物、并获得第一段分离后废水；第二调节器对第一段分离后废水进行ph值调节，以获得第二段ph值废水；分离装置还用于从第二段ph值废水分离出第二金属析出物、并获得第二段分离后废水；第一段ph值与第二段ph值不同。
8.进一步地，第二段ph值的中值＞第一段ph值的中值＞7。
9.进一步地，处理装置还包括中和调节器，中和调节器连通分离装置，中和调节器对第二段分离后废水进行ph值调节，以获得中和溶液，中和溶液ph值的中值≤第一段ph值的中值。
10.进一步地，处理装置还包括第一进液控制阀和第二进液控制阀，第一调节器的出液口通过第一进液控制阀连通分离装置的进液口，第二调节器的出液口通过第二进液控制阀连通分离装置的进液口。
11.进一步地，处理装置还包括第二出液控制阀和第三出液控制阀，分离装置的出液口通过第二出液控制阀连通第二调节器，以及通过第三出液控制阀连通中和调节器，第一调节器、第二调节器以及中和调节器内分别设有搅拌装置。
12.进一步地，分离装置为离心过滤机。
13.进一步地，第一调节器连通第一药剂管和第一ph值探头。
14.进一步地，第二调节器连通第二药剂管和第二ph值探头。
15.进一步地，中和调节器连通第三药剂管和第三ph值探头。
16.进一步地，处理装置还包括第三调节器，第三调节器连通分离装置；第三调节器对第二段分离后废水进行ph值调节，以获得第三段ph值废水；分离装置用于从第三段ph值废水分离出第三金属析出物、并获得第三段分离后废水。
17.本技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：
18.本实用新型公开一种金属废水的处理装置，包括第一调节器、第二调节器以及分离装置；第一段ph值与第二段ph值不同；分离装置分别连通第一调节器和第二调节器；第一调节器对进流的金属废水进行ph值调节以获得第一段ph值废水；分离装置用于从第一段ph值废水分离出第一金属析出物并获得第一段分离后废水；第二调节器对第一段分离后废水进行ph值调节以获得第二段ph值废水；分离装置还用于从第二段ph值废水分离出第二金属析出物并获得第二段分离后废水。
19.基于本方案，金属废水的金属可被分时分段进行分离收集，避免处理过程已析出金属的再溶解，进而使金属废水得到有效处理。
附图说明
20.图1为本技术所公开的第一种实施例处理装置的结构图；
21.图2为本技术所公开的第二种实施例处理装置的结构图；
22.图3为本技术所公开的第三种实施例处理装置的结构图；
23.图4为本技术所公开的第一种实施例金属废水中镍采用常规方式处理和本技术方式处理的效果对比图。
24.附图标记说明：
25.100-第一调节器、
26.110-第一进液控制阀、102-第一药剂管、101-第一ph值探头、
27.200-第二调节器、
28.210-第二进液控制阀、220-第二出液控制阀、202-第二药剂管、201-第二ph值探头、
29.300-第三调节器、
30.500-中和调节器、
31.510-第三出液控制阀、502-第三药剂管、501-第三ph值探头、
32.600-分离装置、610-污泥排放口、620-驱动装置、
33.700-清洁用水系统、710-回流控制阀、
34.800-污水排放系统、810-排放控制阀。
具体实施方式
35.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
36.以下结合附图，详细说明本技术各个实施例公开的技术方案。
37.请参考图1，本技术公开一种金属废水的处理装置，该装置可以用于含有多种重金属，如含镉、镍、汞、锌等的废水处理。该处理装置可以包括：第一调节器100、第二调节器200以及分离装置600。
38.其中，第一调节器100和第二调节器200分别用于从金属废水分离出其中一种或多种金属，并且两者所分离的金属不同。
39.具体来说，可以在第一调节器100中设置对应的ph值调节剂，以及在第二调节器200中设置对应的ph值调节剂。以碱沉法为例，第一调节器100和第二调节器200中的ph值调节剂可以均为碱性药剂，以分别对通入第一调节器100中的流体，以及通入第二调节器200中的流体进行ph值调整。比如第一调节器100中的ph值调节剂和第二调节器200中的ph值调节剂均为氢氧化钠(naoh)溶液，当然也可以是固体药剂，或者，第一调节器100中的ph值调节剂和第二调节器200中的ph值调节剂选用不同的碱性药剂，此处不再详述。
40.分离装置600用于实现金属废水金属分离，具体来说分离装置600分别连通第一调节器100和第二调节器200。下面以碱沉法为例详述本技术装置的金属废水处理流程。
41.将金属废水通入第一调节器100，第一调节器100对进流的金属废水进行ph值调节，以获得第一段ph值废水。具体来说，通过第一调节器100中的ph值调节剂将金属废水调整至第一段ph值，从而获得第一段ph值废水，其中，第一段ph值废水含有第一金属析出物。通常来说，重金属以离子的形式溶于金属废水，比如还有铬离子、镍离子等，而金属废水与ph值调节剂进行化学反应后，将使其中的一种或多种重金属生成不溶于水的氢氧化物，即得到第一金属析出物，比如氢氧化铬、氢氧化铜等。
42.将第一段ph值废水由第一调节器100通入分离装置600、且分离装置600从第一段ph值废水分离出第一金属析出物、并获得第一段分离后废水。由上述步骤可知，所得到的第一金属析出物虽不溶于第一段ph值废水，但未进行沉淀，故通过分离装置600使第一金属析出物与第一段ph值废水沉淀分离，进而使第一金属析出物，比如氢氧化铬、氢氧化铜等进行排放。
43.将第一段分离后废水由分离装置600通入第二调节器200，第二调节器200通过ph值调节剂对第一段分离后废水进行ph值调节，以获得第二段ph值废水。其中，第二段ph值废水含有第二金属析出物，同理的，第一段分离后废水与ph值调节剂进行化学反应后，将使其中的一种或多种重金属生成不溶于水的氢氧化物，即得到第二金属析出物，比如氢氧化镍。
44.将第二段ph值废水由第二调节器200通入分离装置600、且分离装置600从第二段ph值废水分离出第二金属析出物、并获得第二段分离后废水。同理地，所得到的第二金属析出物虽不溶于第二段ph值废水，但未进行沉淀，故通过分离装置600使第二金属析出物与第二段ph值废水沉淀分离，进而使第二金属析出物，比如氢氧化镍等进行排放。其中的第一段ph值与第二段ph值不同。
45.综上，采用本技术的处理装置，并采用上述的处理流程，金属废水的不同金属可被分离装置600分时分段进行分离收集，避免处理过程分离出金属的再溶解，比如在分离氢氧化铬、氢氧化铜之后，改变ph值再进行氢氧化镍的分离时，之前分离出的氢氧化铬、氢氧化铜可能再次溶解。故本技术装置使金属废水得到有效处理。
46.以图4所示处理处理镍(ni)为例，左边的柱状图为处理前废水的镍离子含量，中间的柱状图为采用常规处理方式处理后，废水的镍离子含量，比如直接向金属废水加入碱性药剂，金属废水中镍离子含量稍微降低，但不明显，原因是在某一ph值进行氢氧化镍的沉淀析出后，如果调配至另一ph值去处理其他金属，比如进行铬的沉淀析出时，部分已经沉淀的氢氧化镍将重新溶解为镍离子，降低处理效果。而采用本技术装置分时分段进行不同种类金属析出收集的方式，右边的柱状图为采用本技术处理方式处理后，废水的镍离子含量，可见较之常规处理方式，金属废水镍离子含量明显降低。
47.这里需要说明的是，第一调节器100和第二调节器200可以设置为罐体、槽体等任何能够存储流体的器皿，此处不再详述。
48.进一步地，第二段ph值的中值＞第一段ph值的中值＞7。由上述的金属废水处理流程可知，第一段ph值废水、第一段分离后废水的ph值相当，均接近第一段ph值，那么第一段分离后废水通入第二调节器200，仅需继续加入碱性药剂等ph值调节剂以增加浓度，进而达到第二段ph值即可，这样第一调节器100和第二调节器200均可采用相同的碱性药剂，比如氢氧化钠(naoh)溶液等进行ph值调配，这样可以节省药剂成本，降低操控难度。
49.当然，也可设置第一段ph值的中值＞第二段ph值的中值＞7，此种设置下第一调节器100加入碱性药剂以将进流的金属废水调配至第一段ph值，而第二调节器200则需加入酸性药剂进行中和，以使进流的流体降低至第二段ph值，这样会增加药剂种类，降低本技术装置的操控性，这里不再详述。
50.进一步地，以第一金属析出物为氢氧化铬、氢氧化铜，第二金属析出物为氢氧化镍为例，其中，铜离子、铬离子的最佳沉淀ph值范围均为ph8.5～9.5，镍离子的最佳沉淀ph值范围为ph10～11，那么此种情况下选取第一段ph值＝ph8.5～9.5，第一段ph值的中值＝9，而第二段ph值＝ph10～11，第二段ph值的中值＝10.5，以保证最佳析出效果。
51.这里需要说明的是，各种金属离子都有其中沉淀最佳的ph值，超出此范围后，已沉淀的金属又容易再次形成离子溶于溶液。故上述的金属废水处理流程，在将第一段ph值废水由第一调节器100通入分离装置600、且分离装置600从第一段ph值废水分离出第一金属析出物、并获得第一段分离后废水后，还应当包括：
52.将第一金属析出物从分离装置600提取出。以分离装置600选用离心过滤机为例，离心过滤机通常会设置污泥排放口610，第一段ph值废水在通过离心过滤机分离后，所沉淀收集的第一金属析出物，比如氢氧化铬将会随污泥一起从污泥排放口610进行排放。这样可以避免第一金属析出物在之后的处理金属废水流程再次溶于溶液。
53.同理地，在将第二段ph值废水由第二调节器200通入分离装置600、且分离装置600从第二段ph值废水分离出第二金属析出物、并获得第二段分离后废水后，还应当包括：
54.将第二金属析出物从分离装置600提取出。比如人工提取，或者通过机械装置将第二金属析出物隔离在分离装置600。以分离装置600选用离心过滤机为例，第二段ph值废水在离心过滤机分离后，所沉淀收集的第二金属析出物，比如氢氧化镍将会随污泥一起从污泥排放口610进行排放。
55.进一步地，处理装置还可以包括中和调节器500。中和调节器500连通分离装置600。中和调节器500可以设置为槽体、罐体等能够存储流体的器皿，此处不再详述。
56.那么上述的金属废水处理流程，在将第二段ph值废水由第二调节器200通入分离
装置600、且分离装置600从第二段ph值废水分离出第二金属析出物、并获得第二段分离后废水后，还包括：
57.将第二段分离后废水由分离装置600通入中和调节器500，中和调节器500对第二段分离后废水进行ph值调节，以获得中和溶液。其中，中和溶液ph值的中值≤第一段ph值的中值。
58.具体来说，中和调节器500中可以设有中和调节剂，比如中和调节剂为盐酸、磷酸等酸性药剂，该酸性药剂与第二段分离后废水进行化学反应，从而降低第二段分离后废水的ph值，以得到中和溶液。
59.此种设置的目的，是为了实现对第二段分离后废水的再处理，进而使得本技术装置的处理流程更加完善。此种中和溶液由于酸碱度适中，并且已经被分离出重金属，故如果进行后续排放将能够更好地满足环保排放标准，当然，此种中和溶液也能够被收集进行再循环利用，关于中和溶液的排放和再循环利用将在后文详述。
60.进一步地，处理装置还可以包括第一进液控制阀110和第二进液控制阀210。第一调节器100的出液口通过第一进液控制阀110连通分离装置600的进液口，第二调节器200的出液口通过第二进液控制阀210连通分离装置600的进液口。
61.此种设置能够加强对本技术装置的操控性能，具体来说，上述的金属废水处理流程，将第一段ph值废水由第一调节器100通入分离装置600的过程中，还应当包括：
62.开启第一进液控制阀110、并关闭第二进液控制阀210。这样可以避免第一段ph值废水流入第二调节器200。
63.同理地，上述金属废水处理流程，将第二段ph值废水由第二调节器200通入分离装置600的过程中，还应当包括：
64.开启第二进液控制阀210、并关闭第一进液控制阀110。这样可以避免第二段ph值废水流入第一调节器100。
65.进一步地，处理装置还可以包括第二出液控制阀220和第三出液控制阀510。分离装置600的出液口通过第二出液控制阀220连通第二调节器200，以及通过第三出液控制阀510连通中和调节器500。
66.此种设置可以进一步加强对本技术装置的操控性，具体来说，在上述的金属废水处理流程中，在将第一段分离后废水由分离装置600通入第二调节器200的过程中，还应当包括：
67.开启第二出液控制阀220、并关闭第三出液控制阀510。这样可以防止第一段分离后废水流入中和调节器500。
68.同理地，在上述的金属废水处理流程中，在将第二段分离后废水由分离装置600通入中和调节器500的过程中，还应当包括：
69.开启第三出液控制阀510、并关闭第二出液控制阀220。这样可以防止第二段分离后废水流入第二调节器200。
70.进一步地，第一调节器100、第二调节器200以及中和调节器500内分别设有搅拌装置，搅拌装置能够发挥搅拌作用，防止污泥、金属析出物等在第一调节器100、第二调节器200以及中和调节器500中堆积，进而可以预防堵塞，保证本技术装置流体流动的流畅性。
71.进一步地，对于分离装置600的具体结构来说，分离装置600可以设置为上文所述
的离心过滤机。这样分离装置600不仅能够实现对金属的分离收集，而且能够作为本技术装置流体进行流动的动力源，从而节省物料成本。当然分离装置600也可以是其他能够实现对金属析出收集的分离设备，比如离心机等固液分离系统，此种设置方式下，可以在第一调节器100中金属废水的进水管一侧加入泵体，以给与流体在本技术装置中流通的动力，此处不再详述。
72.进一步地，离心过滤机可以包括污泥排放口610和驱动装置620，其中污泥排放口610可以设于离心过滤机的出口侧，以便于污泥和金属析出物等的排放，驱动装置620可以设于离心过滤机的入口侧，以作为离心过滤机的动力源，使离心过滤机发挥离心效果，驱动装置620可以采用电磁耦合驱动装置。离心过滤机在相关技术中应用广泛，本领域技术人员可以根据实际工作需要进行选用，此处不再详述。
73.进一步地，第一调节器100连通第一药剂管102和第一ph值探头101。其中第一药剂管102用于向第一调节器100加入氢氧化钠(naoh溶液)等碱性药剂作为ph值调节剂，以对进流的金属废水进行ph值调节。第一ph值探头101用于监测第一调节器100中溶液的实际ph值，以便及时补充ph值调节剂。
74.同理地，第二调节器200连通第二药剂管202和第二ph值探头201。其中第二药剂管202用于向第二调节器200加入氢氧化钠(naoh溶液)等碱性药剂作为ph值调节剂，以对进流的第一段分离后废水进行ph值调节。第二ph值探头201用于监测第二调节器200中溶液的实际ph值，以便及时补充ph值调节剂。
75.进一步地，中和调节器500连通第三药剂管502和第三ph值探头501。其中第三药剂管502用于向中和调节器500加入盐酸、磷酸等酸性药剂作为中和调节剂，以对进流的第二段分离后废水、或者后文提到的第三段分离后废水进行ph值调节。第三ph值探头501用于监测中和调节器500中溶液的实际ph值，以便及时补充中和调节剂。
76.在一些可选的实施方案中，如图2所示，本技术装置还可以包括清洁用水系统700和污水排放系统800，清洁用水系统700和污水排放系统800分别连通中和调节器500。
77.通常来说，本技术的装置所处理的金属废水，是清洗液对工件进行清洗后形成的，清洗液通常存储在清洁用水系统700中。中和调节器500所形成的中和溶液，其酸碱度适中、且已被分离出重金属，故可以通入清洁用水系统700中，以重新作为清洗液，用于供工件清洗，达到再循环利用的目的。当然，清洗后产生的金属废水也可以通过清洁用水系统700通入第一调节器100，以进行相应处理，此处不再详述。
78.中和调节器500所形成的中和溶液也可以通入污水排放系统800中，以进行后续排放，此种排放方式更能够满足环保排放标准。
79.可见，清洁用水系统700和污水排放系统800连通中和调节器500的设置，使得本技术装置对金属废水的处理流程更加完善。
80.进一步地，清洁用水系统700可以通过回流控制阀710连通中和调节器500，污水排放系统800可以通过排放控制阀810连通中和调节器500，当需要对中和溶液进行再循环利用时，可打开回流控制阀710，以使中和溶液由中和调节器500通入清洁用水系统700；而当需要排放中和溶液时，可打开排放控制阀810，以使中和溶液由中和调节器500通入污水排放系统800。这样可以加强对本技术装置的操控性。
81.在一些可选的实施方案中，如图3所示，本技术装置还可以包括第三调节器300。第
三调节器300分别连通分离装置600和中和调节器500。此种设置可以实现更多种类金属的分离收集。第三调节器300可以设置为槽体、罐体等能够存储流体的器皿，此处不再详述。
82.具体来说，在将第二段ph值废水由第二调节器200通入分离装置600、且从第二段ph值废水分离出第二金属析出物、并获得第二段分离后废水后，上述金属废水处理流程还包括：
83.将第二段分离后废水由分离装置600通入第三调节器300，第三调节器300对第二段分离后废水进行ph值调节，以获得第三段ph值废水。具体来说，第三调节器300可以加入对应的ph值调节剂，比如氢氧化钠(naoh)溶液等碱性药剂，以调整第二段分离后废水的ph值，从而得到第三段ph值废水，第一段ph值、第二段ph值、第三段ph值互不相同，比如第三段ph值的中值＞第二段ph值的中值＞第一段ph值的中值＞7。其中，第三段ph值废水含有第三金属析出物，同理的，第二段分离后废水与第三调节器300中的ph值调节剂进行化学反应后，将使其中的一种或多种重金属生成不溶于水的氢氧化物，即得到第三金属析出物，比如氢氧化镉。
84.将第三段ph值废水由第三调节器300通入分离装置600、且分离装置600从第三段ph值废水分离出第三金属析出物、并获得第三段分离后废水。这样第三金属析出物，比如氢氧化镉便沉淀分离，并由分离装置600进行排放。
85.将第三段分离后废水由分离装置600通入中和调节器500，中和调节器500通过中和调节剂对第三段分离后废水进行ph值调节，以获得中和溶液。
86.其中镉离子的沉淀ph范围值，即第三段ph值为ph11～12，故可设置第三段ph值的中值＝11.5。
87.这里需要指出的是，在将第三段ph值废水由第三调节器300通入分离装置600、且分离装置600从第三段ph值废水分离出第三金属析出物、并获得第三段分离后废水后，金属废水处理流程还包括：
88.将第三金属析出物从分离装置600提取出。以分离装置600选用离心过滤机为例，第三段ph值废水在离心过滤机分离后，所沉淀的第三金属析出物，比如氢氧化镉将会随污泥一起从污泥排放口610进行排放。
89.进一步地，如法炮制，本技术装置还可以根据需要设置更多的调节槽，比如设置第四调节槽分别连通中和调节器500和分离装置600，设置第五调节槽分别连通中和调节器500和分离装置600，以分离更多不同种类的金属，此处不再详述。
90.本技术上文实施例重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
91.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。