一种从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统及方法与流程

1.本发明涉及废水处理技术领域，具体是一种从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统及方法。


背景技术：

2.电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素有关。电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。铜是与人类关系十分密切相关的有色金属，对于生物而言，是必需元素。所以人体缺乏铜会引起贫血、毛发异常、骨和动脉异常，以至于脑障碍，但当人体摄入过量的铜后，就会刺激消化系统，引起腹痛、呕吐，长期过量摄入可造成肝硬化。同时铜被广泛的作为内芯的导线应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。随着冶金工业和电子工业的发展，产生了大量的铜粉洗涤废水、电镀废水。金属离子中的铜、镍、锌、铬是国家严控的一类污染物。工业上含铜废水的处理方法较多，有化学沉淀法、金属置换法、离子交换法和电解法等。吸附法处理重金属废水，并将现有的吸附剂改性提高其吸附性能，成为近年来研究的热点。
3.目前在对废水中的铜离子处理时，主要是向废水中添加可以使铜离子絮凝的絮凝剂，如pam聚丙烯酰胺，通过聚丙烯酰胺使铜离子结合成团并沉淀，此种方法虽然能使铜离子发生沉淀，达到将铜离子从废水中提取出的目的，但是其在铜离子絮凝沉淀后，需要对废水进行过滤，操作繁琐，此外，在过滤阶段，絮凝后的铜离子团很难实现完全过滤，导致处理后的废水中仍含有较多的铜离子，为此我们提出一种从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统及方法以解决上述提出的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统及方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统，包括安装底座，所述安装底座的正面固定安装有连接架，且连接架上设置有可对铜离子处理的树脂提取机构、超纤提取机构，使含铜废水在树脂提取机构、超纤提取机构内部流动，通过树脂提取机构中的离子交换树脂以及超纤提取机构中的超纤提取纤维可对废水中的铜离子进行吸附，所述树脂提取机构包括树脂交换罐，所述树脂交换罐内部填充有离子交换树脂，且树脂交换罐的顶端固定连接有进水管，且进水管上设置有进水泵、进水电磁阀，所述树脂交换罐的底端固定连接有导水管，所述导水管上设置有第一导水电磁阀、第一铜离子检测器、高压泵，所述高压泵可将废水导入超纤提取机构中，所述导水管靠近树脂交换罐一端的后方固定连接有第一排水电磁阀，所述超纤提取机构包括4-6组超纤提取管，所述超纤提取管的顶端固定安装有连接弯头，且超纤提取管的内部填充有超纤提取纤维，所述超纤提取管的一端固定连接有排水管，所述排水管上设置有第二铜离
子检测器、第二导水电磁阀，所述排水管靠近超纤提取管一端的后方固定连接有第二排水电磁阀，在处理过程中不会产生沉淀等生产物，降低后续处理难度，同时对废水中的铜离子进行多级吸附，提高对铜离子的处理效果，所述安装底座的顶部设置有两组分别与树脂提取机构、超纤提取机构配合的再生处理机构，所述再生处理机构包括存储罐、连接管、高压泵，通过第一铜离子检测器、第二铜离子检测器对处理后的铜离子浓度进行检测，当铜离子含量超标时，可开启两组再生处理机构对树脂提取机构、超纤提取机构中的离子交换树脂、超纤提取纤维进行再生处理，使该处理系统可持续使用。
6.优选的，所述进水泵位于进水管上远离树脂交换罐的一侧，所述进水电磁阀位于进水管上靠近树脂交换罐的一侧，所述进水泵可将废水导入树脂交换罐内部，进水泵工作将废水导入树脂交换罐中，可通过树脂交换罐中的离子交换树脂对废水中的铜离子进行处理。
7.优选的，所述第一导水电磁阀位于导水管上靠近树脂交换罐的一侧，所述高压泵位于导水管上远离树脂交换罐的一侧，所述第一铜离子检测器位于高压泵、第一导水电磁阀之间，所述第一铜离子检测器可对导水管中废水铜离子含量进行检测，通过第一铜离子检测器对处理后废水中铜离子含量进行检测，当铜离子含量超标时，可开启第一排水电磁阀以及对应再生处理机构中的高压泵、耐腐蚀电磁阀，高压泵将存储罐中的浓硫酸导入树脂交换罐中，对离子交换树脂进行再生处理。
8.优选的，所述第一排水电磁阀位于第一导水电磁阀与树脂交换罐之间，当第一导水电磁阀关闭时，再生处理产生的硫酸铜可沿第一排水电磁阀排出。
9.优选的，所述超纤提取管整体呈蛇形分布，单个所述超纤提取管的长径比为10∶1-20∶1，将超纤提取管整体设置为蛇形分布，并对超纤提取管长径比进行限制，使废水充分与超纤提取管中的超纤提取纤维接触，使超纤提取纤维可充分对废水中的铜离子进行吸附，所述超纤提取管与连接弯头端部设置有相互配合的连接法兰，保证超纤提取管与连接弯头可稳定连接。
10.优选的，所述超纤提取管的两端卡接有与超纤提取纤维配合的金属隔网，所述金属隔网安装后内侧面与超纤提取纤维相抵，通过两组超纤提取纤维对超纤提取纤维进行限制，保证超纤提取纤维在安装后的稳定性。
11.优选的，所述第二排水电磁阀位于第二导水电磁阀与超纤提取管之间的排水管上，所述第二铜离子检测器可对排水管中废水铜离子含量进行检测，通过第二铜离子检测器对处理后废水中的铜离子含量进行检测，当铜离子含量超标时，开启第二排水电磁阀以及对应再生处理机构中的高压泵、耐腐蚀电磁阀，高压泵将存储罐中的浓硫酸导入超纤提取管中，对超纤提取纤维进行再生处理。
12.优选的，所述存储罐的内部灌注有酸性物质，所述酸性物质包括但不限于浓硫酸，所述存储罐的底端固定连接有连接管，且连接管上设置有高压泵、耐腐蚀电磁阀，高压泵工作可将存储罐中的浓硫酸导入树脂提取机构或者超纤提取机构中，对离子交换树脂、超纤提取纤维进行再生处理。
13.优选的，两组所述再生处理机构分别位于树脂提取机构、超纤提取机构的后方，一组所述再生处理机构中的连接管与进水管固定连通，且其交点位于树脂交换罐与进水电磁阀之间，对一组再生处理机构中连接管的安装位置进行限制，使浓硫酸可顺利进入树脂交
换罐内部，实现对离子交换树脂的再生处理，另一组所述再生处理机构中的连接管与导水管固定连通，且其交点位于高压泵与超纤提取机构之间，对再生处理机构中连接管的安装位置进行限制，使浓硫酸可顺利进入超纤提取管内部，实现对超纤提取纤维进行再生处理。
14.一种从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统的处理方法，包括以下操作步骤：
15.s1、进水泵工作沿进水管将废水导入树脂交换罐中，此时进水电磁阀、第一导水电磁阀为开启状态，通过树脂交换罐中的离子交换树脂对废水中的铜离子进行吸附，经过一级处理后的废水通过高压泵沿导水管导入超纤提取机构中；
16.s2、通过高压泵施加高压沿导水管导入超纤提取管中对废水，通过多组超纤提取管中的超纤提取纤维对废水中的铜离子再次进行吸附，此时第二导水电磁阀为开启状态，经过二级处理后的废水沿排水管排出；
17.s3、在树脂提取机构对废水中铜离子处理时，通过第一铜离子检测器对处理后废水中铜离子含量进行检测，当铜离子含量超标时，停止废水处理作业，关闭第一导水电磁阀、开启第一排水电磁阀以及对应再生处理机构中的高压泵、耐腐蚀电磁阀，高压泵将存储罐中的浓硫酸导入树脂交换罐中，通过浓硫酸对离子交换树脂上吸附的铜离子进行冲刷，使铜离子以硫酸铜的形式沿第一排水电磁阀排出，对离子交换树脂进行再生处理；
18.s4、在超纤提取机构对废水中的铜离子进行处理时，通过第二铜离子检测器对处理后废水中的铜离子含量进行检测，当铜离子含量超标时，停止废水处理作业，关闭第二导水电磁阀、开启第二排水电磁阀以及对应再生处理机构中的高压泵、耐腐蚀电磁阀，高压泵将存储罐中的浓硫酸导入超纤提取管中，通过浓硫酸对超纤提取纤维上吸附的铜离子进行冲刷，使铜离子以硫酸铜的形式沿第二排水电磁阀排出，对超纤提取纤维进行再生处理。
19.本发明提供了一种从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统及方法，具备以下有益效果：
20.1、该从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统及方法，通过设置树脂提取机构与超纤提取机构，使含铜废水在树脂提取机构、超纤提取机构内部流动，通过树脂提取机构中的离子交换树脂以及超纤提取机构中的超纤提取纤维可对废水中的铜离子进行吸附，且在处理过程中不会产生沉淀等生产物，降低后续处理难度，同时对废水中的铜离子进行多级吸附，提高对铜离子的处理效果。
21.2、该从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统及方法，在通过树脂提取机构、超纤提取机构对铜离子处理时，通过第一铜离子检测器、第二铜离子检测器对处理后废水中的铜离子进行检测，当各级处理后废水中铜离子含量超标时，可关闭第一导水电磁阀、第二导水电磁阀，开启第一排水电磁阀、第二排水电磁阀，并开启再生处理机构，将存储罐中的酸性物质导入树脂交换罐、超纤提取管中，对离子交换树脂、超纤提取纤维进行再生处理，使离子交换树脂、超纤提取纤维吸附的铜离子脱离，保证该处理系统对铜离子的处理效果，使该处理系统可持续使用。
22.3、该从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统及方法，通过将多个超纤提取管整体设置为蛇形分布，废水沿超纤提取管一端流向另一端，可使废水充分与超纤提取管中的超纤提取纤维接触，使超纤提取纤维可充分对废水中的铜离子进行吸附，进一步提高对废水中铜离子的处理效果。
附图说明
23.图1为本发明整体组合后的结构示意图；
24.图2为本发明树脂提取机构与超纤提取机构连接后的结构示意图；
25.图3为本发明超纤提取管连接后的结构示意图；
26.图4为本发明超纤提取管内部的结构示意图；
27.图5为本发明树脂交换罐剖面的结构示意图；
28.图6为本发明再生处理机构的结构示意图。
29.图中：1、安装底座；2、连接架；3、树脂提取机构；31、树脂交换罐；311、离子交换树脂；32、进水管；33、进水泵；34、进水电磁阀；35、导水管；36、高压泵；37、第一铜离子检测器；38、第一导水电磁阀；39、第一排水电磁阀；4、超纤提取机构；41、超纤提取管；42、连接弯头；43、超纤提取纤维；44、金属隔网；45、排水管；46、第二铜离子检测器；47、第二导水电磁阀；48、第二排水电磁阀；5、再生处理机构；51、存储罐；52、连接管；53、高压泵；54、耐腐蚀电磁阀。
具体实施方式
30.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。
31.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统，包括安装底座1，安装底座1的正面固定安装有连接架2，且连接架2上设置有可对铜离子处理的树脂提取机构3、超纤提取机构4，使含铜废水在树脂提取机构3、超纤提取机构4内部流动，通过树脂提取机构3中的离子交换树脂311以及超纤提取机构4中的超纤提取纤维43可对废水中的铜离子进行吸附，树脂提取机构3包括树脂交换罐31，树脂交换罐31内部填充有离子交换树脂311，且树脂交换罐31的顶端固定连接有进水管32，且进水管32上设置有进水泵33、进水电磁阀34，树脂交换罐31的底端固定连接有导水管35，导水管35上设置有第一导水电磁阀38、第一铜离子检测器37、高压泵36，高压泵36可将废水导入超纤提取机构4中，树脂提取机构3与超纤提取机构4固定连通，可通过树脂提取机构3、超纤提取机构4依次对废水中的铜离子进行两级处理，提高处理效果，导水管35靠近树脂交换罐31一端的后方固定连接有第一排水电磁阀39，超纤提取机构4包括4-6组超纤提取管41，超纤提取管41的顶端固定安装有连接弯头42，且超纤提取管41的内部填充有超纤提取纤维43，超纤提取纤维43可对废水中的铜离子进行吸附，且多组超纤提取管41呈蛇形分布，提高处理效果，超纤提取管41的一端固定连接有排水管45，排水管45上设置有第二铜离子检测器46、第二导水电磁阀47，排水管45靠近超纤提取管41一端的后方固定连接有第二排水电磁阀48，在处理过程中不会产生沉淀等生产物，降低后续处理难度，同时对废水中的铜离子进行多级吸附，提高对铜离子的处理效果，安装底座1的顶部设置有两组分别与树脂提取机构3、超纤提取机构4配合的再生处理机构5，再生处理机构5包括存储罐51、连接管52、高压泵53，通过第一铜离子检测器37、第二铜离子检测器46对处理后的铜离子浓度进行检测，当铜离子含量超标时，可开启两组再生处理机构5对树脂提取机构3、超纤提取机构4中的离子交换树脂311、超纤提取纤维43进行再生处理，使该处理系统可持续使用。
32.请参阅图1，进水泵33位于进水管32上远离树脂交换罐31的一侧，进水电磁阀34位
于进水管32上靠近树脂交换罐31的一侧，进水泵33可将废水导入树脂交换罐31内部，进水泵33工作将废水导入树脂交换罐31中，可通过树脂交换罐31中的离子交换树脂311对废水中的铜离子进行处理，进水泵33、高压泵36型号均为ch350，
33.请参阅图1，第一导水电磁阀38位于导水管35上靠近树脂交换罐31的一侧，高压泵36位于导水管35上远离树脂交换罐31的一侧，第一铜离子检测器37位于高压泵36、第一导水电磁阀38之间，第一铜离子检测器37可对导水管35中废水铜离子含量进行检测，通过第一铜离子检测器37对处理后废水中铜离子含量进行检测，当铜离子含量超标时，可开启第一排水电磁阀39以及对应再生处理机构5中的高压泵53、耐腐蚀电磁阀54，高压泵53将存储罐51中的浓硫酸导入树脂交换罐31中，对离子交换树脂311进行再生处理，高压泵53型号为ihf40-32-125，
34.请参阅图1，第一排水电磁阀39位于第一导水电磁阀38与树脂交换罐31之间，当第一导水电磁阀38关闭时，再生处理产生的硫酸铜可沿第一排水电磁阀39排出，第一导水电磁阀38、第一排水电磁阀39、第二导水电磁阀47、第二排水电磁阀48型号均为z101-b，
35.请参阅图1，超纤提取管41整体呈蛇形分布，单个超纤提取管41的长径比为10∶1-20∶1，将超纤提取管41整体设置为蛇形分布，并对超纤提取管41长径比进行限制，使废水充分与超纤提取管41中的超纤提取纤维43接触，使超纤提取纤维43可充分对废水中的铜离子进行吸附，超纤提取纤维43为聚丙烯腈纤维，可对铜离子进行吸附，并不与酸性物质反应，超纤提取管41与连接弯头42端部设置有相互配合的连接法兰，保证超纤提取管41与连接弯头42可稳定连接，
36.请参阅图1，超纤提取管41的两端卡接有与超纤提取纤维43配合的金属隔网44，金属隔网44安装后内侧面与超纤提取纤维43相抵，通过两组超纤提取纤维43对超纤提取纤维43进行限制，保证超纤提取纤维43在安装后的稳定性，
37.请参阅图1，第二排水电磁阀48位于第二导水电磁阀47与超纤提取管41之间的排水管45上，第二铜离子检测器46可对排水管45中废水铜离子含量进行检测，通过第二铜离子检测器46对处理后废水中的铜离子含量进行检测，当铜离子含量超标时，开启第二排水电磁阀48以及对应再生处理机构5中的高压泵53、耐腐蚀电磁阀54，高压泵53将存储罐51中的浓硫酸导入超纤提取管41中，对超纤提取纤维43进行再生处理，高压泵36、第二铜离子检测器46型号均为ap-cu-02，
38.请参阅图1，存储罐51的内部灌注有酸性物质，酸性物质包括但不限于浓硫酸，存储罐51的底端固定连接有连接管52，且连接管52上设置有高压泵53、耐腐蚀电磁阀54，高压泵53工作可将存储罐51中的浓硫酸导入树脂提取机构3或者超纤提取机构4中，对离子交换树脂311、超纤提取纤维43进行再生处理，耐腐蚀电磁阀54型号为zcf-dn20，
39.请参阅图1，两组再生处理机构5分别位于树脂提取机构3、超纤提取机构4的后方，一组再生处理机构5中的连接管52与进水管32固定连通，且其交点位于树脂交换罐31与进水电磁阀34之间，对一组再生处理机构5中连接管52的安装位置进行限制，使浓硫酸可顺利进入树脂交换罐31内部，实现对离子交换树脂311的再生处理，另一组再生处理机构5中的连接管52与导水管35固定连通，且其交点位于高压泵36与超纤提取机构4之间，对再生处理机构5中连接管52的安装位置进行限制，使浓硫酸可顺利进入超纤提取管41内部，实现对超纤提取纤维43进行再生处理，
40.一种从含铜废水中提取铜金属的综合处理系统的处理方法，包括以下操作步骤：
41.s1、进水泵33工作沿进水管32将废水导入树脂交换罐31中，此时进水电磁阀34、第一导水电磁阀38为开启状态，通过树脂交换罐31中的离子交换树脂311对废水中的铜离子进行吸附，经过一级处理后的废水通过高压泵36沿导水管35导入超纤提取机构4中；
42.s2、通过高压泵36施加高压沿导水管35导入超纤提取管41中对废水，通过多组超纤提取管41中的超纤提取纤维43对废水中的铜离子再次进行吸附，此时第二导水电磁阀47为开启状态，经过二级处理后的废水沿排水管45排出；
43.s3、在树脂提取机构3对废水中铜离子处理时，通过第一铜离子检测器37对处理后废水中铜离子含量进行检测，当铜离子含量超标时，停止废水处理作业，关闭第一导水电磁阀38、开启第一排水电磁阀39以及对应再生处理机构5中的高压泵53、耐腐蚀电磁阀54，高压泵53将存储罐51中的浓硫酸导入树脂交换罐31中，通过浓硫酸对离子交换树脂311上吸附的铜离子进行冲刷，使铜离子以硫酸铜的形式沿第一排水电磁阀39排出，对离子交换树脂311进行再生处理；
44.s4、在超纤提取机构4对废水中的铜离子进行处理时，通过第二铜离子检测器46对处理后废水中的铜离子含量进行检测，当铜离子含量超标时，停止废水处理作业，关闭第二导水电磁阀47、开启第二排水电磁阀48以及对应再生处理机构5中的高压泵53、耐腐蚀电磁阀54，高压泵53将存储罐51中的浓硫酸导入超纤提取管41中，通过浓硫酸对超纤提取纤维43上吸附的铜离子进行冲刷，使铜离子以硫酸铜的形式沿第二排水电磁阀48排出，对超纤提取纤维43进行再生处理。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
46.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。