本實用新型屬于電鍍廢水處理及資源回收技術領域,具體涉及一種含金電鍍廢水的資源化回收處理裝置。
背景技術:
鍍金層的化學性質穩(wěn)定、延展性好、易拋光、耐高溫,易于焊接、耐腐蝕性強、具有很好的抗變色性能、較低的接觸電阻、良好導電性能,因而廣泛應用于精密儀器儀表、印刷板、集成電路、電子管殼、電接點等要求電參數(shù)性能長期穩(wěn)定的零件電鍍。在電鍍過程中不可避免的會產生廢水。電鍍廢水中有害物質含量高,成分復雜,因而造成處理技術難度較大,并對周圍環(huán)境造成嚴重的威脅。隨著人類環(huán)保意識的日益提高,電鍍廢水無害化、資源化處理越來越受到人們的關注和重視。
金是一種極具回收價值的重金屬,目前從電鍍廢水中回收金可分為化學沉淀法、鋅置換法、電解法、離子交換法等?;瘜W沉淀法一般做法是向廢水中投加硫化鈉、氯化鈉等化學藥劑,與廢水中的金離子形成沉淀,通過高溫灼燒的辦法從廢水中回收金。鋅置換法是利用活性較高的鋅將金從廢水中置換出來的一種方法。電解法是指在電的影響下,廢水中的金在陰極還原沉積,從而與廢水分離。離子交換法是利用離子交換樹脂吸附含金廢水,待吸附飽和后,用丙酮-鹽酸浸泡再生,將再生液進行水浴蒸餾,從沉積物中回收金。相比而言,電解法不消耗化學藥劑,成本低;選擇性好,可獲得純度較高的金;可以同步去除廢水中的有機物。
二氧化鈦具有良好的光催化活性,在紫外光照射下可以產生羥基自由基氧化去除電鍍廢水中的絡合物。利用二氧化鈦的光催化氧化作用降解有機污染物,已經成為水污染控制的研究熱點。另外,外加電場不僅可以對紫外光照射的二氧化鈦電極施加陽極偏壓,減少電子-空穴的復合率,提高光電催化效率;電鍍廢水中的重金屬離子還可以在電場的作用下向陰極轉移,并在陰極高效還原為金屬單質,從而達到回收貴重金屬,降低污染的目的。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型要解決的技術問題是提供一種能實現(xiàn)含金電鍍廢水中的貴金屬金的回收,同時除去廢水中的污染物,實現(xiàn)廢水的循環(huán)利用的裝置。
為解決上述問題,本實用新型提出的技術方案為:一種含金電鍍廢水的資源化回收處理裝置,包括膜處理系統(tǒng)、低溫蒸發(fā)裝置和光電催化裝置,所述的膜處理系統(tǒng)由是由保安過濾器、納濾膜過濾器、反滲透膜過濾器組成,所述的保安過濾器一端與廢水收集池的出水口連接,另一端依次連接納濾膜過濾器和反滲透膜過濾器,所述的反滲透膜過濾器的另一端與回用水箱和所述的低溫蒸發(fā)裝置連接,所述的回用水箱與廢水收集池連接,所述的低溫蒸發(fā)裝置由真空蒸發(fā)系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)組成,所述的真空蒸發(fā)系統(tǒng)與所述的光電催化裝置連接,所述的冷凝系統(tǒng)通過冷凝管與回用水箱連接,所述的光電催化裝置位于金屬框架上,包括光電催化反應室和供電組件,所述的光電催化反應室中至少設置有一對光催化電極,所述的光催化電極的陰極電極上設置有高能電子發(fā)生儀,光電催化反應室的底部設置有磁力攪拌器,頂部設置有光源和觀察孔,外壁上設置有散熱片,所述的散熱片與金屬框架之間還設置有散熱風扇,所述的供電組件是由直線電機或者太陽能發(fā)電板構成,通過控制電路與光催化電極、高能電子發(fā)生儀、磁力攪拌器、光源連接。
進一步的,所述的保安過濾器的過濾孔徑不高于5um,去除廢水中的顆粒雜質,減輕對后續(xù)系統(tǒng)特別是膜系統(tǒng)的污染。
進一步的,所述的保安過濾器與納濾膜過濾器之間、納濾膜過濾器和反滲透膜過濾器之間都設置有高壓泵,便于廢水的流動。
進一步的,所述的光電催化反應室內的光催化電極對之間通過串聯(lián)連接,保證光催化效率,提高水處理的效率。
進一步的,所述的光催化電極陰陽電極間的距離為2~8cm,電極間距太小,兩電極之間容易短路,對光源也有一定的阻礙作用;電極間距太大,兩電極間電阻增大,反應物擴散到電極表面的距離太大,會影響光催化的速率。
進一步的,所述的光電催化電極的光陽極的材料為石墨負載的二氧化鈦;所 述的陰極材料為碳纖維,所述的碳纖維的比表面積為540~600m2/g、孔隙率不低于24%,二氧化鈦化學性質穩(wěn)定,光催化活性好,碳纖維具有巨大的比表面積同時具有極高的空隙率,保證了光電催化反應的進行,提高了金的回收和廢水的處理效率。
進一步的,所述的光陽極的制備方法為:將干燥的天然鱗片石墨、體積分數(shù)為98%的濃硫酸、重鉻酸鉀、乙酸酐、過氧化氫、鈦酸四正丁酯按質量比8:3:3:4:5:7混合攪拌均勻,在40~50℃下靜置24~36h后將下層沉淀洗滌烘干,在700~800℃的高溫下膨化下層沉淀制備得到具有光催化作用的石墨負載的二氧化鈦光陽極材料。
進一步的,所述的光源為高強度氙燈,氙燈光強度大,而且有機物在催化劑催化作用下用氙燈照射,能產生羥基自由基,從而氧化廢水中污染物,達到凈化廢水的作用。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型的有益效果體現(xiàn)在:本實用新型適用于含金電鍍廢水的處理,可以高效的回收廢水中的金和清洗水,同時在處理的過程中通過膜處理系統(tǒng),能依次將廢水中的大顆粒物質、大分子有機物、絡合物以及廢水中80%以上的溶解鹽離子去除,同時廢水經過濃縮處理后通過光電催化處理,不僅能回收廢水中的金,也能除去其中的有機物,而且回收水可以重復使用,作為廢水收集槽的清洗液,本實用新型提供的裝置金屬回收處理效率高,處理成本低,無二次污染。
附圖說明
如圖1所示的為本實用新型提供的裝置整體結構示意圖;
其中:1-膜處理系統(tǒng),2-低溫蒸發(fā)裝置,3-光電催化裝置,4-保安過濾器,5-納濾膜過濾器,6-反滲透膜過濾器,7-廢水收集池,8-回用水箱,9-真空蒸發(fā)系統(tǒng),10-冷凝系統(tǒng),11-冷凝管,12-金屬框架,13-光電催化反應室,14-供電組件,15-光催化電極,16-高能電子發(fā)生儀,17-磁力攪拌器,18-光源,19-觀察孔,20-散熱片,21-散熱風扇,22-高壓泵。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明,本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
如圖1所示,本實施例提供一種含金電鍍廢水的資源化回收處理裝置,包括膜處理系統(tǒng)1、低溫蒸發(fā)裝置2和光電催化裝置3,膜處理系統(tǒng)由1是由保安過濾器4、納濾膜過濾器5、反滲透膜過濾器6組成,保安過濾器4的過濾孔徑不高于5um,去除廢水中的顆粒雜質,減輕對后續(xù)系統(tǒng)特別是膜系統(tǒng)的污染,保安過濾器4一端與廢水收集池7的出水口連接,另一端依次連接納濾膜過濾器5和反滲透膜過濾器6,保安過濾器4與納濾膜過濾器5之間、納濾膜過濾器5和反滲透膜過濾器6之間都設置有高壓泵16,便于廢水的流動,反滲透膜過濾器6的另一端與回用水箱8和低溫蒸發(fā)裝置2連接,回用水箱8與廢水收集池7連接,低溫蒸發(fā)裝置2由真空蒸發(fā)系統(tǒng)9和冷凝系統(tǒng)10組成,真空蒸發(fā)系統(tǒng)10與光電催化裝置3連接,冷凝系統(tǒng)通過冷凝管11與回用水箱8連接,光電催化裝置3位于金屬框架12上,包括光電催化反應室13和供電組件14,光電催化反應室13中至少設置有一對光催化電極15,光電催化反應室13內的光催化電極15對之間通過串聯(lián)連接,保證光催化效率,提高水處理的效率,所述的光催化電極15陰陽電極間的距離為2~8cm,電極間距太小,兩電極之間容易短路,對光源也有一定的阻礙作用;電極間距太大,兩電極間電阻增大,反應物擴散到電極表面的距離太大,會影響光催化的速率,光電催化電極15的光陽極的材料為石墨負載的二氧化鈦,在陽極基板的表面涂覆有催化材料;陰極材料為碳纖維,碳纖維的比表面積為540~600m2/g、孔隙率不低于24%,二氧化鈦化學性質穩(wěn)定,光催化活性好,碳纖維具有巨大的比表面積同時具有極高的空隙率,保證了光電催化反應的進行,提高了金的回收和廢水的處理效率,所述的光陽極的制備方法為:將干燥的天然鱗片石墨、體積分數(shù)為98%的濃硫酸、重鉻酸鉀、乙酸酐、過氧化氫、鈦酸四正丁酯按質量比8:3:3:4:5:7混合攪拌均勻,在40~50℃下靜置24~36h后將下層沉淀洗滌烘干,在700~800℃的高溫下膨化下層沉淀制備得到具有光催化作用的石墨負載的二氧化鈦光陽極材料,光催化電極15的陰極電極上設置有高能電子發(fā)生儀16,光電催化反應室13的底部設置有磁力攪拌器17,頂部設置有光源18和觀察孔19,光源,18為高強度氙燈,氙燈光強度大,而且有機物在催化劑催化作用下用氙燈照射,能產生羥基自由基,從而氧化廢水中污染物,達 到凈化廢水的作用,外壁上設置有散熱片20,散熱片與金屬框架之間還設置有散熱風扇21,供電組件13是由直線電機或者太陽能發(fā)電板構成,通過控制電路與光催化電極15、高能電子發(fā)生儀16、磁力攪拌器17、光源18連接。
最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型實施例技術方案的精神和范圍。