一種回收廢酸中重金屬并資源化利用的方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于危險(xiǎn)廢物處理領(lǐng)域，特別是指一種回收廢酸中重金屬并資源化利用的方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)每年產(chǎn)生的廢酸在1億噸以上，并且據(jù)中國(guó)化工信息中心調(diào)研統(tǒng)計(jì)，其中無(wú)機(jī)廢酸約占35 %，有機(jī)廢酸約占65 %，且含量40 %以上的廢酸占總量的46 %左右。工業(yè)廢酸主要來(lái)自于石油煉制、硫酸等化工原料生產(chǎn)、鋼鐵加工洗滌、青銅生產(chǎn)浸酸、電子元件制造等領(lǐng)域。由于廢酸一般含有有機(jī)物和重金屬離子，直接利用會(huì)造成二次污染，并且未經(jīng)處理的廢酸進(jìn)入自然環(huán)境中會(huì)造成土壤酸化，廢酸中的重金屬在酸性土壤中活性較高易被植物吸收，進(jìn)而對(duì)食品安全造成重大隱患。隨著我國(guó)面臨的環(huán)保與人體健康安全壓力日益嚴(yán)峻，因此政府對(duì)企業(yè)清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排、廢水污染防治等方面的環(huán)保要求不斷提高。
[0003]目前，我國(guó)廢酸一般采取的處理工藝為中和沉淀法，該工藝不僅需要消耗大量的中和劑，還會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢渣，且運(yùn)行費(fèi)用較高，回收率低，同時(shí)中和沉淀法并不能從根本上消除污染，而只是將污染物在不同介質(zhì)中進(jìn)行轉(zhuǎn)移，特別是有毒有害的物質(zhì)從水中轉(zhuǎn)移到固體廢渣中，造成二次污染，形成“治不勝治”的惡性循環(huán)，隨著國(guó)家對(duì)工業(yè)廢渣問(wèn)題的重視，該處理工藝存在的弊端日益突出。另一方面，部分工業(yè)廢酸還采用高溫水解和蒸發(fā)法，但該工藝能耗過(guò)大，不適于大范圍工業(yè)化應(yīng)用，僅適用于產(chǎn)品附加值高的特殊組分。
[0004]雖然廢酸會(huì)對(duì)自然環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重的危害，但同時(shí)廢酸中一般包含具有可回收利用價(jià)值的硫酸或硝酸以及有價(jià)值的金屬(如銅或鎳)?；谖锪匣厥蘸脱h(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，從單純的廢酸達(dá)標(biāo)排放向回收有價(jià)金屬和水資源回用技術(shù)轉(zhuǎn)變已逐漸成為我國(guó)廢酸處理的發(fā)展趨勢(shì)。工業(yè)中傳統(tǒng)的廢酸中重金屬回收工藝一般為采用電鍍技術(shù)將重金屬離子還原為金屬態(tài)，但金屬回收率與回收金屬的質(zhì)量會(huì)因過(guò)程中廢酸中金屬含量的降低而受到影響，因此需要定時(shí)檢測(cè)廢酸中金屬含量，并補(bǔ)充廢酸，進(jìn)而造成工藝繁瑣，需要大量的人力。而廢酸中酸液的回收一般采用加熱蒸餾工藝以回收沸點(diǎn)較低的酸液，例如回收沸點(diǎn)低于硫酸的硝酸，但回收沸點(diǎn)較高的硫酸則需要額外的回收處理設(shè)備，造成工藝復(fù)雜以及回收成本提高。
[0005]綜上所述，工業(yè)中傳統(tǒng)的廢酸處理及回收工藝在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中均存在一些不足，如易造成二次污染、工藝繁瑣、回收率低、回收成本高等，因此探索開(kāi)發(fā)出新的廢酸中重金屬回收并資源化利用的方法與裝置對(duì)我國(guó)工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種回收廢酸中重金屬并資源化利用的方法與裝置，解決了現(xiàn)有工藝技術(shù)產(chǎn)生的廢渣易造成二次污染、工藝繁瑣、回收率低、回收成本高等問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種回收廢酸中重金屬并資源化利用的裝置，包括:
緩沖水箱，用于對(duì)廢酸進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，保證后續(xù)處理工藝穩(wěn)定運(yùn)行；
預(yù)過(guò)濾裝置，用于去除廢酸廢水中的懸浮物、膠體物質(zhì)等顆粒物，與所述緩沖水箱連接；
一級(jí)膜系統(tǒng)，用于去除預(yù)過(guò)濾系統(tǒng)中未能截留的懸浮物和膠體物質(zhì)，與所述預(yù)過(guò)濾裝置連接；
中間水箱，用于收集一級(jí)膜系統(tǒng)的出水，與所述一級(jí)膜系統(tǒng)連接；
二級(jí)膜系統(tǒng)，用于分離廢酸中的酸液、陰離子和金屬離子，與所述中間水箱連接；
透過(guò)液箱，用于收集所述二級(jí)膜系統(tǒng)中含大部分一價(jià)離子(如F、C1 )的透過(guò)液，與所述二級(jí)膜系統(tǒng)連接；
濃縮液箱，用于收集所述二級(jí)膜系統(tǒng)中含少量F和C1的濃縮液，與所述二級(jí)膜系統(tǒng)連接;
電解裝置，用于回收濃縮液中的貴重金屬，與所述濃縮液箱連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述預(yù)過(guò)濾裝置為多介質(zhì)過(guò)濾器、砂濾裝置、活性炭過(guò)濾器或袋式過(guò)濾器中的一種或多種。
[0009]進(jìn)一步地，所述一級(jí)膜系統(tǒng)包括若干超濾或微濾膜，所述超濾或微濾膜為管式膜或卷式膜中的一種。
[0010]進(jìn)一步地，所述一級(jí)膜系統(tǒng)的膜元件材料為聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)或聚砜(PSF)中的一種。
[0011]進(jìn)一步地，所述二級(jí)膜系統(tǒng)為包括若干特種耐酸納濾膜，所述特種耐酸納濾膜為管式膜或卷式膜中的一種。
[0012]進(jìn)一步地，所述二級(jí)膜系統(tǒng)中特種耐酸納濾膜的膜材料為聚砜(PSF)、聚四氟乙烯(PTFE)或聚乙烯(PE)中的一種。
[0013]進(jìn)一步地，所述電解裝置為回流式電解裝置、回轉(zhuǎn)式電解裝置或翻騰式電解裝置中的一種。
[0014]進(jìn)一步地，所述電解裝置的電極為石墨電極或鉛電極中的一種。
[0015]一種回收廢酸中重金屬并資源化利用的方法，包括以下步驟:
A.廢酸經(jīng)栗提升進(jìn)入緩沖水箱，進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，以保證后續(xù)處理工藝穩(wěn)定運(yùn)行；
B.預(yù)過(guò)濾裝置過(guò)濾去除緩沖水箱出水中的懸浮物、膠體物質(zhì)等顆粒物；
C.預(yù)過(guò)濾裝置出水進(jìn)入一級(jí)膜系統(tǒng)，去除預(yù)過(guò)濾系統(tǒng)中未能截留的懸浮物和膠體物質(zhì)；
D.中間水箱收集一級(jí)膜系統(tǒng)出水；
E.中間水箱出水進(jìn)入二級(jí)膜系統(tǒng)，分離廢酸中的酸液、陰離子和金屬離子，排出含大部分一價(jià)離子的透過(guò)液與含少量一價(jià)離子的濃縮液；
F.二級(jí)膜系統(tǒng)排出的含大部分一價(jià)離子的透過(guò)液經(jīng)透過(guò)液箱后通過(guò)中和處理后可用于工業(yè)回用；
G.二級(jí)膜系統(tǒng)排出的大部分含少量一價(jià)離子的濃縮液經(jīng)濃縮液箱后進(jìn)入電解裝置進(jìn)行酸液以及貴、重金屬的回收，回收后的酸液以及重金屬均可回用于工業(yè)生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)資源化利用，另外一部分濃縮液返回至中間水箱。
[0016]進(jìn)一步地，所處理的廢酸為含有重金屬的混合酸。
[0017]進(jìn)一步地，所述二級(jí)膜系統(tǒng)所產(chǎn)生的濃縮液中酸的濃度為10 % ~ 20 %。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
1.本發(fā)明所述的回收廢酸中重金屬并資源化利用的方法與裝置，將膜分離、化學(xué)中和與電解技術(shù)結(jié)合起來(lái)，避免了傳統(tǒng)中和沉淀工藝產(chǎn)生廢渣造成二次污染的不足，實(shí)現(xiàn)了廢酸、廢渣的減量化處理，并可進(jìn)行酸液以及重金屬的回收，進(jìn)而為企業(yè)增加一定的經(jīng)濟(jì)效益。
[0019]2.本發(fā)明所述的回收廢酸中重金屬并資源化利用的方法與裝置，二級(jí)膜系統(tǒng)透過(guò)液中so42和二價(jià)以上重金屬濃度低，后續(xù)中和處理過(guò)程中廢渣產(chǎn)量降低，且廢酸減量化程度高，可達(dá)到30 % ~ 50 %。
[0020]3.本發(fā)明所述的回收廢酸中重金屬并資源化利用的方法與裝置，廢酸處理成本低。
[0021]4.本發(fā)明所述的回收廢酸中重金屬并資源化利用的方法與裝置，回收率高，回收的酸液和重金屬均可回用于工業(yè)生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)資源化利用。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前體下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明一種回收廢酸中重金屬并資源化利用裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明一種回收廢酸中重金屬并資源化利用方法的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種回收廢酸中重金屬并資源化利用的裝置，包括:
緩沖水箱，用于對(duì)廢酸進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，保證后續(xù)處理工藝穩(wěn)定運(yùn)行；
預(yù)過(guò)濾裝置，用于去除廢酸廢水中的懸浮物、膠體物質(zhì)等顆粒物，與所述緩沖水箱連接;
一級(jí)膜系統(tǒng)，用于去除預(yù)過(guò)濾系統(tǒng)中未能截留的懸浮物和膠體物質(zhì)，與所述預(yù)過(guò)濾裝置連接；
中間水箱，用于收集一級(jí)膜系統(tǒng)的出水，與所述一級(jí)膜系統(tǒng)連接；
二級(jí)膜系統(tǒng)，用于分離廢酸中的酸液、陰離子和金屬離子，與所述中間水箱連接；
透過(guò)液箱，用于收集所述二級(jí)膜系統(tǒng)中含大部分一價(jià)離子(如F、C1 )的透過(guò)液，與所述二級(jí)膜系統(tǒng)連接；
濃縮液箱，用于收集所述二級(jí)膜系統(tǒng)中含少量F和C1的濃縮液，與所述二級(jí)膜系統(tǒng)連接;
電解裝置，用于回收濃縮液中的貴重金屬，與所述濃縮液箱連接。
[0026]優(yōu)選地，所述預(yù)過(guò)濾裝置為多介質(zhì)過(guò)濾器、砂濾裝置、活性炭過(guò)濾器或袋式過(guò)濾器中的一種或多種。其中，多介質(zhì)過(guò)濾器是利用一種或多種介質(zhì)，在一定的壓力條件下使水通過(guò)一定厚度的粒狀或非粒狀濾料，從而有效地去除水中的懸浮物和膠體使水澄清的裝置，常用的濾