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
【技術領域】
[0001]本發明屬于危險廢物處理領域，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】
[0002]隨著工業和經濟的發展，我國每年產生的廢酸在1億噸以上，并且據中國化工信息中心調研統計，其中無機廢酸約占35 %，有機廢酸約占65 %，且含量40 %以上的廢酸占總量的46 %左右。工業廢酸主要來自于石油煉制、硫酸等化工原料生產、鋼鐵加工洗滌、青銅生產浸酸、電子元件制造等領域。由于廢酸一般含有有機物和重金屬離子，直接利用會造成二次污染，并且未經處理的廢酸進入自然環境中會造成土壤酸化，廢酸中的重金屬在酸性土壤中活性較高易被植物吸收，進而對食品安全造成重大隱患。隨著我國面臨的環保與人體健康安全壓力日益嚴峻，因此政府對企業清潔生產、節能減排、廢水污染防治等方面的環保要求不斷提高。
[0003]目前，我國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，還會產生大量的固體廢渣，且運行費用較高，回收率低，同時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中進行轉移，特別是有毒有害的物質從水中轉移到固體廢渣中，造成二次污染，形成“治不勝治”的惡性循環，隨著國家對工業廢渣問題的重視，該處理工藝存在的弊端日益突出。另一方面，部分工業廢酸還采用高溫水解和蒸發法，但該工藝能耗過大，不適于大范圍工業化應用，僅適用于產品附加值高的特殊組分。
[0004]雖然廢酸會對自然環境和人體健康造成嚴重的危害，但同時廢酸中一般包含具有可回收利用價值的硫酸或硝酸以及有價值的金屬(如銅或鎳)。基于物料回收和循環經濟的理念，從單純的廢酸達標排放向回收有價金屬和水資源回用技術轉變已逐漸成為我國廢酸處理的發展趨勢。工業中傳統的廢酸中重金屬回收工藝一般為采用電鍍技術將重金屬離子還原為金屬態，但金屬回收率與回收金屬的質量會因過程中廢酸中金屬含量的降低而受到影響，因此需要定時檢測廢酸中金屬含量，并補充廢酸，進而造成工藝繁瑣，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較低的酸液，例如回收沸點低于硫酸的硝酸，但回收沸點較高的硫酸則需要額外的回收處理設備，造成工藝復雜以及回收成本提高。
[0005]綜上所述，工業中傳統的廢酸處理及回收工藝在實際應用過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，因此探索開發出新的廢酸中重金屬回收并資源化利用的方法與裝置對我國工業企業清潔生產、節能減排具有重要的意義。
【發明內容】
[0006]本發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，解決了現有工藝技術產生的廢渣易造成二次污染、工藝繁瑣、回收率低、回收成本高等問題。
[0007]本發明的技術方案是這樣實現的:
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，用于對廢酸進行水質水量的調節，保證后續處理工藝穩定運行；
預過濾裝置，用于去除廢酸廢水中的懸浮物、膠體物質等顆粒物，與所述緩沖水箱連接；
一級膜系統，用于去除預過濾系統中未能截留的懸浮物和膠體物質，與所述預過濾裝置連接；
中間水箱，用于收集一級膜系統的出水，與所述一級膜系統連接；
二級膜系統，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；
透過液箱，用于收集所述二級膜系統中含大部分一價離子(如F、C1 )的透過液，與所述二級膜系統連接；
濃縮液箱，用于收集所述二級膜系統中含少量F和C1的濃縮液，與所述二級膜系統連接;
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]進一步地，所述預過濾裝置為多介質過濾器、砂濾裝置、活性炭過濾器或袋式過濾器中的一種或多種。
[0009]進一步地，所述一級膜系統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]進一步地，所述一級膜系統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]進一步地，所述二級膜系統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]進一步地，所述二級膜系統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]進一步地，所述電解裝置為回流式電解裝置、回轉式電解裝置或翻騰式電解裝置中的一種。
[0014]進一步地，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.廢酸經栗提升進入緩沖水箱，進行水質水量的調節，以保證后續處理工藝穩定運行；
B.預過濾裝置過濾去除緩沖水箱出水中的懸浮物、膠體物質等顆粒物；
C.預過濾裝置出水進入一級膜系統，去除預過濾系統中未能截留的懸浮物和膠體物質；
D.中間水箱收集一級膜系統出水；
E.中間水箱出水進入二級膜系統，分離廢酸中的酸液、陰離子和金屬離子，排出含大部分一價離子的透過液與含少量一價離子的濃縮液；
F.二級膜系統排出的含大部分一價離子的透過液經透過液箱后通過中和處理后可用于工業回用；
G.二級膜系統排出的大部分含少量一價離子的濃縮液經濃縮液箱后進入電解裝置進行酸液以及貴、重金屬的回收，回收后的酸液以及重金屬均可回用于工業生產中，實現資源化利用，另外一部分濃縮液返回至中間水箱。
[0016]進一步地，所處理的廢酸為含有重金屬的混合酸。
[0017]進一步地，所述二級膜系統所產生的濃縮液中酸的濃度為10 % ~ 20 %。
[0018]本發明的有益效果為:
1.本發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、化學中和與電解技術結合起來，避免了傳統中和沉淀工藝產生廢渣造成二次污染的不足，實現了廢酸、廢渣的減量化處理，并可進行酸液以及重金屬的回收，進而為企業增加一定的經濟效益。
[0019]2.本發明所述的回收廢酸中重金屬并資源化利用的方法與裝置，二級膜系統透過液中so42和二價以上重金屬濃度低，后續中和處理過程中廢渣產量降低，且廢酸減量化程度高，可達到30 % ~ 50 %。
[0020]3.本發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生產中，實現資源化利用。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前體下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0023]圖1為本發明一種回收廢酸中重金屬并資源化利用裝置的結構框圖；
圖2為本發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。
【具體實施方式】
[0024]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0025]如圖1所示，本發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，用于對廢酸進行水質水量的調節，保證后續處理工藝穩定運行；
預過濾裝置，用于去除廢酸廢水中的懸浮物、膠體物質等顆粒物，與所述緩沖水箱連接;
一級膜系統，用于去除預過濾系統中未能截留的懸浮物和膠體物質，與所述預過濾裝置連接；
中間水箱，用于收集一級膜系統的出水，與所述一級膜系統連接；
二級膜系統，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；
透過液箱，用于收集所述二級膜系統中含大部分一價離子(如F、C1 )的透過液，與所述二級膜系統連接；
濃縮液箱，用于收集所述二級膜系統中含少量F和C1的濃縮液，與所述二級膜系統連接;
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]優選地，所述預過濾裝置為多介質過濾器、砂濾裝置、活性炭過濾器或袋式過濾器中的一種或多種。其中，多介質過濾器是利用一種或多種介質，在一定的壓力條件下使水通過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