CN108191148B - 一种焦铜废水的自动化净化***及净化方法 - Google Patents

一种焦铜废水的自动化净化***及净化方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种焦铜废水的自动化净化***及净化方法。本发明提供了一种焦铜废水的自动化净化***，包括：废水检测单元、控制单元、废水收集单元、离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元；废水检测单元将待净化废水的检测结果传输至控制单元，控制单元控制待净化废水流至离子置换单元、电解破络合单元或pH调整单元，控制单元控制待净化废水在各单元的反应时间。本发明还提供了一种焦铜废水的净化方法。本发明提供的技术方案中，通过废水检测单元分析废水中铜元素的组成，控制单元控制废水的流向以及废水在各单元的处理时间，实现了废水的高效处理。

Description

一种焦铜废水的自动化净化***及净化方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种焦铜废水的自动化净化***及净化方法。
背景技术
早化工、印染、电镀、有色冶炼、有色金属矿山开采、电子材料漂洗废水、染料生产等领域，常产生含有大量铜离子的废水，称之为焦铜废水。在焦铜废水中，主要的污染物为铜离子、未反应的铜单质以及含铜络合物。焦铜废水中的铜含量很高，直接排放不仅对坏境造成污染，而且浪费资源，因此，焦铜废水的处理方法，便成为了废水处理领域的热点话题。
目前，焦铜废水处理的方法主要包括：化学沉淀法、离子交换法、电解法、膜分离法；然而，化学沉淀法存在着无法沉淀完全以及所加化学试剂容易造成二次污染的问题；离子交换法存在着投资成本高以及不易控制反应进度的问题，膜交换法存在着净化不完全的问题。
因此，研发出一种焦铜废水的自动化净化***及净化方法，用于解决现有技术中，焦铜废水的净化方法，存在着净化成本高以及净化效果差的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种焦铜废水的自动化净化***及净化方法，用于解决现有技术中，焦铜废水的净化方法，存在着净化成本高以及净化效果差的技术缺陷。
本发明提供了一种焦铜废水的自动化净化***，所述焦铜废水的自动化净化***包括：废水检测单元、控制单元、废水收集单元、离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元；
所述废水收集单元分别与所述离子置换单元、电解破络合单元以及pH调整单元连接，所述离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元依次连接；
所述废水检测单元设置于所述废水收集单元内部，所述废水检测单元将待净化废水的检测结果传输至所述控制单元，所述控制单元控制待净化废水流至离子置换单元、电解破络合单元或pH调整单元，所述控制单元控制待净化废水在所述离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元的反应时间。
优选地，所述焦铜废水的自动化净化***还包括：生物降解单元；
所述生物降解单元设置于所述第二沉淀单元的后方，第二沉淀单元的上清液进入所述生物降解单元。
优选地，所述生物降解单元包括：pH调节部以及生物氧化部；
待净化废水依次流经所述pH调节部以及生物氧化部。
优选地，所述pH调节部的数量大于两个，所述生物氧化部包括：厌氧氧化部、兼氧氧化部以及接触氧化部，待净化废水依次流经所述厌氧氧化部、兼氧氧化部以及接触氧化部。
优选地，所述第二沉淀单元和/或生物降解单元的排水口与所述废水收集单元连接。
优选地，所述焦铜废水的自动化净化***还包括：固液分离单元，所述固液分离单元与所述第二沉淀单元的排水口连接。
本发明还提供了一种焦铜废水的净化方法，所述净化方法为：
废水检测单元检测废水收集单元中，焦铜废水中是否含有Cu、铜络合物或Cu2+，并将检测结果传输至控制单元；
若检测结果含有Cu、铜络合物以及Cu2+，控制单元控制待净化废水依次经离子置换、第一次沉淀、电解破络合、pH调整、加碱混合以及第二次沉淀后，净化完成；
或，
若检测结果含有铜络合物以及Cu2+，控制单元控制待净化废水依次经电解破络合、pH调整、加碱混合以及沉淀后，净化完成；
或，
若检测结果只含有Cu2+，控制单元控制待净化废水依次经pH调整、加碱混合以及第二次沉淀后，净化完成；
所述控制单元控制上述每一步反应的反应时间。
优选地，所述净化方法还包括：生物降解，待净化废水在沉淀完成后，沉淀所得上清液经过生物降解后，排放。
优选地，所述净化方法还包括：固液分离，待净化废水在沉淀完成后，沉淀所得固体经固液分离，分别收集分离固体和分离滤液，所述分离滤液流至所述废水收集单元。
优选地，所述生物降解的方法为：所述上清液调pH至7～8后，依次经过厌氧氧化、兼氧氧化以及接触氧化后，生物降解处理完成；
所述厌氧氧化的菌种为厌氧菌，所述兼氧氧化的菌种为兼氧菌，所述接触氧化的菌种为好氧菌。
综上所述，本发明提供了一种焦铜废水的自动化净化***，所述焦铜废水的自动化净化***包括：废水检测单元、控制单元、废水收集单元、离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元；所述废水收集单元分别与所述离子置换单元、电解破络合单元以及pH调整单元连接，所述离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元依次连接；所述废水检测单元设置于所述废水收集单元内部，所述废水检测单元将待净化废水的检测结果传输至所述控制单元，所述控制单元控制待净化废水流至离子置换单元、电解破络合单元或pH调整单元，所述控制单元控制待净化废水在所述离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元的反应时间。本发明还提供了一种焦铜废水的净化方法。本发明提供的技术方案中，通过废水检测单元分析废水中铜元素的组成，控制单元控制废水的流向以及废水在各单元的处理时间，实现了废水的高效处理，解决了现有技术中，焦铜废水的净化方法，存在着净化成本高以及净化效果差的技术缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种焦铜废水的自动化净化***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种焦铜废水的自动化净化***中，生物降解单元的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的一种焦铜废水的自动化净化***及净化方法，解决了现有技术中，焦铜废水的净化方法，存在着净化成本高以及净化效果差的技术缺陷。
下面将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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为了更详细说明本发明，下面结合附图对本发明提供的一种焦铜废水的自动化净化***及净化方法，进行具体地描述。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供了一种焦铜废水的自动化净化***，包括：废水检测单元、控制单元、废水收集单元、离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元；废水收集单元分别与离子置换单元、电解破络合单元以及pH调整单元连接，离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元依次连接；废水检测单元设置于废水收集单元内部，废水检测单元将待净化废水的检测结果传输至控制单元，控制单元控制待净化废水流至离子置换单元、电解破络合单元或pH调整单元，控制单元控制待净化废水在离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元的反应时间。
本发明实施例提供的技术方案中，设置于废水收集单元中的废水检测单元，对待净化的废水中，铜元素的含量做出准确分析，既检测铜元素的类型，如：铜单质、络合铜或者是Cu2+等，又检测各类型铜元素的相对含量。根据铜元素的类型，决定待净化废水是从废水收集单元流向离子置换单元、电解破络合单元还是pH调整单元连接，有效确保了各种类型的铜元素都可以得到有效的净化，确保了良好的净化效果。
同时，本发明中，由于待净化废水的净化路径是由待净化废水自身的元素组成决定的，因此，可避免净化所使用的化学原料的浪费，以及时间的浪费，有效降低了净化成本。
本发明实施例提供的一种焦铜废水的自动化净化***及净化方法，解决了现有技术中，焦铜废水的净化方法，存在着净化成本高以及净化效果差的技术缺陷。
下面，结合处理方法对于整个处理流程以及装置的工作作出简单说明。
第一种情况，待净化废水1中含有Cu、铜络合物以及Cu2+，此时，废水检测单元检测到待净化废水1含有三种类型的铜元素，将该检测结果传输至控制单元，控制单元控制待净化废水从废水收集单元流至离子置换单元。
在离子置换单元中，Cu单质被氧化成为Cu2+后，待净化废水1再流入第一沉淀单元；在第一沉淀单元中，待净化废水1中的Cu2+与OH-结合形成Cu(OH)2沉淀后，待净化废水1进入电解破络合单元。
在电解破络合单元中，铜络合物被氧化成Cu2+，此时，待净化的废液中只含有Cu2+。由于待净化废水1中，主要的待净化元素为Cu2+，在第一沉淀单元中，是无法实现对于Cu2+的完全净化的。因此，为了实现对于Cu2+，的有效处理，此时，对于待净化的废水1还需进行二次的沉淀处理。
在前述的破络合电解中单元以及离子置换单元中，待净化废水1需要一个酸性的环境，为使得待净化废水1中的Cu2+可以被沉淀完全，在实际处理时，待净化废水1需先在pH调整单元调节pH至碱性后，再与OH-在混合反应单元中进行充分的混合，以确保Cu2+可以与OH-充分碰撞后，进行沉淀。
进一步地，为确保沉淀完全，待净化废水1从混合反应单元中进入第二沉淀单元，使得Cu(OH)2充分沉淀，净化完成。
第二种情况，待净化废水2中含有铜络合物以及Cu2+，此时，废水检测单元检测到待净化废水2含有2种类型的铜元素，将该检测结果传输至控制单元，控制单元控制待净化废水从废水收集单元直接流至破络合电解单元。
在待净化废水2的净化过程中，后续净化处理过程与待净化废水1的步骤均相同，在此不再赘述。
第三种情况，待净化废水3中只含有Cu2+，此时，废水检测单元检测到待净化废水3含有1种类型的铜元素，将该检测结果传输至控制单元，控制单元控制待净化废水从废水收集单元直接流至pH调整单元。
在待净化废水3的净化过程中，后续净化处理过程与待净化废水1的步骤均相同，在此不再赘述。
同时，在整个净化过程中，根据废水检测单元的传输至控制单元的待净化废水的检测结果，控制单元控制上述每一步反应的反应时间，既确保了各净化步骤的净化完全，又可避免净化时间的浪费，有效提高了净化效率。
进一步地优化技术方案，本发明实施例提供的一种焦铜废水的自动化净化***还包括：生物降解单元；生物降解单元设置于第二沉淀单元的后方，第二沉淀单元的上清液进入生物降解单元。
在生物降解单元中，第二沉淀单元流出的上清液可通过生物降解净化作用，进一步地提升废水的净化效果。本发明中，由于待净化废水已经经过了前述的净化步骤，此时，需要生物降解单元净化的净化离子的量并不会太多，因此，即使是通过生物降解单元净化步骤，也不会影响装置的整体净化效率。
为确保生物降解单元良好的净化效果，给生物降解过程提供一个良好的净化环境，本发明实施例提供的技术方案中，生物降解单元包括：pH调节部以及生物氧化部；待净化废水依次流经pH调节部以及生物氧化部。
pH调节部将待净化废水调节至生物氧化部适宜的pH，既可以确保生物氧化部的良好净化效果，同时还可以防止待净化废水的pH不是以造成生物氧化部菌种的失活。
进一步地，为确保pH调节部良好的pH调节效果，pH调节部的数量大于两个，采用多级调节的方式，确保待净化废水在进入生物氧化部之前，可以调整到最适宜的pH。在具体的净化时，所需pH大致为7～8。
同理，为确保生物氧化部最佳的净化效果，生物氧化部包括：厌氧氧化部、兼氧氧化部以及接触氧化部，待净化废水依次流经厌氧氧化部、兼氧氧化部以及接触氧化部，实现了待净化废水的高效净化。在具体的净化时，厌氧氧化的菌种为厌氧菌，兼氧氧化的菌种为兼氧菌，接触氧化的菌种为好氧菌。
为防止待净化废水净化不完全，在焦铜废水的自动化净化***中，第二沉淀单元和/或生物降解单元的排水口与废水收集单元连接。将待净化废水再进行二次净化，进一步地确保了良好的净化效果。
更好地优化技术方案，本发明实施例提供的一种焦铜废水的自动化净化***还包括：固液分离单元，固液分离单元与第二沉淀单元的排水口连接。固液分离单元将第二沉淀单元流出的废水分离，分别收集分离固体和分离滤液，分离滤液流至废水收集单元。
将本发明提供的技术方案，应用于工业生产，经实际应用可得，对于常规废液，本发明提供的技术方案，单日可处理焦铜废水900吨，每吨焦铜废水的处理成本为12元；所处理的废液经检测符合国家标准。
与现有技术相比，焦铜废水的处理效率提高了35％，处理成本降低了20％。
综上所述，本发明提供了一种焦铜废水的自动化净化***，所述焦铜废水的自动化净化***包括：废水检测单元、控制单元、废水收集单元、离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元；所述废水收集单元分别与所述离子置换单元、电解破络合单元以及pH调整单元连接，所述离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元依次连接；所述废水检测单元设置于所述废水收集单元内部，所述废水检测单元将待净化废水的检测结果传输至所述控制单元，所述控制单元控制待净化废水流至离子置换单元、电解破络合单元或pH调整单元，所述控制单元控制待净化废水在所述离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元的反应时间。本发明还提供了一种焦铜废水的净化方法。本发明提供的技术方案中，通过废水检测单元分析废水中铜元素的组成，控制单元控制废水的流向以及废水在各单元的处理时间，实现了废水的高效处理，解决了现有技术中，焦铜废水的净化方法，存在着净化成本高以及净化效果差的技术缺陷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种焦铜废水的自动化净化***，其特征在于，所述焦铜废水的自动化净化***包括：废水检测单元、控制单元、废水收集单元、离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元；
所述废水收集单元分别与所述离子置换单元、电解破络合单元以及pH调整单元连接，所述离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元依次连接；
所述废水检测单元设置于所述废水收集单元内部，所述废水检测单元将待净化废水的检测结果传输至所述控制单元，所述控制单元控制待净化废水流至离子置换单元、电解破络合单元或pH调整单元，所述控制单元控制待净化废水在所述离子置换单元、第一沉淀单元、电解破络合单元、pH调整单元、混合反应单元以及第二沉淀单元的反应时间；
所述焦铜废水的自动化净化***还包括：生物降解单元；
所述生物降解单元设置于所述第二沉淀单元的后方，第二沉淀单元的上清液进入所述生物降解单元；
所述生物降解单元包括：pH调节部以及生物氧化部；
待净化废水依次流经所述pH调节部以及生物氧化部；
所述pH调节部的数量大于两个，所述生物氧化部包括：厌氧氧化部、兼氧氧化部以及接触氧化部，待净化废水依次流经所述厌氧氧化部、兼氧氧化部以及接触氧化部；
所述生物降解单元的排水口与所述废水收集单元连接。
2.根据权利要求1所述的焦铜废水的自动化净化***，其特征在于，所述焦铜废水的自动化净化***还包括：固液分离单元，所述固液分离单元与所述第二沉淀单元的排水口连接。
3.一种焦铜废水的净化方法，其特征在于，所述净化方法为：
废水检测单元检测废水收集单元中，焦铜废水中是否含有Cu、铜络合物或Cu2+，并将检测结果传输至控制单元；
若检测结果含有Cu、铜络合物以及Cu2+，控制单元控制待净化废水依次经离子置换、第一次沉淀、电解破络合、pH调整、加碱混合以及第二次沉淀后，净化完成；
或，
若检测结果含有铜络合物以及Cu2+，控制单元控制待净化废水依次经电解破络合、pH调整、加碱混合以及沉淀后，净化完成；
或，
若检测结果只含有Cu2+，控制单元控制待净化废水依次经pH调整、加碱混合以及第二次沉淀后，净化完成；
所述控制单元控制上述每一步反应的反应时间；
所述净化方法还包括：生物降解，待净化废水在沉淀完成后，沉淀所得上清液经过生物降解后，排放；
所述净化方法还包括：固液分离，待净化废水在沉淀完成后，沉淀所得固体经固液分离，分别收集分离固体和分离滤液，所述分离滤液流至所述废水收集单元；
所述生物降解的方法为：所述上清液调节pH两次以上，待上清液调pH至7～8后，依次经过厌氧氧化、兼氧氧化以及接触氧化后，生物降解处理完成；
所述厌氧氧化的菌种为厌氧菌，所述兼氧氧化的菌种为兼氧菌，所述接触氧化的菌种为好氧菌。
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