專利名稱：廢水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種廢水處理系統(tǒng)，特別涉及一種結(jié)合化學(xué)反應(yīng)及金屬置換反應(yīng) 的廢水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來隨著高科技電子產(chǎn)業(yè)的興盛，使得溶有大量有毒銅離子的工業(yè)廢水大增， 含有毒銅離子的廢水，若無法有效的去除其中的銅離子，則排放的廢水將嚴(yán)重污染河川、土 壤，進(jìn)而污染作物、飲用水，對人類的身體健康將造成無法彌補(bǔ)的傷害，因此，如何有效率的 去除廢水中的銅離子，及如何提升這些銅金屬的回收率，是目前廢水處理技術(shù)上重要的課 題。目前，工業(yè)上含有溶解性金屬的廢水的處理方法，主要有化學(xué)反應(yīng)法及金屬置換 反應(yīng)法。請參閱圖1，其為現(xiàn)有利用化學(xué)反應(yīng)法的廢水處理系統(tǒng)的示意圖。此系統(tǒng)包含有一 廢液輸送管10、一藥劑輸送裝置11、一化學(xué)反應(yīng)槽12、一固液分離裝置13及一廢液輸出管 14。此系統(tǒng)中，選定的化學(xué)藥劑經(jīng)由藥劑輸送裝置11至化學(xué)反應(yīng)槽12，此化學(xué)藥劑和 來自于廢液輸送管10的含有溶解性銅的廢水在化學(xué)反應(yīng)槽12內(nèi)混合，以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。化 學(xué)反應(yīng)使得廢水中的溶解性銅，衍生成為非溶解性的含銅固體物，此非溶解性的含銅固體 物再經(jīng)由固液分離裝置13，和去除溶解性銅之后的廢水分離。去除溶解性銅之后的廢水最 后經(jīng)由廢液輸出管14排出，而保留非溶解性的含銅固體物。請參閱圖2，其為另一種現(xiàn)有技術(shù)利用金屬置換反應(yīng)的廢水處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)包含 一廢液輸送管20、一鋁片輸送裝置21、一化學(xué)反應(yīng)槽22、一固液分離裝置23及一廢液輸出 管24。此系統(tǒng)中，大小不等的鋁片經(jīng)由鋁片輸送裝置21輸送至化學(xué)反應(yīng)槽22，在反應(yīng)槽 22中和含有溶解性銅的廢水，通過溶解性銅和鋁金屬之間的氧化還原電位差驅(qū)動金屬置換 反應(yīng)。經(jīng)由金屬置換反應(yīng)，鋁金屬反應(yīng)成為鋁金屬離子釋于廢水中，溶解性銅則變?yōu)榉侨芙?性的含銅固體物，其后去除溶解性銅后的廢水會經(jīng)由廢液輸出管24在固液分離裝置23排 出，而保留非溶解性的含銅固體物。上述傳統(tǒng)的廢水處理系統(tǒng)，在實際應(yīng)用時，仍然存在下列幾項尚待克服解決的問 題(1)化學(xué)反應(yīng)法具有很快的反應(yīng)速率，但是工業(yè)廢水通常含有大量的溶解性銅，造 成化學(xué)溶劑的大量耗費，成本較高。(2)化學(xué)反應(yīng)法所衍生的非溶解性的含銅固體物，通常含銅量不高，不利于銅金屬 的回收再利用。(3)金屬置換法所衍生的非溶解性的含銅固體物，其含銅量高，但是反應(yīng)速率慢， 造成需要長的反應(yīng)時間。(4)金屬置換法中為了調(diào)整反應(yīng)所需的PH值，常常耗費大量的酸堿液，成本較高。

實用新型內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型的目的在于提供一種廢水處理系統(tǒng)，以解 決大量化學(xué)藥劑耗費的問題，并增加廢水中溶解性銅的去除效率，及提高衍生的非溶解性 的含銅固體物中的銅金屬含量，以利后續(xù)進(jìn)行該非溶解性的含銅固體物中的銅金屬回收； 此外，同時達(dá)到回收廢棄鋁罐內(nèi)的鋁元素的目的。為達(dá)到上述目的，依本實用新型的一種廢水處理系統(tǒng)，其是結(jié)合化學(xué)反應(yīng)及金屬 置換反應(yīng)，以用于處理工業(yè)上含溶解性銅的廢水。此廢水處理系統(tǒng)包含一進(jìn)水管路、一溶劑 輸送設(shè)備、一金屬材料輸送設(shè)備、一反應(yīng)桶槽、一固液分離單元及一出水管路。進(jìn)水管路是 用來輸送含有溶解性第一金屬的廢水，溶劑輸送設(shè)備用來輸送化學(xué)溶劑，金屬材料輸送設(shè) 備則用來輸送第二金屬。反應(yīng)桶槽和此進(jìn)水管路、此溶劑輸送設(shè)備和此金屬材料輸送設(shè)備 相連，以接收廢水、化學(xué)溶劑及第二金屬材料，三者在反應(yīng)桶槽內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)及金屬置換 反應(yīng)，此化學(xué)反應(yīng)是通過化學(xué)溶劑和廢水反應(yīng)，使廢水中溶解性第一金屬衍生為非溶解性 的第一金屬固體物，同時此金屬置換反應(yīng)是通過第一金屬及第二金屬之間的氧化還原電位 差所驅(qū)動，使得廢水中的溶解性第一金屬還原為非溶解性的第一金屬固體物，而第二金屬 則氧化為第二金屬離子溶于廢水中。固液分離單元是連接于此反應(yīng)桶槽，用來分離反應(yīng)后 的非溶解性第一金屬固體物及含有第二金屬離子的廢水，此廢水最后經(jīng)由連接于此固液分 離單元的出水管路排出。承上所述，因依本實用新型的廢水處理系統(tǒng)，其可具有一或多個下述優(yōu)點(1)此廢水處理系統(tǒng)結(jié)合化學(xué)反應(yīng)及金屬置換反應(yīng)，具有節(jié)省化學(xué)溶劑的特點。(2)此廢水處理系統(tǒng)結(jié)合化學(xué)反應(yīng)及金屬置換反應(yīng)，和單獨使用金屬置換反應(yīng)相 比，提高了廢水中去除溶解性銅的效率；和單獨使用化學(xué)反應(yīng)相比，則得到含銅量較高的固 體物，以利后續(xù)進(jìn)行該非溶解性的含銅固體物中的銅金屬回收，綜合了兩種方法單獨使用 時的優(yōu)點。(3)此廢水處理系統(tǒng)通過輸送廢棄鋁罐的鋁片至反應(yīng)桶槽內(nèi)，和廢水中的溶解性 銅產(chǎn)生金屬置換反應(yīng)，使溶解性銅變成非溶解性的含銅固體物，廢棄鋁片則反應(yīng)成為鋁金 屬離子，溶于反應(yīng)后的廢水中，可進(jìn)一步處理成可利用的混凝劑，具有同時間回收鋁元素的 優(yōu)點。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)化學(xué)反應(yīng)法的廢水處理系統(tǒng)的方塊圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)金屬置換法的廢水處理系統(tǒng)的方塊圖；圖3為本實用新型的廢水處理系統(tǒng)的第一實施例的方塊圖；以及圖4為本實用新型的廢水處理系統(tǒng)應(yīng)用于含溶解性銅的廢水的第二實施例的方 塊圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖并舉具體實施例，對本實用新型的廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明， 為了便于理解，下述實施例中的相同元件用相同的符號標(biāo)示來說明。[0023]請參閱圖3，其為本實用新型的廢水處理系統(tǒng)的實施例方塊示意圖。如圖所示，本 廢水處理系統(tǒng)3，其主要包含一進(jìn)水管路30、一溶劑輸送設(shè)備31、一金屬材料輸送設(shè)備32、 一反應(yīng)桶槽33、一固液分離單元34及一出水管路35。此系統(tǒng)中，進(jìn)水管路30可為具有耐酸堿性質(zhì)的金屬管或高分子塑膠管，此進(jìn)水管 路30是連接至反應(yīng)桶槽33，可用來輸送含有溶解性第一金屬的廢水301至反應(yīng)桶槽33，此 含有溶解性第一金屬的廢水301，通常為來自工業(yè)的金屬廢水，因此具有各種可能的酸堿性 質(zhì)。由于化學(xué)溶劑311是用來和廢水中的溶解性金屬反應(yīng)及調(diào)整適宜金屬置換反應(yīng) 進(jìn)行的酸堿值，所以化學(xué)溶劑311通常含有酸或堿液，因此溶劑輸送設(shè)備31可為至少一具 有耐酸堿性質(zhì)的容置槽，連接至具有耐酸堿性質(zhì)的輸送管的形式，以避免遭受化學(xué)溶劑311 的侵蝕，同時，此溶劑輸送設(shè)備31和反應(yīng)桶槽33相連，可以用來儲置選定的化學(xué)溶劑311， 及輸送此選定的化學(xué)溶劑311至反應(yīng)桶槽33，在反應(yīng)桶槽33內(nèi)和含有溶解性第一金屬的廢 水301充分混合，并且進(jìn)行反應(yīng)。金屬材料輸送設(shè)備32可為輸送帶的形式，此金屬輸送設(shè)備32和反應(yīng)桶槽33相 連，是用來輸送第二金屬321至反應(yīng)桶槽33內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，其中，此第二金屬為固體狀，且形 狀為適合進(jìn)行反應(yīng)的大小。此外，金屬材料輸送設(shè)備32和反應(yīng)桶槽33的連接處，可為具有 耐酸堿特性的材質(zhì)，以避免金屬材料輸送設(shè)備32和反應(yīng)桶槽33相鄰處，受到化學(xué)酸堿藥劑 的侵蝕。上述含第一金屬的工業(yè)廢水301、選定的化學(xué)溶劑311、及第二金屬321，最后會以 一特定反應(yīng)比例集中在反應(yīng)桶槽33內(nèi)，在反應(yīng)桶槽33內(nèi)相互充分的混合并進(jìn)行反應(yīng)，其 中，反應(yīng)桶槽33可為具耐酸堿特性的儲存槽，并可裝設(shè)有排放反應(yīng)產(chǎn)生的氣體的裝置、攪 拌器、酸堿值測定裝置。且在反應(yīng)桶槽33內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)為化學(xué)反應(yīng)331及金屬置換反應(yīng) 332，此化學(xué)反應(yīng)331是通過選定的化學(xué)溶劑311和廢水中的溶解性第一金屬進(jìn)行反應(yīng)，使 廢水中的溶解性第一金屬反應(yīng)衍生為非溶解性的第一金屬固體物341，以去除廢水中的溶 解性第一金屬，而此金屬置換反應(yīng)332為通過廢水中的溶解性第一金屬和第二金屬321之 間的氧化還原電位差以驅(qū)動金屬置換反應(yīng)332，將此溶解性第一金屬還原成非溶解性的第 一金屬固體物341，同時，此第二金屬321氧化成第二金屬離子溶于反應(yīng)后的廢水中。在反應(yīng)桶槽33內(nèi)反應(yīng)后的衍生產(chǎn)物及廢水接著輸送至一固液分離單元34內(nèi)進(jìn)行 固液分離，此固液分離單元34和反應(yīng)桶槽33相連，并可為利用顆粒大小的原理，以分離固 體和液體的薄膜裝置，或利用密度不同的原理，以分離固體和液體的沉淀或浮除裝置，在此 固液分離單元34內(nèi)，反應(yīng)后的產(chǎn)物，即非溶解性的第一金屬固體物341和含有第二金屬離 子的廢水342會相互分離，待分離完成后，含有第二金屬離子的廢水342經(jīng)由出水管路35 排出此固液分離單元34，此出水管路35連接于此固液分離單元34，且可為具有耐酸堿性質(zhì) 的金屬管或高分子塑膠管。保留于此固液分離單元34的非溶解性的第一金屬固體物341，具有此第一金屬含 量高的特性，因此利于進(jìn)一步處理，以回收此第一金屬。而含有第二金屬離子的廢水342，其 混合有第二金屬離子、去除溶解性第一金屬后的工業(yè)廢水及反應(yīng)后的化學(xué)溶劑，此含有第 二金屬離子的廢水342經(jīng)由簡化的處理后，可回收作為混凝劑使用。因此，在本實施例中， 具有可以同時回收此第一金屬、此第二金屬及減少化學(xué)溶劑使用的作用。[0030] 請參閱圖4，其為本實用新型的廢水處理系統(tǒng)應(yīng)用于含有溶解性銅的廢水及廢棄 鋁罐的另一實施例方塊示意圖。 如圖所示，主要包含一進(jìn)水管路40、一溶劑輸送設(shè)備41、一金屬材料輸送設(shè)備42、 一反應(yīng)桶槽43、一固液分離單元44及一出水管45。圖中可看出，此應(yīng)用于溶解性銅的廢水的廢水處理系統(tǒng)中，進(jìn)水管路40是用來輸 送含有溶解性銅的廢水401至反應(yīng)桶槽43，其中，進(jìn)水管路40具有耐酸堿的特性，而此含有 溶解性銅的廢水401，主要來自于高科技電子產(chǎn)業(yè)的印刷電路板制程中，使用的銅蝕刻液或 電鍍液，或是來自于金屬加工業(yè)及機(jī)械加工業(yè)，此廢液401通常具有很高的含銅量，若不慎 加處理，則會造成土壤、引用水或河川的銅金屬污染，并嚴(yán)重危害身體健康，且此系統(tǒng)中的 溶劑輸送設(shè)備41是用來輸送硫化物溶劑411至反應(yīng)桶槽43，此硫化物溶劑411為適用于將 溶解性銅衍生為非溶解性的含銅固體物441的化學(xué)反應(yīng)，并同時適合用來調(diào)配銅_鋁間產(chǎn) 生金屬置換反應(yīng)所需的酸堿值，如此可減少化學(xué)溶劑的耗費。此外，此溶劑輸送設(shè)備41可 為至少一硫化物溶劑411儲存槽連接有硫化物溶劑411輸送管的形式，并具有耐酸堿的特 性。本實施例中，金屬材料輸送設(shè)備42是用來輸送廢棄鋁罐的鋁片421至反應(yīng)桶槽 43，此金屬材料輸送設(shè)備42如前所述，可為輸送帶的形式，其與反應(yīng)桶槽43的連接處，可為 具有耐酸堿性質(zhì)的材料，以避免遭受硫化物溶劑411的侵蝕，而廢棄鋁罐的鋁片421是將收 集來的廢棄鋁罐以裁切處理，使其形狀為適合用于反應(yīng)的大小。含有溶解性銅的廢水401、硫化物溶劑411及廢棄鋁罐的鋁片421三種反應(yīng)物，最 后經(jīng)由各管路40及各輸送裝置41、42，以一定的反應(yīng)物比例匯集于反應(yīng)桶槽43中，在反應(yīng) 桶槽43內(nèi)充分混合，并靜待一段時間，使三種反應(yīng)物，即含有溶解性銅的廢水401、硫化物 溶劑411和廢棄鋁罐的鋁片421進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)431及銅-鋁間金屬置換反應(yīng)432，此反應(yīng)桶 槽43可為具有耐酸堿性質(zhì)的容置槽。在反應(yīng)桶槽43中，通過廢水中的溶解性銅和硫化物溶劑411產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)431， 以去除廢水中的溶解性銅，使此溶解性銅反應(yīng)衍生為非溶解性的含銅固體物441，使此溶解 性銅在廢水中被沉淀稀出，此外，通過廢水中的溶解性銅和廢棄鋁片421內(nèi)的鋁金屬之間 存在的氧化還原電位差，驅(qū)動銅_鋁之間的金屬置換反應(yīng)432，使溶解性銅還原成非溶解性 的含銅固體物441，廢棄鋁片421內(nèi)的鋁元素則氧化成為鋁離子，溶于反應(yīng)后的廢水中。最后，在反應(yīng)桶槽43內(nèi)反應(yīng)完成后的產(chǎn)物，即非溶解性的含銅固體物441和含有 鋁離子的廢水442，將輸送至連接反應(yīng)桶槽43的固液分離單元44內(nèi)，以進(jìn)行固液分離，此固 液分離單元44可為利用顆粒大小的原理用作固液分離的薄膜裝置，或利用密度不同的原 理，以分離固體和液體的沉淀或浮除裝置，待反應(yīng)產(chǎn)物于此分離完成后，含有鋁離子的廢水 442會經(jīng)由出水管路45排出此固液分離單元44，而非溶解性的含銅固體物441則保留在固 液分離單元44內(nèi)。此反應(yīng)后含有鋁離子的廢水442包含有鋁離子、去除溶解性銅之后的廢水，此廢 水可通過一簡單的處理，以形成混凝劑再利用，如此可減少化學(xué)溶劑的耗費及完成鋁元素 的回收。而非溶解性的含銅固體物441，由于其內(nèi)含銅量高，因此聚集后，通過進(jìn)一步的處理 純化，可回收其中的銅金屬，繼續(xù)提供在工業(yè)上的使用。在本實用新型的應(yīng)用于含有溶解性銅的廢水的廢水處理系統(tǒng)的實施例中，提高了
6溶解性銅在廢水中的去除效率及非溶解性的含銅固體物441的含銅量，并且達(dá)到減少化學(xué) 溶劑的耗費及同時回收廢棄鋁罐內(nèi)的鋁元素的目的。 以上所述的實施例僅用于解釋本實用新型，而非為對本實用新型的限制。任何未 脫離本實用新型的精神與范疇，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)屬于本實用新型所附 權(quán)利要求的保護(hù)范圍中。
權(quán)利要求一種廢水處理系統(tǒng)，其包含輸送一含有一溶解性第一金屬的廢水的一進(jìn)水管路；輸送一化學(xué)溶劑的一溶劑輸送設(shè)備；其特征在于，還包含輸送一第二金屬的一金屬材料輸送設(shè)備；連接該進(jìn)水管路、該溶劑輸送設(shè)備和該金屬材料輸送設(shè)備，以進(jìn)行一化學(xué)反應(yīng)和一金屬置換反應(yīng)，而形成一非溶解性的第一金屬固體物及一含有第二金屬離子的廢水的一反應(yīng)桶槽；連接該反應(yīng)桶槽，以分離該含有第二金屬離子的廢水及該非溶解性的第一金屬固體物的一固液分離單元；以及連接該固液分離單元，以排出該含有第二金屬離子的廢水的一出水管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求第1項所述的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于該溶解性第一金屬為一溶解 性銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求第1項所述的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于該第二金屬為一鋁片。
4.根據(jù)權(quán)利要求第1項所述的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于該化學(xué)溶劑為一硫化物。
專利摘要本實用新型揭露了一種廢水處理系統(tǒng)，是結(jié)合化學(xué)反應(yīng)及金屬置換反應(yīng)，其包括輸送含有溶解性金屬的廢水的進(jìn)水管路、化學(xué)溶劑的溶劑輸送設(shè)備、金屬材料輸送設(shè)備、反應(yīng)桶槽、固液分離單元及輸送反應(yīng)后的廢水的出水管路，用于處理含有溶解性金屬的工業(yè)廢水，以提高廢水中溶解性金屬的去除效率及回收純度，并進(jìn)一步可以減少化學(xué)溶劑的耗費，同時達(dá)到回收另一金屬元素的目的。
文檔編號C02F1/58GK201770529SQ20102022710
公開日2011年3月23日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者周坤琳, 謝奇旭, 譚發(fā)祥 申請人:崇越科技股份有限公司