本實用新型屬于危險廢物處理領(lǐng)域，特別是指一種回收廢酸中重金屬并資源化利用的裝置。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展，我國每年產(chǎn)生的廢酸在1億噸以上，并且據(jù)中國化工信息中心調(diào)研統(tǒng)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(yè)廢酸主要來自于石油煉制、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物和重金屬離子，直接利用會造成二次污染，并且未經(jīng)處理的廢酸進入自然環(huán)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(huán)保與人體健康安全壓力日益嚴峻，因此政府對企業(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。
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(chǎn)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(zhì)中進行轉(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)，隨著國家對工業(yè)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(yè)廢酸還采用高溫水解和蒸發(fā)法，但該工藝能耗過大，不適于大范圍工業(yè)化應用，僅適用于產(chǎn)品附加值高的特殊組分。
雖然廢酸會對自然環(huán)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(huán)經(jīng)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(shù)轉(zhuǎn)變已逐漸成為我國廢酸處理的發(fā)展趨勢。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。
綜上所述，工業(yè)中傳統(tǒng)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(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我國工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排具有重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型提供了一種回收廢酸中重金屬并資源化利用的裝置，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、回收成本高等問題。
本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(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，用于對廢酸進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，保證后續(xù)處理工藝穩(wěn)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(zhì)等顆粒物，與所述緩沖水箱連接；
一級膜系統(tǒng)，用于去除預過濾系統(tǒng)中未能截留的懸浮物和膠體物質(zhì)，與所述預過濾裝置連接；
中間水箱，用于收集一級膜系統(tǒng)的出水，與所述一級膜系統(tǒng)連接；
二級膜系統(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；
透過液箱，用于收集所述二級膜系統(tǒng)中含大部分一價離子(如F-、Cl-)的透過液，與所述二級膜系統(tǒng)連接；
濃縮液箱，用于收集所述二級膜系統(tǒng)中含少量F-和Cl-的濃縮液，與所述二級膜系統(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。
進一步地，所述預過濾裝置為多介質(zhì)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。
進一步地，所述一級膜系統(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。
進一步地，所述一級膜系統(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。
進一步地，所述二級膜系統(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。
進一步地，所述二級膜系統(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。
進一步地，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。
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。
本實用新型的有益效果為：
1.本實用新型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(shù)結(jié)合起來，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，實現(xiàn)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(yè)增加一定的經(jīng)濟效益。
2.本實用新型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(tǒng)透過液中SO42-和二價以上重金屬濃度低，后續(xù)中和處理過程中廢渣產(chǎn)量降低，且廢酸減量化程度高，可達到30 % ~ 50 %。
3.本實用新型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。
4.本實用新型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，實現(xiàn)資源化利用。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前體下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
圖1為本實用新型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。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
如圖1所示，本實用新型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(zhì)水量的調(diào)節(jié)，保證后續(xù)處理工藝穩(wěn)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(zhì)等顆粒物，與所述緩沖水箱連接；
一級膜系統(tǒng)，用于去除預過濾系統(tǒng)中未能截留的懸浮物和膠體物質(zhì)，與所述預過濾裝置連接；
中間水箱，用于收集一級膜系統(tǒng)的出水，與所述一級膜系統(tǒng)連接；
二級膜系統(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；
透過液箱，用于收集所述二級膜系統(tǒng)中含大部分一價離子(如F-、Cl-)的透過液，與所述二級膜系統(tǒng)連接；
濃縮液箱，用于收集所述二級膜系統(tǒng)中含少量F-和Cl-的濃縮液，與所述二級膜系統(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。
優(yōu)選地，所述預過濾裝置為多介質(zhì)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(zhì)過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，常用的濾料有石英砂、無煙煤、礫石、磁鐵礦或無煙煤等。
優(yōu)選地，所述一級膜系統(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。
優(yōu)選地，所述一級膜系統(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。
優(yōu)選地，所述二級膜系統(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。
優(yōu)選地，所述二級膜系統(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。
優(yōu)選地，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，電解裝置利用電源所提供的電力進行電解處理，濃縮液中的重金屬離子在電解裝置負極還原成金屬態(tài)以實現(xiàn)回收，而電解裝置中殘留的電解廢液含有酸液成分可進行酸液的回收。
優(yōu)選地，所述電解裝置的電極為石墨電極或鉛電極中的一種。
本實用新型所述的回收廢酸中重金屬并資源化利用的方法與裝置，具有以下優(yōu)點：
1.本實用新型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(shù)結(jié)合起來，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，實現(xiàn)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(yè)增加一定的經(jīng)濟效益。
2.本實用新型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(tǒng)透過液中SO42-和二價以上重金屬濃度低，后續(xù)中和處理過程中廢渣產(chǎn)量降低，且廢酸減量化程度高，可達到30 % ~ 50 %。
3.本實用新型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。
4.本實用新型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，實現(xiàn)資源化利用。
以下列舉幾個實例來說明本實用新型的效果，但發(fā)明的權(quán)利要求范圍并非僅限于此。
實施例1為某銅冶煉廢酸，其中酸質(zhì)量分數(shù)(以硫酸計)為7.2 %，氟離子濃度為153 mg/L，氯離子濃度為1080 mg/L，銅離子濃度為510 mg/L，鉛離子濃度為60 mg/L，通過預過濾裝置和一級膜系統(tǒng)，廢酸中的懸浮物和膠體被去除，二級膜系統(tǒng)透過液中酸質(zhì)量分數(shù)為0.8 %，氯離子濃度為1030 mg/L，氟離子濃度為140 mg/L，濃縮液中酸質(zhì)量分數(shù)為13.8 %，銅離子濃度為503 mg/L，鉛離子濃度為58.87 mg/L，濃縮液經(jīng)過電解裝置電解后電解液中酸質(zhì)量分數(shù)約為14 %，銅的回收率為97.9 %，鉛的回收率為95 %。
實施例2為某電鍍廠的廢酸，其中酸質(zhì)量分數(shù)(以硫酸計)為6.2 %，鋅離子濃度為33.2 mg/L，銅離子濃度為118 mg/L，鉛離子濃度為12.5 mg/L，鎳離子濃度為20 mg/L，通過預過濾裝置和一級膜系統(tǒng)，廢酸中的懸浮物和膠體被去除，二級膜系統(tǒng)透過液中酸質(zhì)量分數(shù)為0.68 %，濃縮液中酸質(zhì)量分數(shù)為11.9 %，鋅離子濃度為32.8 mg/L，銅離子濃度為116.3 mg/L，鉛離子濃度為11.6 mg/L，鎳離子濃度為19.3 mg/L，濃縮液經(jīng)過電解裝置電解后電解液中酸質(zhì)量分數(shù)約為12 %，鋅的回收率為96.6 %，銅的回收率97 5 %，鉛的回收率為96 %，鎳的回收率為98.6 %。
以上所述因為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則以內(nèi)，所作的任何修改、等同置換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。