技术摘要：
本发明涉及一种利用铁锈治理电镀废水实施金属回收的装置及其使用方法，装置包括沉淀单元、处理单元和金属回收单元。由沉淀单元向处理单元内供电镀废水，经过滤总成除杂依次送至pH调节区、铁锈反应区及破络区发生相关反应，自由基区内含自由基的溶液被送入破络区。破络  全部
背景技术：
电镀废水指电镀生产排出的废水或废液，由于其中的有机物成分复杂，难以被微 生物降解，排放废水的达标率仍然较低。根据废水中含有的离子分类，电镀废水可以分为含 镍废水、含铬废水、酸碱废水、综合废水、含镉废水、含铜废水等，其主要成分的二次利用也 有很广阔应用前景。 根据废钢协会统计预测，废钢废铁年均增长日益加快，废钢废铁的产生也带来了 许多社会潜在危害，实现资源的再利用已经迫在眉睫，我国废钢铁循环利用率与全球平均 水平相比还比较低，和发达国家相比还有很大发展空间，应引起高度重视。废铁废钢材料中 铁元素含量极高，但大多都被锈蚀。若能够将铁锈用于降解水中污染物的催化剂应用于水 环境治理体系中，相比于用电渗析和填充床电渗析等高耗能技术将铁锈清除，将可以极大 程度地实现废物资源化，进一步的节约资源与治理环境。
技术实现要素：
本发明提供了一种利用铁锈治理电镀废水实施金属回收的装置，其能够同时实现 对电镀废水和废钢铁的处理与回收，变废为宝，实现节约资源和治理环境的双重效果。同 时，本专利还涉及到该利用铁锈治理电镀废水实施金属回收的装置的使用方法，具体实现 对电镀废水和铁锈废物的二次利用，达到友善治理环境的同时，又能回收有效资源的双重 效果。 本发明解决其技术问题所采取的技术方案是： 本专利所涉及到的利用铁锈治理电镀废水实施金属回收的装置，其具体方案如 下： 一种利用铁锈治理电镀废水实施金属回收的装置，包括盛装有电镀废水的沉淀单 元、与该沉淀单元相连接的处理单元以及金属回收单元。 所述处理单元内，靠近与所述沉淀单元连接的一端设有过滤总成，于过滤总成的 后端设有铁锈承台，铁锈承台上方形成为铁锈反应区，过滤总成与铁锈承台之间形成为PH 调节区，于铁锈反应区的后端设有破络区，于破络区的后端设有自由基区。所述自由基区连 接有溶液投加器。溶液投加器将溶液加入自由基区后，在自由基区中能包括硫酸根自由基、 羟基自由基和超氧自由基。实际应用中，可直接通过溶液投加器向自由基区投加过硫酸盐 和/或双氧水，浓度为0.1-3mol/L。还可以经电化学反应原位生成过硫酸盐或双氧水。 所述铁锈反应区与所述破络区之间、所述破络区与所述自由基区之间分别设有控 制相应两区连通的开关，用于控制与铁锈反应后的电镀废水进入破络区和控制含有自由基 4 CN 111592152 A 说　明　书 2/9 页 的溶液进入破络区。 所述破络区与所述金属回收单元连接，将破络反应后的溶液输送到所述金属回收 单元进行回收处理。 所述金属回收单元内设有还原反应与金属沉淀区，对应该还原反应与金属沉淀区 连接有pH调节器和金属回收装置，pH调节器用于向还原反应与金属沉淀区内注入发生还原 反应所需的溶液，金属回收装置用于将生成的金属沉淀从还原反应与金属沉淀区中送出。 实际应用时，通过PH调节器向还原反应与金属沉淀区内释放含有NaOH或HCl的溶液，pH调节 幅度为0.2。 本专利的方案下，置于铁锈反应区中的铁锈尺寸为0.1-2μm，使用量为每升电镀废 水使用0.1kg-0 .5kg。铁锈来源于废弃铁器、钢材等，但不限于铁锈，其他过渡金属(如铜、 锰、钴等)的生锈成分也可以，所以在本专利中对“铁锈”应作扩大解释理解，认定本专利的 保护范围时，铁锈的含义应不限于其常规含义。 某具体实施方案下，在所述还原反应与金属沉淀区的前、后端设有两个电化学电 极，其中一个为电化学阴极，另一个为电化学阳极，通过电化学阴极和阳极能加速分离过 程，电压为2-10V，溶液pH为1-12。NaOH溶液或HCl溶液浓度为0.1-1mol/L。优选地，所述金属 回收单元与所述破络区连接的一端设有精密过滤装置，所述还原反应与金属沉淀区置于该 精密过滤装置的后端。 某具体实施方案下，在所述破络区的前、后端设有两个电化学电极，其中一个为电 化学阴极，另一个为电化学阳极。在破络区的前、后端加上电化学电极后能够加速破络反 应，电压为2-10V，溶液pH为3-6。 某具体实施方案下，在所述自由基区的前、后端设有两个电化学电极，其中一个为 电化学阴极，另一个为电化学阳极。在自由基区的前、后端加上电化学电极后能电解含硫酸 盐产生过硫酸根，硫酸盐为(NH4)2SO4，浓度为0.5-2mol/L，电压为5-25V，溶液pH为4-6。 某具体实施方案下，相匹配的两个电化学电极中，电化学阳极采用铂丝网电极和/ 或不锈钢网电极，电化学阴极采用碳材料电极，网状目数为60-100目，控制的电压范围为1- 50V。 某具体实施方案下，所述处理单元内设有的过滤总成包括多介质过滤装置和精密 过滤装置，且精密过滤装置置于多介质过滤装置的后端。 某具体实施方案下，所述沉淀单元与所述处理单元之间设有蠕动泵，通过蠕动泵 将电镀废水送入处理单元。 某具体实施方案下，所述过滤总成与所述铁锈承台之间的pH调节区连接有pH调节 器，该pH调节器向该pH调节区内注入0.1-1mol/LNaOH溶液或HCl溶液，经调节后的溶液pH为 4-6。 某具体实施方案下，所述铁锈反应区连接有铁锈投加器。具体应用中，置于铁锈反 应区中的铁锈尺寸为0.1-2μm，使用量为每升电镀废水使用0.1kg-0.5kg，通过铁锈投加器 调节完成。 本专利还涉及关于上述所述装置的使用方法，内容如下。 一种利用铁锈治理电镀废水实施金属回收的装置的使用方法，包含如下操作： a、在沉淀单元对电镀废水进行初步去杂后，将电镀废水送入处理单元； 5 CN 111592152 A 说　明　书 3/9 页 b、电镀废水被送入处理单元后，经过滤总成过滤去除杂质，先进入pH调节区，然后 在向pH调节区注入溶液调节好废水溶液的pH值后进入铁锈反应区； 铁锈反应区中注入有与进入其内的废水溶液量相配的铁锈量； c、废水溶液在铁锈反应区中经过充分反应后，被送至破络区，与此同时，将自由基 区内含有自由基的溶液也送至破络区，使得废水溶液与含自由基的溶液发生破络反应； d、完成破络反应后，将破络区内的溶液送至金属回收单元的还原反应与金属沉淀 区，用pH调节器向还原反应与金属沉淀区内注入发生还原反应所需的溶液，且在反应完成 后用金属回收装置将生成的金属沉淀从还原反应与金属沉淀区中送至外部。具体地，可通 过pH调节器释放含NaOH或HCl的溶液，使得含金属氢氧化物分阶段生成沉淀。 进一步地，将破络区内的溶液送至还原反应与金属沉淀区后，使还原反应与金属 沉淀区两端的电化学电极通电，一个成为电化学阳极，另一个成为电化学阴极，来加速还原 分离过程。优选地，将从破络区送至金属回收单元内的溶液用精密过滤装置去除杂质后方 送至还原反应与金属沉淀区。 进一步地，所述自由基区的溶液中含有的自由基，通过溶液投加器投入过硫酸盐 和/或双氧水形成，或者通过溶液投加器向自由基区投入溶液后发生电化学反应，原位生成 过硫酸盐或双氧水。 进一步地，被送至破络区的废水溶液与含有自由基的溶液混合后，使破络区两端 设置的电化学电极通电，一个成为电化学阳极，另一个成为电化学阴极，来加速破络反应。 有益效果：本专利所涉及的利用铁锈治理电镀废水实施金属回收的装置结构方案 及该装置的使用方法方案，具有操作简单、循环处理效能优异、装置构造简单、电极材料来 源丰富、反应装置占地面积少、维护简单、运行成本较低，处理后可实现资源二次利用、环保 的优点。 具体而言，与现有技术相比，具有如下优点： 1)利用铁锈经酸洗后，产生金属离子，可高效催化过硫酸盐或双氧水，产生自由基 对电镀废水中的难去除金属络合物实现破络，为后续分离提供有利条件； 2)引入电化学系统搭配使用，大大提高体系产生自由基的能力，应用范围广； 3)需要的过硫酸盐或者双氧水能通过电化学反应原位产生，操作简单，原料来源 丰富，产生效率高； 4)电化学电极材料取材容易，电极性质稳定，可在线清洗，重复利用率高； 5)引入电化学作用辅助加速不同金属离子的分离沉淀，有助于获得高纯度的金属 纯种，提高产品纯度。 附图说明 图1为本专利的某具体实施例的结构示意图。 图中：1沉淀单元，2蠕动泵，3多介质过滤装置，4第一精密过滤装置，5pH调节区，6 开关一，7第一pH调节器，8铁锈承台，9铁锈反应区，10铁锈投加器，11开关二，12第一电化学 阴极，13废水开关，14电控单元，15破络区，16排液开关，17开关三，18切换式电化学电极，19 自由基溶液开关，20溶液投加器，21自由基区，22开关四，23开关五，24处理单元，25第一电 化学阳极，26第二pH调节器，27第二精密过滤装置，28第二电化学阴极，29金属回收单元，30 6 CN 111592152 A 说　明　书 4/9 页 还原反应与金属沉淀区，31第二电化学阳极，32金属回收装置。