一种含银离子废水的处理系统及方法与流程

本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种含银离子废水的处理系统及方法。

背景技术：

在工业生产中，银以及银的相关产品广泛应用于电子、电镀、感光材料、化工工业和科研领域。涉及到银的各行业产生各种各样的含银废水，如果将含银废水直接排到环境中，会对环境造成污染，国家对含银废水有排放限值要求；同时，银是一种稀贵金属，不经处理排放还将造成银资源的浪费，所以，回收含银废水中的银，具有重要的意义。含银废水中回收银的方法主要有电解法、吸附法、沉淀法和离子交换法。

电解法多用于废定影液和镀银废液，其最大的优点是不引入杂质，同时由于银的电极电位高，因此在电解过程中，其它金属离子不易析出，故能回收到纯度较高的金属银，对于电镀废液，还能在回收银的同时破除一部分氰；但由于电解法在低金属离子浓度条件下无法进行，回收银时，回收槽中银的质量浓度宜控制在200mg/l以上，故此方法不适用于银离子浓度低的含银废水的银回收。吸附法回收含银废水中银，是由加入到废液中的吸附剂活性表面通过物理化学效应吸附富集银，然后经过后处理回收得到单质银，其吸附效果主要取决于所使用的吸附剂的性能。沉淀法回收含银废水中银，在含银废水中加入适当的阴离子使得废水中银离子以沉淀的方式富集，经过过滤、洗涤、干燥得到银的沉淀物。沉淀法中应用较为广泛的是氯化银沉淀法，沉淀法除银工艺中由于传统沉淀池的固液分离工艺局限性大，要提高去除率，往往预示着要投加过量的药剂和较大规模的分离工艺，使化学沉淀除银工艺综合成本和工艺的占地面积增大，也使操作更为复杂。离子交换法，采用树脂上的离子与废水中的银离子交换，可回收废液中的微量银，利用离子交换树脂回收含银废水中的银，具有处理容量大、出水水质好、树脂可再生、操作简单等特点。但树脂易受污染或氧化失效导致再生频繁、操作费用高。

技术实现要素：

为了克服现有离子交换法处理含银离子废水存在树脂运行不稳定、易中毒老化的问题，本发明的目的之一在于提供一种含银离子废水的处理系统，该处理系统具有树脂运行稳定、耐老化、不中毒，银离子回收率高的优点。本发明的目的之二在于提供一种含银离子废水的处理方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明第一方面提供一种含银离子废水的处理系统，包括依次相连的原水槽、砂滤塔、袋式过滤器、离子交换树脂塔、清水槽。

优选的，这种含银离子废水的处理系统还包括鼓风装置。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，鼓风装置分别与砂滤塔、离子交换树脂塔、清水槽相连。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，鼓风装置包括两台鼓风机。

优选的，这种含银离子废水的处理系统还包括连接原水槽、砂滤塔、袋式过滤器、离子交换树脂塔、清水槽之间的水路管路；进一步优选的，连接原水槽、砂滤塔、袋式过滤器、离子交换树脂塔之间的每一段水路管路上均含有取样口；再进一步优选的，砂滤塔、袋式过滤器、离子交换树脂塔、清水槽出水管路上连接压力计，分别用于检测砂滤塔、袋式过滤器、离子交换树脂塔、清水槽的运行压力。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，水路管道上连接提升泵，提升泵位于原水槽与砂滤塔之间；进一步优选的，提升泵的数量为两台；再进一步优选的，两台提升泵采用并联的方式连接；更进一步优选的，两台提升泵出水端均增加另外一组管路，以作临时转移备用。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，原水槽包括液位计，液位计位于原水槽顶端或左右两侧；出现低液位时自动控制停止ph调节加药及原水槽与砂滤塔之间管路连接的提升泵。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，原水槽包括ph计，ph计位于原水槽顶端或左右两侧；根据ph计自动检测得到的ph值控制ph调节加药量。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，原水槽包括搅拌装置，搅拌装置竖直安装在原水槽上，搅拌装置具有搅拌桨一端在原水槽内部，搅拌装置具有电机一端在原水槽外部；将原水槽中的废水与ph调节剂搅拌均匀。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，砂滤塔内部设有第一鼓风冲刷气管，第一鼓风冲刷气管与鼓风装置相连；砂滤塔反冲洗时，采用气冲可以提高杂质的反冲效率，提高反冲后的过滤效率。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，袋式过滤器过滤精度≤100μm；袋式过滤器可截留大于100μm的杂质，确保后续离子交换树脂的稳定性、不中毒及离子交换树脂的纯度；进一步优选的，过滤精度为100μm。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，离子交换树脂塔内部设有第二鼓风冲刷气管，第二鼓风冲刷气管与鼓风装置相连；离子交换树脂塔中的鼓风冲刷气管可起到冲刷作用，提高二次吸附效率。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，离子交换树脂塔内部设有至少两组离子交换树脂组件；进一步优选的，离子交换树脂塔内部设有两组离子交换树脂组件；更进一步优选的，两组离子交换树脂组件采用并联的方式。

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，离子交换树脂塔内每组离子交换树脂组件中离子交换树脂均为大孔强碱性阴离子树脂，大孔强碱性阴离子树脂均为市面上常规可购买到的树脂；进一步优选的，离子交换树脂的型号为d201、d201gf中的一种。

含银离子废水中主要以氰化银ag(cn)2-为主，吸附过程原理为：废水中的氰化银ag(cn)2-离子在通过离子交换树脂时，与树脂上可交换的cl-进行离子交换，使废水中的氰化物质被吸附在树脂上变成rcn和rag(cn)4等，而树脂上的cl-被取代下来进入处理后的废水中。主要化学反应式如下：

r-cl+cn-→rcn+cl-

r-cl+ag(cn)2-→rag(cn)4+2cl-

优选的，这种含银离子废水的处理系统中，清水槽包括曝气装置，曝气装置与鼓风装置相连，通过曝气搅动清水槽中水体，使清水槽水体中可能存在的杂质不沉积于槽底。

本发明第二方面提供了一种含银离子废水的处理方法，该方法采用本发明第一方面提供的含银离子废水的处理系统处理含银废水。

优选的，这种含银离子废水的处理方法，包括以下步骤：

1)将含银离子废水引入原水槽中，进行ph调节；

2)将原水槽出水引入砂滤塔，进行过滤；

3)将砂滤塔出水引入袋式过滤器，进行过滤；

4)将袋式过滤器出水引入离子交换树脂塔，进行离子交换；

5)将离子交换树脂塔出水引入清水槽。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤1)中，调节后原水槽中ph值为5-7，在该ph值范围内，可以减少银离子形成沉淀物；进一步优选的，ph值为5.5-6.5。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤1)中，ph调节使用的酸调节剂包括盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种；进一步优选的，酸调节剂包括盐酸、硫酸中的至少一种；再进一步优选的，酸调节剂为硫酸。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤1)中，ph调节使用的碱调节剂包括石灰、石灰石、白云石、氢氧化钠、碳酸钠中的至少一种；进一步优选的，碱调节剂包括氢氧化钠、碳酸钠中的至少一种；再进一步优选的，碱调节剂为氢氧化钠。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤1)中，ph调节加药为间歇加药，加药一段时间后停止一段时间，然后再重复；进一步优选的，加药间歇周期为10-60s，然后再重复。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤2)中，砂滤塔内填充物包括无烟煤、石英砂、鹅卵石、锰砂中的至少一种；进一步优选的，填充物为石英砂；更进一步优选的，石英砂的粒径为0.5-2.0mm。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤2)中，砂滤塔的过滤速率为6-12m3/h；进一步优选的，过滤速率为8-10m3/h。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤2)中，砂滤塔运行参数为6-15h反冲洗一次；进一步优选的，6-12h反冲洗一次；再进一步优选的，砂滤塔每次反冲洗时间为3-15min；更进一步优选的，砂滤塔每次反冲洗时间为5-10min；通过砂滤塔过滤掉含银离子废水中的悬浮物。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤3)中，袋式过滤器运行压力为0.005-0.4mpa；进一步优选的，运行压力为0.01-0.3mpa。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤3)中，袋式过滤器运行压力大于0.25mpa时，进行冲洗。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤3)中，袋式过滤器冲洗方式为人工冲洗，需要冲洗时取出，冲洗完毕后装回使用。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤3)中，袋式过滤器中滤袋更换条件为：22-26h升压至0.25mpa；进一步优选的，袋式过滤器中滤袋更换条件为：24h升压至0.25mpa。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤4)中，对离子交换树脂塔中吸附银离子树脂可直接回收或再生；进一步优选的，对离子交换树脂塔中吸附银离子树脂直接回收。

离子交换树脂合成时树脂表面及空隙中混掺有低分子、无机杂质和高分子单体物质，以及致孔剂等，树脂在正式投入运行之前，必须将这些杂质除去，因此树脂在使用前需要经过预处理。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤4)中，树脂预处理在离子交换树脂塔外进行。

优选的，这种含银离子废水的处理方法步骤4)中，树脂预处理的方式为：1)将新树脂在热水中浸洗，每隔一段时间换水一次，浸洗在搅拌条件下进行，换水若干次后，可间隔较长时间换水一次，浸泡至洗涤水不再呈褐色，泡沫很少时为止；2)用酸浸泡树脂，用水淋洗至中性，再用碱浸泡树脂，用量和浸泡时间与酸浸泡相同，最后用水淋洗至出水ph为6-7；进一步优选的，树脂预处理的方式为：1)将新树脂在50-80℃热水中浸洗，每隔10-20min换水一次，浸洗在搅拌条件下进行，换水4-5次后，隔20-40min左右换水一次，再换水3-4次，浸泡至洗涤水不再呈褐色，泡沫很少时为止；2)用0.8-1.5mol/lhcl浸泡树脂，用量为树脂体积的1-2倍，浸泡1-3h，用水淋洗至中性后，再用0.8-1.5mol/lnaoh浸泡树脂，用量和浸泡时间与酸浸泡相同，最后用水淋洗至出水ph为6-7；再进一步优选的，树脂预处理的方式为：1)将新树脂在50-60℃热水中浸洗，每隔15min换水一次，浸洗在搅拌条件下进行，换水4-5次后，隔30min左右换水一次，再换水3-4次，浸泡至洗涤水不再呈褐色，泡沫很少时为止；2)用1mol/lhcl浸泡树脂，用量为树脂体积的1-2倍，浸泡2h，用水淋洗至中性后，再用1mol/lnaoh浸泡树脂，用量和浸泡时间与酸浸泡相同，最后用水淋洗至出水ph为6-7。

本发明的有益效果是：

本发明提供的含银离子废水处理系统在离子交换树脂塔前增加砂滤塔、袋式过滤器两级过滤，确保后续离子交换的稳定性、不中毒及离子交换树脂的纯度。

使用本发明提供的处理系统处理的含银离子废水，银的回收率可达到99％及以上，出水银小于或等于0.1mg/l，可以满足相关的出水排放标准。

附图说明

图1为含银离子废水的处理系统图；

图2为一种含银离子废水处理系统的实施例图。

附图2标记：

100-原水槽，110-搅拌装置，120-液位计，130-ph计，200-砂滤塔，210-第一鼓风冲刷气管，300-袋式过滤器，400-离子交换树脂塔，410-第二鼓风冲刷气管，500-清水槽，510-曝气装置，600-鼓风装置。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例和对比例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。

如图1所示，含银离子废水的处理系统包括依次相连的原水槽、砂滤塔、袋式过滤器、离子交换树脂塔、清水槽。

下面参考图2描述根据本发明实施例的含银离子废水处理系统。

如图2所示，根据本发明实施例的含银离子废水处理系统，包括原水槽100、砂滤塔200、袋式过滤器300、离子交换树脂塔400、清水槽500、鼓风装置600。

本发明实施例的含银离子废水处理系统，原水槽100包括搅拌装置110、液位计120、ph计130。

本发明实施例的含银离子废水处理系统，砂滤塔200包括第一鼓风冲刷气管210。

本发明实施例的含银离子废水处理系统，离子交换树脂塔400包括第二鼓风冲刷气管410。

本发明实施例的含银离子废水处理系统，清水槽500包括曝气装置510。

如图2所示，含银离子废水处理系统的一种实施例中，原水槽100、砂滤塔200、袋式过滤器300、离子交换树脂塔400、清水槽500依次相连，废水沿水路管道从原水槽100到清水槽500；曝气装置600分别与砂滤塔200、离子交换树脂塔400、清水槽500，压缩空气沿气体管道从曝气装置600分别进入砂滤塔200、离子交换树脂塔400、清水槽500中。

应用实施例的处理系统处理含银离子废水，含银离子废水首先进入原水槽100，在原水槽100中根据ph计130显示的ph值调节ph，液位计120控制ph调节加药及原水槽100与砂滤塔200之间管路连接的提升泵，搅拌装置110将原水槽100中的废水搅拌均匀；通过提升泵将原水槽100中的废水输送至砂滤塔200中，进行过滤；经过砂滤塔200后输送至袋式过滤器300中，进行过滤；经过袋式过滤器300后，输送至离子交换树脂塔400中，进行银离子交换；经过离子交换树脂后废水输送至清水槽500中。在运行过程中通过鼓风装置600向清水槽500中曝气，通过曝气装置510曝气搅拌搅动水体，使清水槽水中的可能存在的杂质保持悬浮状态不至于沉入槽底。随着系统的运行，砂滤塔200中截留的悬浮物越来越多，需要对砂滤塔200中滤料进行反冲洗，鼓风装置600与砂滤塔200中第一鼓风冲刷气管210连接，采用气冲可以提高杂质的反冲效率，提高反冲后的过滤效果；运行一段时间后将袋式过滤器300的过滤袋取出进行人工冲洗，之后再装回使用；鼓风装置600同时与离子交换树脂塔400中第二鼓风冲刷气管410连接，当离子交换树脂塔400中树脂需要再生时，可起到冲刷作用，提高二次吸附效率。

如图2所示，在本发明的一些具体实施例中，含银离子废水首先进入原水槽，原水中银浓度为2-3mg/l、ph值为6-9，在原水槽中根据ph计显示的ph值调节ph，酸调节剂为硫酸，碱调节剂为氢氧化钠，液位计控制ph调节加药及原水槽与砂滤塔之间管路连接的提升泵，搅拌装置将原水槽中的废水与酸、碱调节剂搅拌均匀，使原水槽中ph保持在5.5-6.5；通过提升泵将原水槽中的废水输送至砂滤塔中，经过砂滤塔中石英砂过滤，过滤速率为8-10m/h；经过砂滤塔后输送至袋式过滤器中，进行过滤，袋式过滤器过滤精度≤100μm，运行压力为0.1-0.3mpa；经过袋式过滤器去除小颗粒悬浮物后输送至离子交换树脂塔中进行银离子交换，离子交换树脂塔内部设有两组离子交换树脂组件，可灵活切换使用，离子交换树脂塔出水中银浓度小于或等于0.1mg/l；经过离子交换树脂后废水输送至清水槽中，在运行过程中通过鼓风装置向清水槽中曝气，通过曝气装置曝气搅拌搅动水体，使清水槽水中的可能存在的杂质保持悬浮状态不至于沉入槽底。随着系统的运行，砂滤塔中截留的悬浮物越来越多，需要对砂滤塔中滤料进行反冲洗，鼓风装置与砂滤塔中第一鼓风冲刷气管连接，采用气冲可以提高杂质的反冲效率，提高反冲后的过滤效果，每运行12h对砂滤塔中石英砂滤料反冲洗一次，每次反冲洗5-10min；当袋式过滤器运行压力超过0.25mpa时，袋式过滤器的过滤袋取出人工冲洗，之后再装回使用，但使用频繁时，24h升压至0.25mpa，直接更换滤袋。鼓风装置同时与离子交换树脂塔中第二鼓风冲刷气管连接，当离子交换树脂塔中树脂需要再生时，可起到冲刷作用，提高二次吸附效率。

应用实施例

采用上述实施例的处理系统处理含银离子废水。某电镀含银离子废水水量为3m3/d，对原水进行水质分析检测；电镀含银离子废水进入原水槽中进行ph调节，调节至ph为6.0，通过提升泵将原水槽中废水输送至砂滤塔中进行过滤，滤料为石英砂，在砂滤塔出水管道取样对过滤后的废水进行水质检测；砂滤塔过滤后的废水进入袋式过滤器中，过滤精度为100μm，通过袋式过滤器对废水中的杂质进行进一步的过滤，在袋式过滤器出水管道取样对过滤后的废水进行水质检测；袋式过滤器过滤后的废水进入离子交换树脂塔中进行银离子交换，填充树脂为d201树脂，在离子交换树脂塔出水管道取样对树脂交换后的废水进行水质检测，水质检测结果如表1所示。

通过表1可以看出，经过砂滤塔过滤后的废水悬浮物(ss)由100mg/l降为20mg/l，经过袋式过滤器过滤后的废水悬浮物(ss)由20mg/l降为5mg/l。经过两级过滤后废水中悬浮物降低了95％，通过表1可以得到银的回收率达到99％，出水银小于0.1mg/l，满足《电镀污染物排放标准》(gb21900-2008)。

连续运行30天后，树脂达到饱和，对树脂进行更换。

表1电镀含银离子废水各阶段水质

应用对比例

采用应用实施例中的电镀含银离子废水，原废水进入原水槽，原水槽中操作条件与应用实施例相同，废水经过原水槽后进入砂滤塔中，砂滤塔中操作条件与应用实施例相同，废水经过砂滤塔后进入离子交换树脂塔中进行离子交换，连续运行，离子交换树脂塔中操作条件与应用实施例相同。当运行5天后，树脂出现中毒现象，离子交换树脂塔出水中银离子浓度升高，无法满足银离子出水要求。

通过应用实施例与对比例可以看出，在离子交换树脂塔前设置砂滤、袋式过滤器去除杂质后，离子交换树脂塔运行稳定，不易中毒、银离子去除效果好。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。