[0001] 本发明申请型涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种锗加工废水绿色处理装置及锗回收方法。

[0002] 锗因其具备多方面的特殊性质，在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、等领域都有广泛而重要的应用，是一种重要的战略资源；随着光纤通信行业的发展、红外光学在军用、民用领域的应用不断扩大，太阳能电池在空间的使用等，全球对锗的需求量在持续稳定增长。

[0003] 锗的生产加工处理过程会消耗大量的水，同时产生大量含锗以及其他磨料、砂料等无毒无害固体悬浮物的废水，如果不加处理，不仅会造成有价金属锗的损失，也会造成水资源的浪费，同时含固体悬浮物的生产废水也会增大后期处理的难度和成本。目前，对含锗废水的处理，常规采用静置沉降回收锗的方法，然而，采用该方法金属锗部分以悬浮物状态存在，单纯靠静置沉降，不能有效捕集回收锗，造成锗损失；此外，该方法锗废水静置时间长，在静置过程中有新的生产废水流入，打破静态平衡，锗损失会更多，而且处理后的废水达不到标准要求，导致资源浪费。现有技术中有通过多级膜过滤回收锗的方法，但此方法存在以下缺陷：多次过滤或是处理大粒径废液后，由于多级膜自身老化或膜孔径被堵塞，膜的过滤效率会下降，此时若是更换新膜则生产成本提高，若是选择再次过滤则需要额外的人力或是检测成本。

[0024] 下面将参照附图更详细地描述本发明申请的可选实施方式。虽然附图中显示了本发明申请的可选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明申请更加透彻和完整，并且能够将本发明申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

[0025] 在本发明申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明申请。在本发明申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

[0026] 如图1所示，本发明申请中锗加工废水绿色处理装置包括：连续导流捕集系统1、多级膜处理系统2以及智能回流处理系统3；所述连续导流捕集系统1包括进水管11、捕集槽12、导流板13和出水口14，所述进水管11和出水口14分别设置在所述捕集槽12的两侧，所述导流板13为4‑10个，具体地，所述导流板13可以为4个、5个、6个、8个或10个。并且间隔设置在所述捕集槽12中；所述连续导流捕集系统1用于捕集锗加工废水中的大部分锗金属和其他固体悬浮物；
所述多级膜处理系统2包括进水口21、处理箱22、微滤膜23、超滤膜24、纳滤膜25、反渗透膜26和出水管27，所述微滤膜23、超滤膜24、纳滤膜25和反渗透膜26依次间隔设置在所述处理箱22内，并将所述处理箱22分割为多个腔室，所述处理箱22靠近所述微滤膜23的侧壁上设置有进水口21，且靠近所述反渗透膜26的侧壁上设置有出水管27，所述多级膜处理系统2的进水口21通过水管4以及设置在水管4上的水泵5与所述连续导流捕集系统1的出水口14连接；多级膜处理系统2用于回收过滤锗的悬浮物和细小微粒，进而达到净化锗加工废水的目的
所述智能回流处理系统3包括止流阀32、回流管33、回流泵34、锗探测器31以及PLC回流控制器，所述止流阀32设置于出水管27内部，所述回流管22两端分别与出水管27和处理箱22连通，所述回流泵34设置于回流管33上，所述锗探测器31的探测头设置于出水管27内部，所述PLC回流控制器分别与止流阀32、锗探测器31以及回流泵34电性连接。。智能回流处理系统3可将达不到处理标准的净化水再次进行过滤，直至达到标准后流出，回流过程为全自动化控制，不需要投入额外人力，解决了膜过滤效率下降所带来的技术问题，提高了多级膜的使用率，物尽其用，减少了更换或清洗多级膜的频率，降低了生产成本。

[0027] 在本发明申请的一种实施方式中，所述导流板13与所述捕集槽12的底面夹角为20‑45°。具体地，所述导流板13与所述捕集槽12底面的夹角可以为20°、25°、30°、40°或45°。

[0028] 优选地，所述导流板13与所述捕集槽12底面的夹角为30°，通过对所述导流板13的倾斜角度的设置，能够提高所述导流板13对锗金属及其他固体悬浮物的捕集效率。

[0029] 在本发明申请的一种实施方式中，所述导流板13的上表面设置有多个凹槽131，所述凹槽131深度为10‑20 mm，宽为10‑15 mm。如图2所示，所述导流板13的上表面上设置有多个凹槽131，本发明实施例中对所述凹槽131的大小不做严格限制，具体地，所述凹槽131深度可以为10mm、15mm或20mm，所述凹槽131的宽度可以为10mm、12mm、13mm或15mm。

[0030] 优选地，所述凹槽131深度为20mm，宽为15mm；通过凹槽131的设置，能够提高锗加工废水中锗金属及固体悬浮物流动阻力，能够进一步提高对各种固体悬浮物的捕集效率；在本发明申请的一种实施方式中，相邻两个所述13导流板之间高度差为100‑350 mm，且沿水流方向依次增高。具体地，所述高度差可以为100mm、150mm、200mm、250mm、300mm或350mm。

[0031] 优选地，所述导流板13间高度差为200mm，通过高度差的设置，增加废水与导流板13的接触时间，提高对锗金属及固体悬浮物的捕集效率。

[0032] 在本发明申请的一种实施方式中，所述微滤膜23孔径为0.1‑0.5μm，所述超滤膜24孔径为0.01‑0.1μm，所述纳滤膜25孔径为0.001‑0.01μm，所述反渗透膜26孔径为0.00001‑0.0001μm。

[0033] 优选地，所述微滤膜23孔径为0.4μm；所述超滤膜24孔径为0.08μm；所述纳滤膜25孔径为0.003μm；所述反渗透膜26孔径为0.00005μm。通过对上述多级膜孔径的限定，能够实现对锗加工废水中锗金属及其它固体悬浮物的收集，并且能够提高锗加工废水的处理效率。

[0034] 在本发明申请的一种实施方式中，所述微滤膜23材质为PVC或PP；所述超滤膜24材质为PVC或PVDF；所述纳滤膜25材质为PA；所述反渗透膜26为高分子复合膜。所述高分子复合膜为本领域的常规产品，其能够满足本发明孔径要求即可。通过对材质的限定，能够提高各滤膜的支撑强度，提高承载渗透压力。

[0035] 在本发明申请的一种实施方式中，所述锗探测器31的探测头设置于出水管内部并处在处理箱22与止流阀32之间。

[0036] 在本发明申请的一种实施方式中，所述回流管33与处理箱22靠近所述微滤膜23的侧壁或上壁连通。

[0037] 在本发明申请的一种实施方式中提供了一种锗回收方法，其特征在于，包括如下步骤：a, 将锗加工废水经所述进水管11流入所述连续导流捕集系统1的捕集槽12中，控制锗加工废水在所述捕集槽12中的流经时间为10‑15 h；
b, 将所述捕集槽12中流出的锗加工废水由出水口流入所述多级膜处理系统2的
处理箱22中，并控制锗加工废水在所述处理箱22中的流速为50‑100 L/h；
c，所述多级膜处理系统2的处理箱22中净化后的生产水流入所述出水管4，经由所述锗探测器31探测头检测，若净化后生产水中锗含量超出设定阈值，则所述PLC控制器发出电信号控制所述止流阀32关闭，所述回流泵34开启，含锗量超标的生产净化水经由所述回流管33回流至所述多级膜处理系统2的处理箱22内重新过滤，直至所述多级膜处理系统2的出水管27中的生产净化水内锗含量小于设定阈值后，所述PLC控制器发出电信号控制所述止流阀32开启，所述回流泵34关闭，锗含量达标的生产净化水由所述出水管27排出。

[0038] d, 收集所述连续导流捕集系统1的导流板13和所述多级膜处理系统2的各级滤膜上的沉积的锗泥，以及出水管27处排出的锗含量达标的生产净化水。

[0039] 为更清楚起见，下面通过实施例对本发明进一步说明 实施例1
 本实施例提供一种锗加工废水绿色处理装置，如图1、图2所示，所述绿色处理装置包括连续导流捕集系统1和与所述连续导流捕集系统1连通的多级膜处理系统2。

[0040] 所述连续导流捕集系统1包括进水管11、捕集槽12、导流板13和出水口14，所述进水管11和出水口14分别设置在所述捕集槽12的两侧，分别用于控制锗加工废水的流入和流出，所述导流板13为4个，并且间隔设置在所述捕集槽12中，所述导流板13与所述捕集槽12底面的夹角为30°，且相邻两个所述导流板13之间高度差为200 mm并沿着水流动方向依次增高；所述导流板13的上表面上设置有多个凹槽131，所述凹槽131深度为20mm，宽为15mm；所述多级膜处理系统2包括处理箱22、微滤膜23、超滤膜24、纳滤膜25和反渗透膜
26，所述微滤膜23、超滤膜24、纳滤膜25和反渗透膜26依次间隔设置在所述处理箱22内，并将所述处理箱22分割为多个腔室，所述处理箱22靠近所述微滤膜23的侧壁上设置有进水口，靠近所述反渗透膜26的侧壁上设置有出水管27，所述进水口21与所述出水口14通过水管4连接；其中，所述微滤膜23孔径为0.4 μm；所述超滤膜24孔径为0.08 μm；所述纳滤膜25孔径为0.003 μm；所述反渗透膜26孔径为0.00005 μm；所述处理箱22的上表面为可拆卸连接。

[0041] 实施例2本实施例（#1）提供一种采用实施例1提供的锗加工废水绿色处理装置进行锗回收的方法，该方法包括如下步骤：
(a) 将锗加工废水（锗含量为2.5g/L）经所述进水管11流入所述捕集槽12中，控制锗加工废水在所述捕集槽12中的流经时间为12 h；
(b) 将所述捕集槽12中流出的锗加工废水流入所述处理箱22中，并且控制锗加工废水流速为60 L/h；
(c) 收集所述导流板13以及各级滤膜（23、24、25、26）上捕集的锗泥和所述多级膜处理系统2的处理箱22出水管27处的净化生产水。

[0042] 实施例3本实施例（#2）提供一种采用实施例1提供的锗加工废水绿色处理装置进行锗回收的方法，该方法包括如下步骤：
(a) 将锗加工废水（锗含量为2.5g/L）经所述进水管11流入所述捕集槽12中，控制锗加工废水在所述捕集槽12中的流经时间为12 h；
(b) 将所述捕集槽12中流出的锗加工废水流入所述处理箱22中，并且控制锗加工废水流速为80 L/h；
(c) 收集所述导流板13以及各级滤膜（23、24、25、26）上捕集的锗泥和出水管27处的净化生产水。

[0043] 实施例4本实施例（#3）提供一种采用实施例1提供的锗加工废水绿色处理装置进行锗回收的方法，该方法包括如下步骤：
(a) 将锗加工废水（锗含量为2.5g/L）经所述进水管11流入所述捕集槽12中，控制锗加工废水在所述捕集槽12中的流经时间为15 h；
 (b) 将所述捕集槽12中流出的锗加工废水流入所述处理箱22中，并且控制锗加工废水流速为80 L/h；
(c) 收集所述导流板13以及各级滤膜（23、24、25、26）上捕集的锗泥和所述多级膜处理系统2的处理箱22出水管27处的净化生产水。

[0044] 采用化学分析及ICP‑MS分析方法对处理前后的锗加工废水中锗含量进行检测，检测结果为如表1所示：采用重量法对处理前后的锗加工废水中的悬浮物进行检测，检测结果如表1所示。

[0045] 表1 锗加工废水锗回收效果实施例5
本实施例提供一种采用实施例1提供的锗加工废水绿色处理装置进行锗回收的方法，该方法包括如下步骤：
a、b步骤与实施例三相同
c、所述出水管27处的净化生产水流经锗探测器31的探测头，如果锗含量超出
0.000001g/L，锗探测器31输出电信号至PLC控制器，PLC控制器发出电信号控制止流阀32关闭，回流泵34开启，净化生产水回流至处理箱22中重新过滤，直至出水管27处锗含量小于
0.000001g/L后，锗探测器31输出电信号至PLC控制器，PLC控制器发出电信号控制止流阀32开启，回流泵33关闭，排出净化生产水；
d、 收集所述导流板13以及各级滤膜（23、24、25、26）上捕集的锗泥和所述多级膜处理系统处理箱出水管27处的净化生产水。

[0046] 采用化学分析及ICP‑MS分析方法对处理后的锗加工废水中锗含量进行检测，检测结果为：锗含量0.0000009g/L，悬浮物15mg/L。以上已经描述了本发明申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。