含酸废水浓缩回用系统及工艺流程.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910354744.6 (22)申请日 2019.04.29 (71)申请人 江苏惟亨环保科技有限公司 地址 215300 江苏省苏州市昆山市张浦镇 益德路639号5号房 (72)发明人 廖崇亨杨宗霖张简雅菁廖辉 (74)专利代理机构 昆山中际国创知识产权代理 有限公司 32311 代理人 盛建德孙海燕 (51)Int.Cl. C02F 9/10(2006.01) (54)发明名称 含酸废水浓缩回用系统及工艺流程 (57)摘要 本发明涉及一种含酸废水浓缩回用系统， 包 括超。

2、滤装置、 反渗透装置和真空蒸馏装置， 所述 真空蒸馏装置包括蒸发罐、 冷凝器和缓冲罐， 所 述蒸发罐与真空泵相连接， 该蒸发罐内部设有加 热管、 底部设有加热夹套， 废液通过废液入口进 入蒸发罐内， 加热蒸汽进入加热管和夹套对外部 的废液进行加热， 蒸汽变成水经过蒸汽水出口流 出蒸发罐， 水汽经过水汽出口进入冷凝器中， 废 水浓缩液通过浓缩液出口排入浓缩液回收槽， 水 汽在冷凝器中被冷却水冷凝后通过水汽出口排 入缓冲槽， 蒸馏水通过排液泵泵入反渗透装置循 环使用。 本系统处理含酸废水， 不仅水可以回收 利用， 混酸也能接近回用标准， 实现零排放， 符合 资源利用的最大化。 权利要求书2页 说明。

3、书5页 附图1页 CN 110002652 A 2019.07.12 CN 110002652 A 1.一种含酸废水浓缩回用系统， 其特征在于： 包括依次连接的废水收集槽(200)、 超滤 装置(300)、 反渗透装置(400)、 真空蒸馏装置(100)和浓缩液回收槽(500)， 所述真空蒸馏装 置(100)包括蒸发罐(110)、 冷凝器(120)和缓冲罐(140)， 所述蒸发罐(110)与真空泵(150) 相连接， 该蒸发罐(110)内部设有加热管(111)、 底部设有加热夹套(112)， 该蒸发罐(110)外 部设有废液入口(113)、 浓缩液出口(114)、 蒸汽入口(115)、 蒸汽水。

4、出口(116)和水汽出口， 所述冷凝器(120)外部设有水汽入口(122)、 蒸馏水出口(123)、 冷却水入口(124)和冷却水 出口(125)， 经过反渗透装置(400)处理后的废液通过废液入口(113)进入蒸发罐(110)内， 加热蒸汽通过蒸汽入口(115)进入加热管(111)和夹套(112)对外部的废液进行加热， 被换 热后的蒸汽变成水经过蒸汽水出口流出蒸发罐(110)， 废水中被加热后的水汽经过水汽出 口进入冷凝器(120)中， 被浓缩后的废水浓缩液通过浓缩液出口(114)排入浓缩液回收槽 (500)， 水汽在冷凝器(120)中被冷却水冷凝后通过蒸馏水出口排入缓冲槽(140)， 蒸馏。

5、水在 缓冲槽(140)中稳定后通过排液泵(160)泵入反渗透装置(400)循环使用。 2.根据权利要求1所述的含酸废水浓缩回用系统， 其特征在于： 所述反渗透装置(400) 包括依次连接的一级反渗透膜、 二级反渗透膜和三级反渗透膜， 该反渗透装置中的出水返 回清洗工艺使用。 3.根据权利要求1所述的含酸废水浓缩回用系统， 其特征在于： 所述冷凝器(120)与缓 冲槽(140)之间还设有计量罐(130)， 所述计量罐(130)与缓冲槽(140)之间安装自动阀 (131)。 4.根据权利要求3所述的含酸废水浓缩回用系统， 其特征在于： 所述真空泵(150)为水 环式真空泵， 该真空泵通过抽气管与计。

6、量罐连通、 通过进水管与缓冲槽(140)连通。 5.根据权利要求1所述的含酸废水浓缩回用系统， 其特征在于： 所述蒸发罐的水汽出口 与冷凝器的水汽入口(122)之间的管路上设有过滤器(121)用于过滤水汽中的杂质。 6.根据权利要求1所述的含酸废水浓缩回用系统， 其特征在于： 所述蒸发罐中的废液入 口(113)处设有计量器(117)用于记录入水量。 7.根据权利要求1所述的含酸废水浓缩回用系统， 其特征在于： 所述蒸发罐(110)的内 壁涂有特氟龙涂层， 所述加热管(111)和夹套(112)的材质为不锈钢、 石墨或特氟龙。 8.根据权利要求1所述的含酸废水浓缩回用系统， 其特征在于： 所述废液。

7、入口(113)和 浓缩液出口(114)通过自控阀门自动控制以保证蒸发罐(110)内部的真空度。 9.一种如权利要求1-8任一项所述的含酸废水浓缩回用系统的工艺流程， 其特征在于： 步骤如下： 步骤一： 含酸废水流入废水收集槽中， 废水收集槽(200)中的低浓度含酸废水通过管路 依次经过超滤装置(300)和反渗透装置(400)浓缩成中浓度的含酸废水； 步骤二： 启动真空泵(150)运行， 真空泵吸取密闭的蒸发罐(110)中的空气或蒸汽使得 蒸发罐处于真空状态， 中浓度的含酸废水在真空吸力的作用下， 通过废液入口(113)进入蒸 发罐(110)内部； 步骤三： 外部加热蒸汽通过自控阀门和蒸汽入口进。

8、入蒸发罐的加热管(111)和夹套 (112)内， 对蒸发罐内的废水进行加热， 废水被蒸发产生的水汽通过水汽出口排出蒸发罐 (110)， 蒸汽被冷凝后的蒸汽水经过蒸汽水出口排出蒸发罐(110)， 真空泵(150)一直处于工 作状态， 以保证蒸发罐处于恒定的低压状态； 权利要求书 1/2 页 2 CN 110002652 A 2 步骤四： 废水中蒸发的水汽经过过滤器(121)过滤后通过水汽入口进入冷凝器(120) 中， 外部冷却水通过冷却水入口(124)进入冷凝器对水汽进行冷凝， 水汽被冷凝为蒸馏水后 通过蒸馏水出口(123)排出冷凝器(120)； 步骤五： 蒸馏水进入计量罐(130)， 当计量罐。

9、中的蒸馏水收集至预设水位后通过自动阀 (131)排入缓冲槽(140)， 缓冲槽中的水位通过液位控制， 达到预设水位后通过排液泵(160) 自动排出， 排出的蒸馏水经过收集后至反渗透装置(400)回用； 步骤六： 当蒸发罐(110)中的废液不断蒸发后， 废液中的酸浓度不断升高， 当酸浓度升 高至预设浓度后控制单元控制真空泵停止运行， 浓缩液经过浓缩液出口(114)排出蒸发罐， 并收集于浓缩液回收槽(500)中以备再利用。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110002652 A 3 含酸废水浓缩回用系统及工艺流程 技术领域 0001 本发明涉及废水处理， 具体涉及一种含酸废水浓缩回用系统及工艺流。

10、程。 背景技术 0002 表面处理企业工厂生产时， 需要用到高浓度的磷酸与硫酸(以下简称为混酸)， 零 配件在混酸槽处理后， 表面残留混酸， 需用工业水清洗， 而清洗零配件后的水， 有5-10混 酸浓度， 属于危险废弃物， 目前处理方法主要有两种： 0003 第一： 先稀释、 再专门处理、 最后常规处理； 该处理方法缺陷在于： 1、 稀释必须增加 新水量； 2、 达标排放除了处理工艺、 工序较复杂、 周期偏长外， 还需购买大量的药剂， 并需要 中和槽、 沉淀池等， 因此该方法占地面积大， 产生的废弃物也比原来更多， 不仅无法有效利 用资源， 还造成大量的浪费； 0004 第二： 外包处理， 把。

11、高浓度废液外包给有资质的专门处理浓废液的企业， 通常是采 用焚烧的办法来处理； 外包处理方法的缺陷在于： 1、 外包给企业处理需花费大量的资金； 2、 花钱买的资源没有得到循环利用。 0005 因此急需一种新的含酸废水处理工艺能够克服上述缺陷。 发明内容 0006 为了克服上述缺陷， 本发明提供一种含酸废水浓缩回用系统， 利用该系统处理含 酸废水， 不仅水可以回收利用， 混酸也能接近回用标准， 实现零排放， 符合资源利用的最大 化。 0007 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是： 0008 一种含酸废水浓缩回用系统， 包括依次连接的废水收集槽、 超滤装置、 反渗透装 置、 真空蒸馏装置。

12、和浓缩液回收槽， 所述真空蒸馏装置包括蒸发罐、 冷凝器和缓冲罐， 所述 蒸发罐与真空泵相连接， 该蒸发罐内部设有加热管、 底部设有加热夹套， 该蒸发罐外部设有 废液入口、 浓缩液出口、 蒸汽入口、 蒸汽水出口和水汽出口， 所述冷凝器外部设有水汽入口、 蒸馏水出口、 冷却水入口和冷却水出口， 经过反渗透装置处理后的废液通过废液入口进入 蒸发罐内， 加热蒸汽通过蒸汽入口进入加热管和夹套对外部的废液进行加热， 被换热后的 蒸汽变成水经过蒸汽水出口流出蒸发罐， 废水中被加热后的水汽经过水汽出口进入冷凝器 中， 被浓缩后的废水浓缩液通过浓缩液出口排入浓缩液回收槽， 水汽在冷凝器中被冷却水 冷凝后通过蒸馏。

13、水出口排入缓冲槽， 蒸馏水在缓冲槽中稳定后通过排液泵泵入反渗透装置 循环使用。 0009 优选地， 所述反渗透装置包括依次连接的一级反渗透膜、 二级反渗透膜和三级反 渗透膜， 该反渗透装置中的出水返回清洗工艺使用。 0010 优选地， 所述冷凝器与缓冲槽之间还设有计量罐， 所述计量罐与缓冲槽之间安装 自动阀。 0011 优选地， 所述真空泵为水环式真空泵， 该真空泵通过抽气管与计量罐连通、 通过进 说明书 1/5 页 4 CN 110002652 A 4 水管与缓冲槽连通。 0012 优选地， 所述蒸发罐的水汽出口与冷凝器的水汽入口之间的管路上设有过滤器用 于过滤水汽中的杂质。 0013 优选。

14、地， 所述蒸发罐中的废液入口处设有计量器用于记录入水量。 0014 优选地， 所述蒸发罐的内壁涂有特氟龙涂层， 所述加热管和夹套的材质为不锈钢、 石墨或特氟龙。 0015 优选地， 所述废液入口和浓缩液出口通过自控阀门自动控制以保证蒸发罐内部的 真空度。 0016 本发明还提供了一种含酸废水浓缩回用系统的工艺流程， 其特征在于： 步骤如下： 0017 步骤一： 含酸废水流入废水收集槽中， 废水收集槽中的低浓度含酸废水通过管路 依次经过超滤装置和反渗透装置浓缩成中浓度的含酸废水； 0018 步骤二： 启动真空泵运行， 真空泵吸取密闭的蒸发罐中的空气或蒸汽使得蒸发罐 处于真空状态， 中浓度的含酸废。

15、水在真空吸力的作用下， 通过废液入口进入蒸发罐内部； 0019 步骤三： 外部加热蒸汽通过自控阀门和蒸汽入口进入蒸发罐的加热管和夹套内， 对蒸发罐内的废水进行加热， 废水被蒸发产生的水汽通过水汽出口排出蒸发罐， 蒸汽被冷 凝后的蒸汽水经过蒸汽水出口排出蒸发罐， 真空泵一直处于工作状态， 以保证蒸发罐处于 恒定的低压状态； 0020 步骤四： 废水中蒸发的水汽经过过滤器过滤后通过水汽入口进入冷凝器中， 外部 冷却水通过冷却水入口进入冷凝器对水汽进行冷凝， 水汽被冷凝为蒸馏水后通过蒸馏水出 口排出冷凝器； 0021 步骤五： 蒸馏水进入计量罐， 当计量罐中的蒸馏水收集至预设水位后通过自动阀 排入缓。

16、冲槽， 缓冲槽中的水位通过液位控制， 达到预设水位后通过排液泵自动排出， 排出的 蒸馏水经过收集后至反渗透装置回用； 0022 步骤六： 当蒸发罐中的废液不断蒸发后， 废液中的酸浓度不断升高， 当酸浓度升高 至预设浓度后控制单元控制真空泵停止运行， 浓缩液经过浓缩液出口排出蒸发罐， 并收集 于浓缩液回收槽中以备再利用。 0023 本发明的有益效果是： 0024 1)本系统主要包括超滤装置、 反渗透装置和真空蒸馏装置， 低浓度(质量百分数为 5-10)含酸废水首先经过超滤装置过滤掉大分子物质， 再进入RO反渗透膜处理， 经过耐酸 的反渗透装置处理后废水中的酸浓度可达15-20， 而RO系统中产生。

17、的回水可以重新回到 清洗工艺中回用； 中等浓度的含酸废水进一步经过真空蒸馏装置将其含酸浓度进一步提高 至70左右， 可以直接回用， 而且从废水中蒸馏出来的水被冷却后回到反渗透装置中直接 使用， 因此利用本系统处理含酸废水， 不仅水可以回收利用， 混酸也能接近回用标准， 实现 零排放， 符合资源利用的最大化； 0025 2)本系统中采用了真空蒸馏装置， 蒸发罐中的水沸点降低至40-50， 腔体内低温 蒸发， 提高了浓缩液中的废酸浓度， 且可以减少混酸对腔体的腐蚀性， 延长设备寿命； 在蒸 发罐的内部涂上一层特氟龙， 使得废液的接触层为特氟龙烧结层， 能够耐高浓度混酸等腐 蚀性物质的腐蚀， 且在蒸。

18、发罐的底部设有加热夹套保证了内部废液具有充足的蒸发沸腾热 源， 提高了换热效率。 说明书 2/5 页 5 CN 110002652 A 5 附图说明 0026 图1为本发明的工艺流程图； 0027 图2为本发明中真空蒸馏装置的结构示意图； 0028 图中： 100-真空蒸馏装置， 110-蒸发罐， 111-加热管， 112-夹套， 113-废液入口， 114-浓缩液出口， 115-蒸汽入口， 116-蒸汽水出口， 117-计量器， 120-冷凝器， 121-过滤器， 122-水汽入口， 123-蒸馏水出口， 124-冷却水入口， 125-冷却水出口， 130-计量罐， 131-自动 阀， 14。

19、0-缓冲槽， 150-真空泵， 160-排液泵， 200-废水收集槽， 300-超滤装置， 400-反渗透装 置， 500-浓缩液回收槽。 具体实施方式 0029 下面将结合本发明实施例， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的 实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都 属于本发明保护的范围。 0030 实施例： 如图1和图2所示， 一种含酸废水浓缩回用系统， 包括依次连接的废水收集 槽200、 超滤装置300、 反渗透装置400、 真空蒸馏装置100和。

20、浓缩液回收槽500， 所述真空蒸馏 装置100包括蒸发罐110、 冷凝器120和缓冲罐140， 所述蒸发罐110与真空泵150相连接， 该蒸 发罐110内部设有加热管111、 底部设有加热夹套112， 该蒸发罐110外部设有废液入口113、 浓缩液出口114、 蒸汽入口115、 蒸汽水出口116和水汽出口， 所述冷凝器120外部设有水汽入 口122、 蒸馏水出口123、 冷却水入口124和冷却水出口125， 经过反渗透装置400处理后的废 液通过废液入口113进入蒸发罐110内， 加热蒸汽通过蒸汽入口115进入加热管111和夹套 112对外部的废液进行加热， 被换热后的蒸汽变成水经过蒸汽水出口。

21、流出蒸发罐110， 废水 中被加热后的水汽经过水汽出口进入冷凝器120中， 被浓缩后的废水浓缩液通过浓缩液出 口114排入浓缩液回收槽500， 水汽在冷凝器120中被冷却水冷凝后通过蒸馏水出口排入缓 冲槽140， 蒸馏水在缓冲槽140中稳定后通过排液泵160泵入反渗透装置400循环使用。 本发 明用于表面处理企业中清洗废水的回收利用， 废水中主要含有磷酸和硫酸等混合废酸， 废 水中混合废酸的浓度(质量百分数， 下同)为5-10， 含酸废水首先经过超滤装置过滤掉大 分子物质， 超滤是一种加压膜分离技术， 即在一定的压力下， 使小分子溶质和溶剂穿过一定 孔径的特制的薄膜， 而使大分子溶质不能透过，。

22、 留在膜的一边， 从而使溶剂(例如水)中大分 子污染物被截留； 被超滤装置处理后的废水进入RO反渗透膜处理， 经过耐酸的反渗透装置 处理后废水中的酸浓度可达15-20， 而RO系统中产生的回水可以重新回到清洗工艺中回 用； 中等浓度的含酸废水进一步经过真空蒸馏装置100将其含酸浓度进一步提高至70左 右， 可以直接回用， 而且从废水中蒸馏出来的水被冷却后回到反渗透装置中直接使用， 本系 统中的真空蒸馏装置中的水沸点降低至40-50， 腔体内低温蒸发， 可以减少混酸对腔体的 腐蚀性， 延长设备寿命。 因此利用本系统处理含酸废水， 不仅水可以回收利用， 混酸也能接 近回用标准， 实现零排放， 符合。

23、资源利用的最大化。 0031 所述反渗透装置400包括依次连接的一级反渗透膜、 二级反渗透膜和三级反渗透 膜， 该反渗透装置中的出水返回清洗工艺使用。 反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分 离过滤技术， 源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究， 后逐渐转化为民用， 已广泛运用 说明书 3/5 页 6 CN 110002652 A 6 于科研、 医药、 化工、 食品、 饮料、 海水淡化等领域， 反渗透膜孔径小至纳米级， 在一定的压力 下， H2O分子可以通过RO膜， 而水中的无机盐、 重金属离子、 有机物、 胶体、 细菌、 病毒等杂质 无法通过RO膜， 从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格。

24、区分开来。 可以根据实际 情况来合理地选择反渗透装置中反渗透的级数， 在本实施例中根据废水中酸的浓度以及RO 处理后回用水的使用标准， 采用三级反渗透膜装置的处理效果以及经济效果可以达到最 佳。 0032 如图2所示， 所述冷凝器120与缓冲槽140之间还设有计量罐130， 所述计量罐130与 缓冲槽140之间安装自动阀131。 从冷凝器120中出来的蒸馏水先经过计量罐130， 当计量罐 中的水位达到预设位置后， 自动阀131自动打开， 蒸馏水进入缓冲槽140内。 所述真空泵150 为水环式真空泵， 该真空泵通过抽气管与计量罐连通、 通过进水管与缓冲槽140连通。 缓冲 槽用于对真空泵进行供水。

25、， 以保证真空泵的正常运行， 真空泵150用于保证真空蒸馏装置中 的真空度。 所述蒸发罐的水汽出口与冷凝器的水汽入口122之间的管路上设有过滤器121用 于过滤水汽中的杂质。 即过滤掉水汽中含有的颗粒物质以及大分子液态物质。 所述蒸发罐 中的废液入口113处设有计量器117用于记录入水量。 所述废液入口113和浓缩液出口114通 过自控阀门自动控制以保证蒸发罐110内部的真空度。 0033 更佳地， 所述蒸发罐110的内壁涂有特氟龙涂层， 所述加热管111和夹套112的材质 为不锈钢、 石墨或特氟龙。 在蒸发罐的内部涂上一层特氟龙， 使得废液的接触层为特氟龙烧 结层， 能够耐高浓度混酸等腐蚀性。

26、物质的腐蚀， 且在蒸发罐的底部设有加热夹套保证了内 部废液具有充足的蒸发沸腾热源， 提高了换热效率。 0034 本发明的操作过程： 步骤如下： 0035 步骤一： 含酸废水流入废水收集槽中， 废水收集槽200中的低浓度含酸废水通过管 路依次经过超滤装置300和反渗透装置400浓缩成中浓度的含酸废水； 在表面处理企业中， 一般清洗工件表面后的废水中酸的浓度(质量百分数， 下同)在5-10， 超滤装置用于将废 水中的杂质进行初步过滤， 经过耐酸的反渗透装置处理后废水中的酸浓度可达15-20， RO 回用水可达工业水质， 可做清洗水重复利用。 根据厂内工业水标准来判断设置几级反渗透 系统， 使得反渗。

27、透中回用水达到使用标准， 本实施例中采用三级反渗透过滤； 0036 步骤二： 启动真空泵150运行， 真空泵吸取密闭的蒸发罐110中的空气或蒸汽使得 蒸发罐处于真空状态， 中浓度的含酸废水在真空吸力的作用下， 通过废液入口113进入蒸发 罐110内部； 在真空泵的作用下， 蒸发罐110内部的水沸点降低为40-50， 罐体内低温蒸发， 可以减少混酸对罐体的腐蚀性， 延长设备寿命； 0037 步骤三： 外部加热蒸汽通过自控阀门和蒸汽入口进入蒸发罐的加热管111和夹套 112内， 对蒸发罐内的废水进行加热， 废水被蒸发产生的水汽通过水汽出口排出蒸发罐110， 蒸汽被冷凝后的蒸汽水经过蒸汽水出口排出蒸。

28、发罐110， 真空泵150一直处于工作状态， 以 保证蒸发罐处于恒定的低压状态； 0038 步骤四： 废水中蒸发的水汽经过过滤器121过滤后通过水汽入口进入冷凝器120 中， 外部冷却水通过冷却水入口124进入冷凝器对水汽进行冷凝， 水汽被冷凝为蒸馏水后通 过蒸馏水出口123排出冷凝器120； 0039 步骤五： 蒸馏水进入计量罐130， 当计量罐中的蒸馏水收集至预设水位后通过自动 阀131排入缓冲槽140， 缓冲槽中的水位通过液位控制， 达到预设水位后通过排液泵160自动 说明书 4/5 页 7 CN 110002652 A 7 排出， 排出的蒸馏水经过收集后至反渗透装置400回用； 004。

29、0 步骤六： 当蒸发罐110中的废液不断蒸发后， 废液中的酸浓度不断升高， 当酸浓度 升高至预设浓度后控制单元控制真空泵停止运行， 浓缩液经过浓缩液出口114排出蒸发罐， 并收集于浓缩液回收槽500中以备再利用。 至此， 一个批次的浓缩工作结束， 结束后由控制 单元自动控制下个浓缩工作启动， 本系统由控制单元自动控制， 控制单元控制真空泵、 自动 阀、 排液泵等自动启闭， 实现了本系统自动化运行。 0041 应当指出， 对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可 以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护范围。 因此， 本发明专利的保护范围应以 所附权利要求为准。 说明书 5/5 页 8 CN 110002652 A 8 图1 图2 说明书附图 1/1 页 9 CN 110002652 A 9 。