專利名稱：一種廢酸回收裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于水處理技術領域，具體涉及一種廢酸回收裝置。
背景技術：
鋼鐵元件毛坯在表面電鍍、噴涂前一般都要經過酸洗以清除表面的氧化物，同時產生大量酸洗廢液。工件種類和加工要求不同，對酸洗液的要求也不盡相同，其中以鹽酸清洗最為常見。鹽酸清洗廢液中主要含有 ^2+、Η+和Cl_離子，此外還存在一定量的油污和硅粉、碳素等懸浮物。這些酸洗廢液如果不加處理就直接排放，不但浪費資源，還會帶來嚴重的環境污染。針對鋼鐵工業酸洗廢液，目前的處理方式主要有冷卻結晶法、蒸發結晶法、噴燒分解法、離子交換法、溶劑萃取法、中和法、滲析法等。但這些處理方式普遍存在投資及運行成本高、處理效果不理想等問題，其中冷卻結晶法、蒸發結晶法、噴燒分解法等方法還具有能耗高、設備維護困難等缺陷，同時還會產生大量廢氣和廢渣；離子交換法和滲析法運行穩定性差，回收酸不徹底；溶劑萃取法和中和法需要消耗大量化學試劑，容易帶來二次污染。可見，傳統的廢酸處理方式已不能滿足國家“循環經濟”的政策要求，市場迫切需要投資小、回收率高、回收酸體積小、運行費用低的新型廢酸處理技術。
發明內容本實用新型的目的旨在提供一種廢酸回收裝置。基于上述目的，本實用新型采取了如下技術方案一種廢酸回收裝置，包括廢酸槽和豎向安裝的預處理超濾膜組件，預處理超濾膜組件上連有滲透液排出管，且下部連有進料管、上部連有濃縮液排出管，預處理超濾膜組件進料管的另一端與廢酸槽連通，該進料管上設有氣液混合動力裝置。所述預處理超濾膜組件濃縮液排出管的另一端插入廢酸槽中。所述裝置還包括緩存槽和滲析器，預處理超濾膜組件滲透液排出管的另一端插入緩存槽中，緩存槽通過管道與滲析器的進料口連通，該連通管道上設置有氣液混合動力裝置。所述滲析器的殘液出口依次與曝氣池、沉淀池、固液分離器以及后處理超濾膜組件相連，固液分離器的出水口與后處理超濾膜組件的進料管連通，該進料管上設有氣液混合動力裝置；后處理超濾膜組件的濃縮液排出管返回沉淀池并插入其中。后處理超濾膜組件的滲透液排出管的另一端與滲析器的接收液入口相連。本實用新型的廢酸回收裝置利用超濾膜氣浮對廢酸進行預處理，能夠在保證超濾膜組件長期、穩定運行的同時有效去除廢酸中的膠體、油污以及大量的硅粉、碳素等懸浮物廢酸攜帶大量微氣泡進入超濾膜組件，廢酸中的油污、膠體以及硅粉、碳素等懸浮物粘附在微氣泡上并在膜分離后被微氣泡帶出膜組件，有效防止了膜表面的污染；同時，微氣泡持續地吹掃膜表面，也起到了持續凈化膜表面的作用。將氣浮引入膜過程，徹底克服了膜組件易堵塞且清洗困難的缺陷，維持了膜分離技術高效、節能、環保、設備緊湊、過程簡單、易于控制等優勢，為后期廢酸的回收鋪平了道路。利用超濾膜氣浮凈化處理對廢酸進行預處理，可以將廢酸中的二價鐵離子轉化為三價鐵離子，后期無論是采用滲析法還是采用傳統的加熱焙燒法回收廢酸，都可以提高鐵離子的去除率和設備的工作效率。魯茲鈉法作為焙燒法中的代表，在國際上有較為廣泛的應用。魯茲鈉法的大致流程為將廢酸在預濃縮器內加熱，濃縮后用泵送到焙燒爐頂部，使其呈霧狀噴入爐內；霧化廢酸在爐內受熱分解，生成氯化氫氣體及粉狀氧化鐵；氧化鐵從爐底排出；氯化氫隨燃燒氣體從爐頂經雙旋風除塵器達預濃縮器，經雙旋風除塵器、預濃縮器凈化后冷卻后的氣體， 從預濃縮器進入吸收塔底部；氣體中的氯化氫被從塔頂噴出的洗滌水吸收，在塔底形成再生酸，塔頂的尾氣由風機抽走經煙囪排出。魯茲鈉法雖然原理簡單，但其在中國的推廣之路卻并不順利，除具有投資大、能耗高、設備維護困難、運行過程中易產生廢氣廢渣等缺點外，噴燒過程中噴頭宜堵塞、處理效果不穩定也是影響其推廣的重要因素。實際生產中，廢酸并不是一個均一穩定的理想體系， 除氯離子、鐵離子外，體系中還存在大量其他雜質，比如硅粉、碳素等。若不對廢酸進行適當的預處理，噴燒時勢必會頻繁堵塞噴頭，影響回收效率和效果。若采用超濾膜氣浮事先對廢酸進行預處理，不僅可以及時、有效地除去廢酸中的易堵雜質，有助于魯茲鈉法的順利進行。滲析是另外一種較為常用的廢酸回收方法。滲析器對外通常有四個接口，即進料口、接收液入口、滲析液出口和殘液出口 廢酸和接收液(清水，一般使用自來水)分別自進料口、接受液入口進入滲析器后在滲析膜的兩側流動，在濃度差的推動下，廢酸水中的 Cl-穿過滲析膜進入接受液中，同時為了維持電中性，Cl-在遷移的同時會攜帶等摩爾的陽離子一起進入接受液。由于廢酸中狗2+在膜內孔道中的遷移速度遠比H+小，形成的宏觀結果是HC1遷移到接受液中形成回收酸，而廢酸一側(殘液廢水)的pH值不斷升高，滯留在廢酸中的1 2+隨著PH值的升高逐漸轉化為狗3+。但實踐中，廢酸中還含有大量油污和硅粉、碳素等顆粒物，如果直接將這樣成份復雜的廢酸通入滲析器，用不了多久就會使滲析膜堵塞， 使整個廢酸處理系統癱瘓。這已成為阻礙現有滲析法工業推廣的重大障礙。在廢酸進入滲析器之前利用超濾膜氣浮對廢酸進行預處理，可以起到以下幾個方面的作用1)除去廢酸中的油污和其他顆粒物，如硅粉、碳素、細菌等，提高了后段滲析器的進水水質，為滲析器持續、穩定工作提供了保障；同時，與超濾相比，超濾膜氣浮能夠保證膜組件長期穩定運行，不會因預處理而影響整個廢酸回收系統的工作效率。2)超濾膜氣浮凈化處理時廢酸中溶入了大量空氣，相當于對廢酸進行了曝氣處理，可以促使廢酸中的狗2+轉化為狗3+，離子的水化半徑提高，在滲析階段更容易被截留而與HCl分離，甚至轉化為！^ (OH) 3從廢酸中析出。3) 對廢酸起到了一定的濃縮作用，有助于提高滲析回收酸的濃度。本實用新型在利用超濾膜氣浮凈化對廢酸進行預處理后，采用滲析來回收酸，且在滲析階段也加入了氣浮，這更有利于狗2+向!^3+轉化。此外，氣浮同樣可以防止污染物在滲析膜表面附著，使滲析膜表面保持清潔，保證了滲析器的運行穩定性。滲析使殘液廢水中的酸不斷減少，PH值升高；當PH值達到3以上時，就會有大量!^e(OH)3析出。而本實用新型中，殘液廢水的PH值可以達到6左右，接近中性，大幅度降低了后期的加堿量。而回收酸的濃度最高可達17%，體積也非常小，可直接返回配酸槽中配成酸洗液循環使用。滲析后進一步對殘液廢水進行曝氣，促使!^2+轉化為狗3+，殘液廢水最終轉化為分散有大量氫氧化鐵的黃泥水。為使狗2+的氧化進行地更為徹底，可在曝氣池中添加少量氫氧化鈉調節PH值到7-8。曝氣后將殘液廢水打入沉淀池中沉淀，為氧化反應和!^e(OH)3晶體的生長、析出提供了充足的時間。爾后經固液分離，分離出的泥渣成分幾乎都是!^e(OH)3, 純度可達到99%，作為副產品供應到市場中能夠為企業增加額外的經濟收入。固液分離后， 液相中還會含有少量的狗(OH) 3,利用超濾膜氣浮再次對其進行凈化處理，出水(滲透液)可以直接達標排放，或作為滲析器的接收液使用，而濃縮液(氣水混合液)則返回沉淀池中作循環處理。總的來說，本實用新型的廢酸回收裝置具有運行費用極低、能耗低、可操作性強、 出水水質好、廢酸回收體積小、濃度高等優勢，預處理及后處理超濾膜組件以及滲析膜都能夠長時間穩定運行，為膜壽命和整個回收系統的工作效率提供了保障。更重要的是，該裝置能夠將廢酸中酸、水和鐵離子分別回收，實現了廢酸的資源化利用，因而具有廣闊的市場前景。除鹽酸型鋼鐵酸洗廢液外，本實用新型的應用領域還可以拓展到鈦白粉生產、濕法煉銅等行業，回收酸的種類可包括&S04、HCl、HF、HNO3> CHfOOH、H3PO4等，涉及的金屬離子包括過渡金屬離子、稀土離子及鎂鈣等。還可以用于含有金屬鹽廢水的凈化分離處理，如印刷線路板的腐蝕液廢液處理(三氯化鐵)。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明。一種廢酸回收裝置，如圖2所示，依次包括廢酸槽3、預處理超濾膜組件4、緩存槽 5、滲析器6、曝氣池7、沉淀池8、固液分離器9以及后處理超濾膜組件10。兩組超濾膜組件 4和10均豎向安裝(膜絲呈豎向)且結構類似其上連有滲透液排出管4-2、10-2，且下部連有進料管4-3、10-3，上部連有濃縮液排出管4-1、10-1。預處理超濾膜組件4通過與之相連的進料管4-3與廢酸槽3連通，該進料管4-3上設有氣液混合動力裝置(本實施例中具體由流體泵12和壓縮空氣入口 13組合而成)，與預處理超濾膜組件4相連的濃縮液排出管4-1 返回廢酸槽3并插入其中；預處理超濾膜組件4的滲透液排出管4-2的另一端插入緩存槽 5中。緩存槽5通過管道與滲析器6的進料口 6-1連通，該連通管道上設置有由流體泵 12和壓縮空氣入口 13組合而成的氣液混合動力裝置。滲析器6的殘液出口 6-4依次與曝氣池7、沉淀池8、固液分離器9以及后處理超濾膜組件10相連，其中固液分離器9的出水口 9-2與后處理超濾膜組件10的進料管10-3連通，該進料管10-3上設有由流體泵12和壓縮空氣入口 13組合而成的氣液混合動力裝置；后處理超濾膜組件10的濃縮液排出管10-1 返回沉淀池8并插入其中；后處理超濾膜組件10的滲透液排出管10-2的另一端與滲析器 6的接收液入口 6-2相連接，該滲透液排出管10-2上還設有備用接口 14，必要時配入一定量的自來水。曝氣池7、沉淀池8以及固液分離器9 (的進水口 9-1)之間的連接管道上均設有流體泵12和閥門11。滲析器6的滲析液出口 6-3通過管道通入配酸槽1中，配酸槽1下游依次連接的是酸洗槽2和廢酸槽3，配酸槽1、酸洗槽2及廢酸槽3之間的連接管道上均安裝有有流體泵12和閥門11。本實施例中固液分離器9具體使用的是板框過濾器。
權利要求1.一種廢酸回收裝置，包括廢酸槽和豎向安裝的預處理超濾膜組件，預處理超濾膜組件上連有滲透液排出管，且下部連有進料管、上部連有濃縮液排出管，其特征在于，預處理超濾膜組件進料管的另一端與廢酸槽連通，該進料管上設有氣液混合動力裝置。
2.如權利要求1所述的廢酸回收裝置，其特征在于，所述預處理超濾膜組件濃縮液排出管的另一端插入廢酸槽中。
3.如權利要求1或2所述的廢酸回收裝置，其特征在于，所述裝置還包括緩存槽和滲析器，預處理超濾膜組件滲透液排出管的另一端插入緩存槽中，緩存槽通過管道與滲析器的進料口連通，該連通管道上設置有氣液混合動力裝置。
4.如權利要求3所述的廢酸回收裝置，其特征在于，所述滲析器的殘液出口依次與曝氣池、沉淀池、固液分離器以及后處理超濾膜組件相連，固液分離器的出水口與后處理超濾膜組件的進料管連通，該進料管上設有氣液混合動力裝置；后處理超濾膜組件的濃縮液排出管返回沉淀池并插入其中。
5.如權利要求4所述的廢酸回收裝置，其特征在于，后處理超濾膜組件的滲透液排出管的另一端與滲析器的接收液入口相連。
專利摘要一種廢酸回收裝置，屬于水處理技術領域，包括廢酸槽和豎向安裝的預處理超濾膜組件，預處理超濾膜組件上連有滲透液排出管，且下部連有進料管、上部連有濃縮液排出管，預處理超濾膜組件進料管的另一端與廢酸槽連通，該進料管上設有氣液混合動力裝置。該裝置具有運行費用極低、能耗低、可操作性強、出水水質好、廢酸回收體積小、濃度高等優勢，預處理及后處理超濾膜組件以及滲析膜都能夠長時間穩定運行，為膜壽命和整個回收系統的工作效率提供了保障。更重要的是，該裝置能夠將廢酸中酸、水和鐵離子分別回收，實現了廢酸的資源化利用，因而具有廣闊的市場前景。
文檔編號C02F1/44GK202144469SQ20112027341
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者王建剛 申請人:鄭州銀科爾科技有限公司