CN102794025A - 一种工业电镀废水的浓缩回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业电镀废水的浓缩回收装置，整个装置包括加热分离系统、水冷凝器、液料冷凝器、液料集液罐和蒸馏水集液罐；所述加热分离系统中包含至少一级的分离装置，每一级分离装置均由一直管式蒸发器和一旋风式分离器组成；所述直管式蒸发器中包含作为废液管路的直管内通路和直管外通路；同级分离装置内的废液管路出口直接深入到同级内旋风式分离器中的分离腔内，分离腔下部设有一集液管，分离腔的顶部设有一集气管。本发明设计了一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其可有效回收电镀废水中的贵金属成分，具有单位加热面积大、溶液停流时间短、热蒸发效率高、浓缩成本经济的特点。

Description

一种工业电镀废水的浓缩回收装置

技术领域

本发明涉及一种工业电镀废水处理装置，特别是一种工业电镀废水的浓缩回收装置。

背景技术

在工业电镀（包括光亮镍电镀、半光亮镍电镀、酸铜电镀、六价铬电镀、酸性镀锡等）的生产当中，会产生很多的电镀水洗液、电镀槽液水等含有大量重金属的工业废水。

在以前，因回收处理的成本太高，这些工业废水都是直接往外排放，使得各种重金属污染物直接进入水体，而重金属在水体中具有相当高的稳定性和难降解性，当其在水体中积累到一定的限度就会对水体―水生植物―水生动物系统产生严重危害，并可能通过食物 链直接或间接地影响到人类的自身健康，因此水体重金属污染已经成为当今世界上最严重的环境问题之一，而如何科学有效地解决重金属对水体的污染已经成为广大环保工作者研究的热点之一，其中一个最有效的方法就是从污染的源头抓取，对工业废水进行环保处理后再进行排放。

发明内容

针对上述问题，本发明设计了一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其可有效回收废水中的贵金属成分，具有单位加热面积大、溶液停流时间短、热蒸发效率高、浓缩成本经济的特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：整个装置包括加热分离系统、水冷凝器、液料冷凝器、液料集液罐和蒸馏水集液罐；所述加热分离系统中包含至少一级的分离装置，每一级分离装置均由一直管式蒸发器和一旋风式分离器组成；所述直管式蒸发器中包含直管内通路和直管外通路，其中直管内通路为废液管路，直管外通路为加热介质的循环通道；同级中分离装置内的废液管路出口直接深入到同级内旋风式分离器中一用于液气分离的分离腔内，分离腔下部设有一集液管，分离腔的顶部设有一集气管；在各级相邻的分离装置之间，上一级的集液管与下一级直管式蒸发器的废液管路连通，在最后一级分离装置中的旋风式分离器的集液管出口直接连接液料冷凝器后与液料集液罐连通；所述各级旋风式分离器的集气管出口连接水冷凝器后与蒸馏水集液罐连通。

进一步地，上述浓缩回收装置在加热分离系统前还设有一预热蒸发器，所述预热蒸发器为一带内外通路的盘管式热交换器，其中的盘管内通路与加热分离系统中第一级分离装置中的废液管路进口连接，盘管外通路为预加热介质的循环通道。

进一步地，上述预热蒸发器的盘管外通路进口连接加热分离系统中一部分旋风式分离器集气管的出口，盘管外通路出口连接水冷凝器后与蒸馏水集液罐连通。

进一步地，上述蒸馏水集液罐上连接一可使罐内产生负压的抽真空设备。

进一步地，上述蒸馏水集液罐采用并排设置的两个罐体，两罐体在上部连通，且其中一个罐体的进口与水冷凝器连接，另一个罐体的进口与抽真空设备连接。

进一步地，上述液料集液罐上上连接一可使罐内产生负压的抽真空设备。

进一步地，上述液料集液罐采用并排设置的两个罐体，两罐体在上部连通，且其中一个罐体的进口与液料冷凝器连接，另一个罐体的进口与抽真空设备连接。

进一步地，上述加热介质为蒸汽。

进一步地，上述加热分离系统中的直管式蒸发器采用金属或玻璃材质。

进一步地，上述预热蒸发器采用金属或玻璃材质。

本发明装置主要由加热分离系统，冷凝器和集液罐构成，在使用时，把废液送入加热分离系统中的第一级分离装置直管式蒸发器的废液管路内，利用与直管外通路中加热介质的热交换而使废液完全蒸发并沿着内直管上升，当蒸发的废液进入旋风式分离器的分离腔时，利用分离器的离心力实现气固液分离，使水汽往集气管聚集，使固体颗粒杂质和液滴往集液管汇合。

之后，集气管中的水汽在负压的作用下经水冷凝器冷却后由蒸馏水集液罐收集起来，而含固体颗粒杂质的废液流向则分两种情况，当采用的分离系统仅包含一级分离装置时，废液直接由集液管出口经液料冷凝器冷却后由液料集液罐收集起来，完成废液的浓缩回收。当分离系统包含二级或多级分离装置时，废液将由集液管出口流入下一级分离装置进行二次的蒸发分离，此时工作原理与过程和一级蒸发分离一样，以此类推，各级分离装置产生的水汽将直接在负压的作用下经水冷凝器冷却后由蒸馏水集液罐收集起来，剩余的含固体颗粒杂质的废液继续进入下一级的分离装置中，该过程直到废液进入最后级的分离装置，此时，废液直接由集液管出口经液料冷凝器冷却后由液料集液罐收集起来，完成废液的高浓缩回收。

在以上结构中，各级分离装置中的直管式蒸发器中的加热介质采用蒸汽，其温度可达100℃以上，能够有效提升蒸发器的热交换效率，保证废液的快速蒸发，同时各级分离装置中的直管式蒸发器材质可采用玻璃或金属制成，其具有单位加热面积大、溶液停流时间短、热蒸发效率高的特点。经实验表明，每级分离装置每小时可以完成10-200升的水蒸发量。

在此，为进一步提升废液的蒸发效率，在所述加热分离系统前还设有一预热蒸发器，在工作时，废液先由预热蒸发器预热后再流入分离系统，该结构设置，相当于提升了废液进入分离系统的基础温度，可大大提升废液在分离系统一级分离装置中的蒸发效率。在此，出于成本及废气再利用的考虑，所述预热蒸发器的盘管外通路进口连接加热分离系统中一部分旋风式分离器集气管的出口，盘管外通路出口连接水冷凝器后与蒸馏水集液罐连通，使预热蒸发器的预加热介质直接采用废液经分离系统分离出的高温水汽，不仅进一步提升了设备的热量利用率，同时也是高温水汽的温度有一定的降低，可在一定程度上减轻水冷凝器的负担。

综上，电镀废水经本发明设备的浓缩回收处理，最后回收的蒸馏水完全符合环保排放的要求，同时最后浓缩的废液也可再次投入使用，实现了化废为宝。

附图说明

图1、本发明的结构示意图；

图2、本发明第二实施方式的结构示意图；

图3、本发明第三实施方式的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种工业电镀废水的浓缩回收装置，整个装置包括加热分离系统、水冷凝器2、液料冷凝器3、液料集液罐4和蒸馏水集液罐5。

所述加热分离系统中仅设置一级的分离装置1，该分离装置1由一直管式蒸发器11和一旋风式分离器12组成。所述直管式蒸发器11中包含直管内通路111和直管外通路112，其中直管内通路111为废液管路，直管外通路112为加热介质蒸汽的循环通道，废液管路出口直接深入到旋风式分离器12中一用于固液气分离的分离腔121内，分离腔121下部设有一集液管122，分离腔121的顶部设有一集气管123。所述集液管122出口直接连接液料冷凝器3后与液料集液罐4连通，所述集气管123出口连接水冷凝器2后与蒸馏水集液罐5连通。

在此，为避免液料或蒸馏水倒流现象的发生，所述液料集液罐4上设置一可使罐内产生负压的抽真空设备41，相应的，为了避免液料进入抽真空设备41而导致抽真空设备41损坏，所述液料集液罐4采用并排设置的两个罐体42、43，两罐体42、43在上部连通，且其中一个罐体42的进口与液料冷凝器3连接，另一个罐体43的进口与抽真空设备41连接。同理，所述蒸馏水集液罐5上连接一可使罐内产生负压的抽真空设备51，而相应的，为了避免蒸馏水进入抽真空设备51而导致其损坏，所述蒸馏水集液罐5也采用并排设置的两个罐体52、53，两罐体52、53在上部连通，且其中一个罐体52的进口与水冷凝器2连接，另一个罐体53的进口与抽真空设备51连接。

在使用时，把废液送入加热分离系统中分离装置1的直管式蒸发器11的直管内通路111内，利用与直管外通路112中加热介质的热交换而使废液完全蒸发并沿着内直管内通路111上升，当蒸发的废液进入旋风式分离器12的分离腔121时，利用分离器12的离心力达到气固液分离，使水汽往集气管123聚集，使固体颗粒杂质和液滴往集液管122汇合。之后，集气管123中的水汽在负压的作用下经水冷凝器2冷却后由蒸馏水集液罐5收集起来，而含固体颗粒杂质的废液直接由集液管122出口经液料冷凝器3冷却后由液料集液罐4收集起来，完成废液的浓缩回收。

如图2所示，为本发明的第二种实施方式，整个装置包括加热分离系统、水冷凝器2、液料冷凝器3、液料集液罐4和蒸馏水集液罐5。所述加热分离系统中包含至少一级的分离装置1，在本实施方式中采用两级的分离装置1，在实际中，可根据需要设定三级或三级以上。每一级分离装置1均由一直管式蒸发器11和一旋风式分离器12组成。所述直管式蒸发器11中包含直管内通路111和直管外通路112，其中直管内通路111为废液管路，直管外通路112为加热介质的循环通道。同级分离装置1内的废液管路出口直接深入到同级内旋风式分离器12中一用于液气分离的分离腔121内，分离腔121下部设有一集液管122，分离腔121的顶部设有一集气管123。在各级相邻的分离装置之间，上一级的集液管121与下一级直管式蒸发器11中作为废液管路的直管内通路111连通，在最后一级分离装置1中的旋风式分离器12的集液管122出口直接连接液料冷凝器3后与液料集液罐4连通。

同样，为避免液料或蒸馏水倒流现象的发生，所述液料集液罐4上设置一可使罐内产生负压的抽真空设备41，而为了避免液料进入抽真空设备41而导致抽真空设备41损坏，所述液料集液罐4采用并排设置的两个罐体42、43，两罐体42、43在上部连通，且其中一个罐体42的进口与液料冷凝器3连接，另一个罐体43的进口与抽真空设备41连接。同理，所述蒸馏水集液罐5上连接一可使罐内产生负压的抽真空设备51，而为了避免蒸馏水进入抽真空设备51而导致其损坏，所述蒸馏水集液罐5也采用并排设置的两个罐体52、53，两罐体52、53在上部连通，且其中一个罐体52的进口与水冷凝器2连接，另一个罐体53的进口与抽真空设备51连接。

在使用时，把废液送入加热分离系统中的第一级分离装置1直管式蒸发器11的直管内通路111内，利用与直管外通路112中加热介质的热交换而使废液完全蒸发并沿着直管内通路111上升，当蒸发的废液进入旋风式分离器12的分离腔121时，利用分离器12的离心力达到气固液分离，使水汽往集气管123聚集，使固体颗粒杂质和液滴往集液管122汇合。

之后，集气管123中的水汽在负压的作用下经水冷凝器2冷却后由蒸馏水集液罐5收集起来，而含固体颗粒杂质的废液由集液管12出口流入下一级分离装置1进行二次的蒸发分离，此时工作原理与过程和一级蒸发分离一样，以此类推，各级分离装置1产生的水汽将直接在负压的作用下经水冷凝器2冷却后由蒸馏水集液罐5收集起来，剩余的含固体颗粒杂质的废液继续进入下一级的分离装置1中，该过程直到废液进入最后级的分离装置1，此时，废液直接由集液管122出口经液料冷凝器3冷却后由液料集液罐4收集起来，完成废液的高浓缩回收。

如图3所示，为本发明的第三种实施方式，整个装置包括加热分离系统、水冷凝器2、液料冷凝器3、液料集液罐4、蒸馏水集液罐5和预热蒸发器6。所述加热分离系统中包含两级的分离装置1，每一级分离装置1均由一直管式蒸发器11和一旋风式分离器12组成。所述直管式蒸发器11中包含直管内通路111和直管外通路112，其中直管内通路111为废液管路，直管外通路112为加热介质的循环通道。同级分离装置1内的废液管路出口直接深入到同级内旋风式分离器12中一用于液气分离的分离腔121内，分离腔121下部设有一集液管122，分离腔121的顶部设有一集气管123。在各级相邻的分离装置1之间，上一级的集液管122与下一级直管式蒸发器的直管内通路111连通，在最后一级分离装置1中的旋风式分离器12的集液管122出口直接连接液料冷凝器3后与液料集液罐4连通。所述各级旋风式分离器12的部分集气管123出口连接水冷凝器2后与蒸馏水集液罐5连通。

同样，为避免液料或蒸馏水倒流现象的发生，所述液料集液罐4上设置一可使罐内产生负压的抽真空设备41，而为了避免液料进入抽真空设备41而导致抽真空设备41损坏，所述液料集液罐4采用并排设置的两个罐体42、43，两罐体42、43在上部连通，且其中一个罐体42的进口与液料冷凝器3连接，另一个罐体43的进口与抽真空设备41连接。同理，所述蒸馏水集液罐5上连接一可使罐内产生负压的抽真空设备51，而为了避免蒸馏水进入抽真空设备51而导致其损坏，所述蒸馏水集液罐5也采用并排设置的两个罐体52、53，两罐体52、53在上部连通，且其中一个罐体52的进口与水冷凝器2连接，另一个罐体53的进口与抽真空设备51连接。

所述预热蒸发器6设置在加热分离系统前，该预热蒸发器6为一带内外通路的盘管式热交换器，其中的盘管内通路61与加热分离系统中第一级分离装置的直管式蒸发器11中作为废液管路的直管内通路111进口连接，盘管外通路62为预加热介质的循环通道。

在此，出于成本及化废为宝的考虑，所述预热蒸发器的盘管外通路62进口连接加热分离系统中一部分旋风式分离器集气管123的出口，盘管外通路62出口连接水冷凝器2后与蒸馏水集液罐5连通，该结构设置，使预热蒸发器6的预加热介质直接采用废液经分离系统分离出的高温水汽，不仅进一步提升了设备的热量利用率，同时也使水汽温度得到相应的降低，可在一定程度上减轻水冷凝器2的负担。

在工作时，废液先由预热蒸发器6预热提升基础温度后再流入分离系统，当废液送入加热分离系统中的第一级分离装置直管式蒸发器11的废液管路内时，利用与直管外通路112中加热介质的热交换而使废液完全蒸发并沿着直管内通路111上升，当蒸发的废液进入旋风式分离器12的分离腔121时，利用分离器12的离心力实现气固液分离，使水汽往集气管123聚集，使固体颗粒杂质和液滴往集液管122汇合。

之后，集气管123中的水汽在负压的作用下作为预加热介质流经预热蒸发器6的盘管外通路62，对预热蒸发器6盘管内的废液进行预热处理，之后水汽经水冷凝器2冷却后由蒸馏水集液罐5收集起来，而含固体颗粒杂质的废液将由集液管122出口流入下一级分离装置1进行二次的蒸发分离，此时工作原理与过程和一级蒸发分离一样，以此类推，各级分离装置1产生的一部分水汽作为预热蒸发器6的预加热介质，另一部分水汽将直接在负压的作用下经水冷凝器2冷却后由蒸馏水集液罐6收集起来，而剩余的含固体颗粒杂质的废液继续进入下一级的分离装置1中，该过程直到废液进入最后级的分离装置1，此时，废液直接由集液管122出口经液料冷凝器3冷却后由液料集液罐4收集起来，完成废液的高浓缩回收。

在以上的三个实施例中，各级分离装置中的直管式蒸发器11中的加热介质采用蒸汽，其温度可达100℃以上，可有效提升直管式蒸发器11的热交换效率，保证废液的快速蒸发。同时各级分离装置中的直管式蒸发器11材质可采用玻璃或金属制成，第三实施例中的预热蒸发器6也采用玻璃或金属制成，其具有单位加热面积大、溶液停流时间短、热蒸发效率高的特点。经实验表明，每级分离装置每小时可以完成10-200升的水蒸发量。

综上所述，电镀废水经本发明设备的浓缩回收处理，最后回收的蒸馏水完全符合环保排放的要求，同时最后浓缩的废液也可再次投入使用，实现了化废为宝。

以上所述，仅是本发明的较佳实施方式，并非对发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术原理对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化或修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：整个装置包括加热分离系统、水冷凝器、液料冷凝器、液料集液罐和蒸馏水集液罐；所述加热分离系统中包含至少一级的分离装置，每一级分离装置均由一直管式蒸发器和一旋风式分离器组成；所述直管式蒸发器中包含直管内通路和直管外通路，其中直管内通路为废液管路，直管外通路为加热介质的循环通道；同级分离装置内的废液管路出口直接深入到同级内旋风式分离器中一用于液气分离的分离腔内，分离腔下部设有一集液管，分离腔的顶部设有一集气管；在各级相邻的分离装置之间，上一级的集液管与下一级直管式蒸发器的废液管路连通，在最后一级分离装置中的旋风式分离器的集液管出口直接连接液料冷凝器后与液料集液罐连通；所述各级旋风式分离器的集气管出口连接水冷凝器后与蒸馏水集液罐连通。

2.如权利要求1所述的一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：所述浓缩回收装置在加热分离系统前还设有一预热蒸发器，所述预热蒸发器为一带内外通路的盘管式热交换器，其中的盘管内通路与加热分离系统中第一级分离装置中的废液管路进口连接，盘管外通路为预加热介质的循环通道。

3.如权利要求2所述的一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：所述预热蒸发器的盘管外通路进口连接加热分离系统中一部分旋风式分离器集气管的出口，盘管外通路出口连接水冷凝器后与蒸馏水集液罐连通。

4.如权利要求1-3任一权项所述的一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：所述蒸馏水集液罐上连接一可使罐内产生负压的抽真空设备。

5.如权利要求4所述的一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：所述蒸馏水集液罐采用并排设置的两个罐体，两罐体在上部连通，且其中一个罐体的进口与水冷凝器连接，另一个罐体的进口与抽真空设备连接。

6.如权利要求1-3任一权项所述的一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：所述液料冷凝器中的液料通道上连接一可使通道中产生负压的抽真空设备。

7.如权利要求6所述的一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：所述液料集液罐采用并排设置的两个罐体，两罐体在上部连通，且其中一个罐体的进口与液料冷凝器连接，另一个罐体的进口与抽真空设备连接。

8.如权利要求1-3任一权项所述的一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：所述加热介质为蒸汽。

9.如权利要求1-3任一权项所述的一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：所述加热分离系统的直管式蒸发器采用金属或玻璃材质。

10.如权利要求2或3所述的一种工业电镀废水的浓缩回收装置，其特征在于：所述预热蒸发器采用金属或玻璃材质。

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