CN110316866A - 一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统及其工艺，涉及环保治理技术领域，该自动化处理系统包括依次连接的氧化反应系统、物理分离系统、捕捉离子系统和净化再生系统；本发明将金属酸洗产生的酸洗废酸液体进行处理与废酸液中的溶解性金属离子进行回收再利用，整个过程全部通过自动化控制进行处理，节省了现场监控的人力，降低了人力资源成本，且整个操作过程中不造成二次污染，有利于环境保护，有重要的社会、经济和生态效益。

Description

一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统及其工艺

技术领域

本发明涉及环保治理技术领域，具体涉及一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统及其工艺。

背景技术

在电镀前，为实现对镀件表面的锈蚀物与油渍去除，通常利用20-25％的盐酸溶液作为清洁剂，但随着酸洗操作不断进行，酸液中的酸每消耗1kg就产生1kg的溶解性金属氯化物质，随着酸不断消耗，溶解性金属氯化物等也随着增多。当酸液中的酸含量降至3％左右，该酸液就失去酸洗功效。这种酸洗液就变成了危化品即废酸液。废酸液含有盐酸、有机物和溶解金属离子，若不加处理就排放，不但对生态环境造成严重污染，还流失大量有价值的水、铁、锌等资源。为消除该危废物对生态环境的污染，同时将危废物所含资源回收并循环利用，发明了自动化废酸液处理装置，以及与之配套的装置操作系统及其工艺技术。废酸液经本发明的自动化处理装置与装置操作系统及其工艺技木处理后，可将废酸液变成三大类物质(水、固体盐、金属氧化物)全部回收再利用。

目前，常见的对这种废酸液的处理方法有石灰中和法，加热焚烧法，盐酸再生法。

盐酸再生法，主要是采用加热减压蒸发喷雾燃烧的方式，其系统及其工艺对盐酸直接加热回收盐酸与氯化铁，少数大型钢铁联合企业采用鲁奇法和鲁特纳法，该设备一次性投资大，运行维护费用高，设备损坏严重，一般中小企业难以承受。因此一般中小企大多采用石灰中和法，期待着将废酸液中和后加水稀释达标排放，但由于石灰溶解度较低，一般只能使酸液pH维持或达到6左右，而锌离子等金属离子需在pH约为9-9.5才沉淀完全，所以会有较多的金属离子因呈溶解状态保留在水中，即使加水稀释，也难以达标排放；同时，中和后形成的以钙盐为主的沉淀物量大，极难进一步处理，从而又造成二次污染。因此石灰中和法不但消耗大量的石灰和淡水，并且无法达到环保要求，还产生大量的废渣产生二次污染。这是变相转移污染物的做法。

为实现将废酸液进行无害化处理，达到不再向外排放污染物的目的，必须把废酸液中各种化学物质转化为有利用价值的物质资源，加以回收利用，才能真正达到对废酸液无公害处理，无产生二次污染物，资源循环回用的环保处理要求。本发明提供一种自动化废酸液综合处理装置组成及装置处理操作系统及其工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统及其工艺，将金属酸洗产生的酸洗废酸液体进行处理与废酸液中的溶解性金属离子进行回收再利用，整个过程全部通过自动化控制进行处理，节省了现场监控的人力，降低了人力资源成本，且整个操作过程中不造成二次污染，有利于环境保护，有重要的社会、经济和生态效益。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统，包括：

氧化反应系统，其包括设有废液输入管的氧化罐以及用于向氧化罐输送处理药剂的第一加药罐、第二加药罐和第三加药罐；所述第一加药罐、第二加药罐和第三加药罐与氧化罐之间的连接管道上均设有电磁控制阀和输送动力泵；

物理分离系统，其包括内设有压力器的分离装置；所述分离装置通过管道与氧化罐连接；该分离装置为现有的分离器；

捕捉离子系统，其包括离子捕捉机、开设在离子捕捉机上的树脂装入口和树脂排出口；所述离子捕捉机通过管道与分离装置连接；

净化再生系统，其包括与离子捕捉机相连的反冲纯水装置、多个首尾相连的不锈钢罐、与不锈钢罐连接的次纯水储罐、与次纯水储罐连接的反渗透机组；反冲纯水装置和所述离子捕捉机之间的连接管道上设置有电磁控制阀、输送动力泵；所述反渗透机组底部间隔开设有淡盐水出口和纯水出口，所述次纯水储罐与反渗透机组之间的连接管道上设有电磁控制阀和输送动力泵；所述不锈钢罐通过管道与离子捕捉机连接；

数据智能控制系统，包括控制器以及与控制器电连接的在线检测设备，所述在线检测设备由自动液位计、pH计和电导率测试仪组成；所述pH计设置在氧化罐中；所述自动液位计包括第一液位计和第二液位计，所述第一液位计安装在氧化罐中，所述第二液位计安装在净化再生系统的反渗透机组中；所述电导率测试仪包括第一电导率测试仪、第二电导率测试仪、第三电导率测试仪和第四电导率测试仪，所述第一电导率测试仪安装在离子捕捉机的进水口处，所述第二电导率测试仪安装在离子捕捉机的出水口处，所述第三电导率测试仪安装在次纯水储罐出水口及反渗透机组进水口之间，所述第四电导率测试仪安装在反渗透机组的纯水出口处；所述控制器还与自动化处理系统中的电磁控制阀和输送动力泵连接；所述数据智能控制系统用于利用其在线检测设备，收集对应数据，将数据控制值反馈至控制器，控制器控制自动化处理系统中电磁控制阀和输送动力泵的运行状态，并精确监测对废酸液处理中每个环节的处理效果。

上述数据智能控制系统通过控制器与氧化反应系统、物理分离系统、捕捉离子系统和净化再生系统中的处理装置(搅拌器、分离装置、离子捕捉机、反冲纯水装置、不锈钢罐、次纯水储罐、反渗透机组)连接的方式与各个系统连接。通过控制器智能控制其启动。

本发明中，进一步地，所述反渗透机组包括多个间隔设置的反渗透膜。

本发明中，进一步地，所述氧化罐与分离装置之间设有第一中间储罐，所述氧化罐与分离装置之间的连接管道上设有第一中间储罐，所述第一中间储罐与氧化罐之间的连接管道上设有电磁控制阀和输送动力泵；所述第一中间储罐与分离装置之间设有输送动力泵；所述分离装置与离子捕捉机之间设有第二中间储罐，所述第二中间储罐与离子捕捉机之间的连接管道上设有电磁控制阀和输送动力泵；所述离子捕捉机与不锈钢罐之间设有第三中间储罐，所述第三中间储罐与离子捕捉机之间的连接管道上设有电磁控制阀；所述第三中间储罐与不锈钢罐之间的连接管道上设有电磁控制阀和输送动力泵；所述第三中间储罐与不锈钢罐之间设有电磁控制阀和输送动力泵；所述第二中间储罐、第三中间储罐内分别设有第三液位计、第四液位计；所述第三液位计、第四液位计分别与控制器电连接；本发明中所有电磁控制阀和输送动力泵均与控制器电连接。

本发明中，进一步地，所述物理分离系统还包括滤渣排出口，所述滤渣排出口开设在分离装置的底部。

本发明中，进一步地，所述氧化罐内设有搅拌器；搅拌器与控制器连接。

本发明中，进一步地，所述离子捕捉机的底部还开设有浓盐水排出口。

本发明中，进一步地，所述第一加药罐内的药液为氧化剂，第二加药罐和第三加药罐内的药液为碱液。

本发明还提供一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理工艺，包括以下步骤：

(1)输入各系统启动的临界数值：将用于对废酸液处理的有关程序与各系统处理在线检测相关数据输入到数字编程控制系统，利用各系统处理中的在线检测数值控制装备运行工作；具体为：a.安装在氧化罐中的第一液位计，当废酸液液位达到氧化罐容积的1/2时，停止注入废酸液；安装在净化再生系统的反渗透机组的第二液位计，当进入反渗透机组次纯水体积达到容器体积1/2时，反渗透膜工作；b.安装在氧化罐中的pH计，在加注了双氧水后，pH值低于1.0时，启动加碱液开关；pH值达到8-9时停止加碱液；c.第一电导率测试仪和第二电导率测试仪，当第一电导率测试仪和第二电导率测试仪测出流进及流出离子捕捉机的溶液电导率保持不变时，打开反冲纯水装置；第二电导率测试仪测出流出离子捕捉机的溶液电导率测试值低于20000μs/cm时，启动再生机组；第三电导率测试仪，当电导率测试值低于5000μs/cm时，次纯水进入净化机组；

(2)泵入碳钢废酸液：接通电源，打开数据智能控制系统，启动输送动力泵和电磁控制阀，利用输送动力泵从酸洗池或废酸液储罐将废酸液泵入氧化反应系统，当废酸液流入氧化罐时，安装在氧化罐中的第一液位计采集液位数值并发送到数据智能控制系统的控制器中，当控制器接收到第一液位计采集的加注废酸液的体积占整个氧化罐容积的1/2的液位数值时，控制器则控制输送动力泵与电磁控制阀关闭，停止输送废酸液到氧化罐；

(3)加注氧化剂：第一液位计将废酸液加注量已达氧化罐容积1/2的信息反馈到控制器后，控制器控制第一加药罐的输送动力泵和电磁控制阀打开并控制搅拌器运转，将氧化剂加注到氧化罐中，搅拌器使废酸液与氧化剂充分混合，将废液中的有机物氧化，转换为无毒气体与水；当氧化罐内废酸液的pH值下降至1以下时，pH计的数值反馈到控制器，控制器控制第一加药罐的电磁控制阀与输送动力泵关闭，停止氧化剂加注；

(4)加注碱液：上述pH计的数值反馈到控制器后，氧化剂加注停止后，控制器同时控制第二加药罐和第三加药罐的电磁控制阀以及输送动力泵打开，将碱液输送到氧化罐中，此时，废酸液中的溶解物与碱液反应，形成铁锌氢氧化物沉淀与溶解性盐溶液；当氧化反应系统中的pH计检测到液体pH值上升至9时，pH计的数值反馈到控制器，控制器控制第二加药罐和第三加药罐的电磁控制阀以及输送动力泵关闭，停止输送碱液到氧化罐；

(5)固液分离：步骤(3)中pH计的数值反馈到控制器后，控制器控制氧化罐与分离装置的连接管道上的电磁控制阀以及输送动力泵打开，将经步骤(3)反应形成的含有铁锌氢氧化物沉淀与溶解性盐溶液抽送到分离装置中，进行固液分离，滤渣固体为铁锌复合氢氧化物，滤液为残留有溶解性阴、阳离子的中性溶液；

(6)离子捕捉：控制器打开第二中间储罐与离子捕捉机之间的电磁控制阀和输送动力泵，把步骤(4)所得的残留有溶解性阴、阳离子的滤液输送到离子捕捉机中，通过树脂装入口将两性高分子材料加入离子捕捉机内，两性高分子材料的加入量为离子捕捉机体积的75-82％；利用离子捕捉机中的两性高分子材料，将滤液中的阴、阳离子吸附阻滞，得到粗去离子水；

(7)高分子材料再生：当离子捕捉机进水口处的第一电导率测试仪和离子捕捉机出水口处的第二电导率测试仪测试到流进及流出离子捕捉机的溶液电导率保持不变时，意味着两性高分子材料吸附阴、阳离子达到饱和状态，无法再对其进行阻滞，此时控制器控制离子捕捉机和反冲纯水装置之间的电磁控制阀和输送动力泵打开，利用纯水将离子捕捉机的高分子材料再生，待反冲液电导率测试值小于5000μs/cm，停止反冲洗，完成高分子材料再生；

(8)回收工业用水：当第二电导率测试仪的电导率测试值低于20000μs/cm时，控制器控制第三中间储罐与不锈钢罐之间的电磁控制阀和输送动力泵打开，使步骤(5)得到的粗去离子水进入净化再生系统的不锈钢罐中，对去离子水进行深度处理，得到次纯水；接着利用第三电导率测试仪检测次纯水电导率，当电导率小于5000μs/cm时，控制器控制净化再生系统启动，具体为控制次纯水储罐与反渗透机组之间的电磁控制阀和输送动力泵打开，使次纯水进入净化再生系统的反渗透机组中，利用第二液位计在线实时检测反渗透膜液位，待液位达到容器体积1/2时，控制器触发反渗透机组工作，经过反渗透处理后，通过第四电导率测试仪测试得到电导率小于100μs/cm的纯水，回收成为工业用水；而淡盐水出口处所得淡盐水则用于配制碱液；

(9)工艺衍生盐：将步骤(6)中反冲洗所得质量分数大于10％的浓盐水输送到加热蒸发器进行加热，使盐水浓缩，结晶析出氯化钠，回收成为工业盐；

(10)回收精细铁锌复合氧化物：将步骤(4)所得滤渣输送至加热分解炉中，控制加热分解炉加热温度达到700-800℃，去除铁锌复合氢氧化物中的水分，并使铁锌复合氢氧化物分解，成为铁锌复合氧化物，再经粉碎过筛成为精细铁锌复合氧化物材料回收利用。

本发明中，进一步地，所述步骤(3)中的氧化剂为双氧水，步骤(4)的碱液为氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液；具体为：第二加药罐中的碱液为氢氧化钠溶液，第三加药罐中的碱液为碳酸钠溶液。

本发明中，进一步地，所述步骤(4)的两性高分子材料为同时带有两种相反电荷基团的高分子树脂。高分子材料是将苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂、N,N-二甲基丙烯酰胺和引发剂过二硫酸钾按照80:20:1的质量比混合，在恒温容器内，在氮气保护下、反应、冷却、洗涤、阴干得到的由磺酸基团与酰胺基团两个带有相反电荷的官能基合成的高分子树脂。

其分离原理在于：是通过异性相吸(静电)的作用，把废液中带有静电的电解质相互吸引，在合成高分子表面，不带有静电排出，从而达到金属离子酸与水分离效果，利用合成高分子与废液中的电解质吸附力的强弱用纯净水冲洗得到溶解性金属离子溶液和酸溶液分离。冲洗饱和后，冲洗液再通过本发明自动化处理系统的反冲纯水冲洗装置冲洗直接回收利用。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少包括以下有益效果：

1.本发明利用自动化处理工艺自动化处理废酸液的装置与操作工艺结合，将废酸液转化与分离成三大类物质，废酸液中所含各成分得到有效分离，其中的水转化为工业用水回用，固体沉渣成为铁锌复合氧化物材料工业原料，工艺衍生盐成为工业盐；这三类物质均可作为工业原料，消除废酸液对生产环境的污染，资源综合回收并循环利用，从而实现废酸液的无害化处理且资源综合回收利用的目的，符合可持续发展的要求。

2.本发明通过依次连接的氧化反应系统、物理分离系统、捕捉离子系统和净化再生系统对废酸液进行处理，其中，氧化反应系统利用氧化剂加入量与废酸液有机物去除率之间存在着的关系，控制废酸液pH值变化衡量有机物(COD)的去除率，使双氧水加入量与需要去除废酸液中的有机物(COD)的量刚好匹配，通过控制氢氧化钠、碳酸钠等碱液的加入量，以确保碱液的加入能随铁、锌等离子含量变化自动调节，并确保沉淀完全；物理分离系统通过分离装置对悬浊液进行固液分离，并将固体(滤渣)由自动输送带传送到密封式电导加热炉进行加热分解，得到铁锌复合颜料的原材料回收利用；而滤液通过离子捕捉机将阴阳离子捕捉后得到粗去离子水，用于捕捉阴阳离子的两性高分子材料通过净化再生系统中的反冲纯水装置处理回收，接着粗去离子水进入净化再生系统，通过不锈钢罐(再生机组)以及反渗透机组的双重净化后最终得到工业用水。该系统整个过程全部通过自动化控制进行处理，系统中各装置各司其职，步骤紧密相连，不仅对废液进行了处理，且对中间产物回收利用，节省了现场监控的人力，降低了人力资源成本，且整个操作过程中不造成二次污染，有利于环境保护，有重要的社会、经济和生态效益。

3.本发明通过数据智能控制系统中的在线检测设备在线检测的数据信息，回馈给控制器，控制器对各个系统中的装置以及部件进行控制，以对废酸液进行全自动处理，并准确达到处理设计要求。

附图说明

图1为本发明氧化反应系统结构示意图；

图2为本发明物理分离系统结构示意图；

图3为本发明捕捉离子系统结构示意图；

图4为本发明净化再生系统结构示意图；

图5为本发明自动化处理系统结构示意图。

主要元件符号说明

图中：1-氧化罐，11-搅拌器，12-废液输入管，13-第三加药罐，14-第二加药罐，15-第一加药罐，16-pH计，17-第一液位计，2-分离装置，21-滤渣排出口，3-离子捕捉机，31-树脂装入口，32-树脂排出口，33-浓盐水排出口，34-第二电导率测试仪，35-第一电导率测试仪，4-不锈钢罐，41-次纯水储罐，42-第三电导率测试仪，43-反冲纯水装置，5-反渗透机组，51-淡盐水出口，52-纯水出口，53-第四电导率测试仪，6-第一中间储罐，7-第二中间储罐，71-第三液位计，8-第三中间储罐，81-第四液位计，1a-电磁控制阀，2a-输送动力泵。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。

实施例1

如图1-5所示，本实施例提供一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统，包括：

氧化反应系统，如图1所示，其包括设有废液输入管12的氧化罐1，氧化罐1内设有搅拌器11；搅拌器11与控制器连接；还包括用于向氧化罐1输送处理药剂的第一加药罐15、第二加药罐14和第三加药罐12；第一加药罐15、第二加药罐14和第三加药罐13与氧化罐1之间的连接管道上均设有电磁控制阀1a和输送动力泵2a；第一加药罐15内的药液为氧化剂，第二加药罐14和第三加药罐13内的药液为碱液；该系统主要利用数据智能控制系统中的pH计在线检测出氧化罐内废酸液pH值，将数据反馈到数据智能控制系统，由控制系统自动控制加入双氧水的量，使双氧水加入量与需要去除废酸液中的有机物(COD)的量刚好匹配，铁、锌离子形成氢氧化物沉淀，通过控制氢氧化钠、碳酸钠等碱液的加入量，以确保碱液的加入能随铁、锌等离子含量变化自动调节，并确保沉淀完全；

物理分离系统，如图2所示，其包括内设有压力器的分离装置2，在分离装置2的底部开设有滤渣排出口21；分离装置2通过管道与氧化罐1连接；分离装置2为现有的分离器；通过把混合悬浊液体输送到物理分离系统中，进行固液分离，固体(滤渣)由自动输送带传送到密封式电导加热炉进行加热分解，把固体金属氢氧化物热解为可用作化工颜料的铁锌复合颜料的原材料；

捕捉离子系统，如图3所示，其包括离子捕捉机3，离子捕捉机是一个封闭式的圆柱形罐，还包括开设在离子捕捉机3上的树脂装入口31和树脂排出口32；离子捕捉机3的底部还开设有浓盐水排出口33；离子捕捉机3通过管道与分离装置2连接；通过树脂装入口加入两性高分子材料，其所含两性基团的静电相互吸引作用，将离子捕捉机内液体中的离子捕捉，捕捉了离子的水则可以直接从离子捕捉机中流出，成为粗去离子水；

净化再生系统，如图4所示，其包括与离子捕捉机3相连的反冲纯水装置43、多个首尾相连的不锈钢罐4、与不锈钢罐4连接的次纯水储罐41、与次纯水储罐41连接的反渗透机组5；离子捕捉机3和反冲纯水装置43之间设置有电磁控制阀1a、输送动力泵2a；反渗透机组5底部设有淡盐水出口51和纯水出口52，次纯水储罐41与反渗透机组5之间设有电磁控制阀1a和输送动力泵2a；反渗透机组5包括多个间隔设置的反渗透膜；不锈钢罐4通过管道与离子捕捉机3连接；该系统实现的目的包括将高分子材料再生以及将处理的废液达到最终工业水的标准，首先，当离子捕捉机3进出水口处的第一电导率测试仪35和第二电导率测试仪测试34到流进及流出离子捕捉机3的溶液电导率保持不变时，意味着两性高分子材料吸附阴、阳离子达到饱和状态，无法再对其进行阻滞，则打开反冲纯水装置进行高分子材料再生处理，当电导率检测仪检测出水电导率低于指定值(20000μs/cm)，则进入不锈钢罐4中，经处理后当电导率低于指定值(5000μs/cm)时，净化再生系统启动，经过反渗透处理后，得到电导率小于100μs/cm的纯水，达到工业用水要求；

数据智能控制系统，数据智能控制系统通过控制器与氧化反应系统、物理分离系统、捕捉离子系统和净化再生系统中的处理装置(包括搅拌器11、分离装置2、离子捕捉机3、不锈钢罐4、反冲纯水装置43、次纯水储罐41、反渗透机组5)连接的方式与各个系统连接。通过控制器智能控制其启动。该数据智能控制系统包括控制器以及与控制器电连接的在线检测设备，在线检测设备由自动液位计、pH计16和电导率测试仪组成；pH计16设置在氧化罐中；自动液位计包括第一液位计17和第二液位计，第一液位计17安装在氧化罐1中，第二液位计安装在净化再生系统的反渗透机组5中；电导率测试仪包括第一电导率测试仪35、第二电导率测试仪34、第三电导率测试仪42和第四电导率测试仪53，第一电导率测试仪35安装在离子捕捉机的进水口处，第二电导率测试仪34安装在离子捕捉机的出水口处，第三电导率测试仪42安装在次纯水储罐出水口及反渗透机组进水口之间，第四电导率测试仪53安装在反渗透机组的纯水出口处；控制器还与自动化处理系统中的各个电磁控制阀1a和输送动力泵2a连接；数据智能控制系统用于利用其在线检测设备，收集对应数据，将数据控制值反馈至控制器，控制器控制自动化处理系统中电磁控制阀和输送动力泵的运行状态，并精确监测对废酸液处理中每个环节的处理效果。

如图5所示，氧化罐1与分离装置2之间设有第一中间储罐6，氧化罐1与分离装置2之间设有第一中间储罐6，第一中间储罐6与氧化罐1之间的连接管道上设有电磁控制阀1a和输送动力泵2a；第一中间储罐6与分离装置2之间的连接管道上设有输送动力泵2a；分离装置2与离子捕捉机3之间设有第二中间储罐7，第二中间储罐7与离子捕捉机3之间的连接管道上设有电磁控制阀1a和输送动力泵2a；离子捕捉机3与不锈钢罐4之间设有第三中间储罐8，第三中间储罐8与离子捕捉机3之间的连接管道上设有电磁控制阀1a；第三中间储罐8与不锈钢罐4之间的连接管道上设有电磁控制阀1a和输送动力泵2a；本发明中所有的电磁控制阀1a和输送动力泵2a均与控制器电连接；第三中间储罐8与不锈钢罐4之间设有电磁控制阀1a和输送动力泵2a；第二中间储罐7、第三中间储罐8内分别设有第三液位计71、第四液位计81；第三液位计71、第四液位计81分别与控制器电连接。

实施例2

本实施例提供一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理工艺，是在实施例1的自动化处理系统基础上进行操作处理，具体包括以下步骤：

(1)输入各系统启动的临界数值：将用于对废酸液处理的有关程序与各系统处理在线检测相关数据输入到数字编程控制系统，利用各系统处理中的在线检测数值控制装备运行工作；具体为：a.安装在氧化罐1中的第一液位计17，当废酸液液位达到氧化罐1容积的1/2时，停止注入废酸液；安装在净化再生系统的反渗透机组5的第二液位计，当进入反渗透机组5次纯水体积达到容器体积1/2时，反渗透膜工作；b.安装在氧化罐1中的pH计16，在加注了双氧水后，pH值低于1.0时，控制器控制启动加碱液开关；pH值达到8-9时停止加碱液；c.第一电导率测试仪35和第二电导率测试仪34，当第一电导率测试仪35和第二电导率测试仪34测出流进及流出离子捕捉机3的溶液电导率保持不变时，打开反冲纯水装置43；第二电导率测试仪34测出流出离子捕捉机3的溶液电导率测试值低于20000μs/cm时，启动再生机组(不锈钢罐4)；第三电导率测试仪42，当电导率测试值低于5000μs/cm时，次纯水进入净化机组(反渗透机组5)；

(2)泵入碳钢废酸液：接通电源，打开数据智能控制系统，启动输送动力泵2a和电磁控制阀1a，利用输送动力泵2a从酸洗池或废酸液储罐将废酸液泵入氧化反应系统，当废酸液流入氧化罐1时，安装在氧化罐1中的第一液位计17采集液位数值并发送到数据智能控制系统的控制器中，当控制器接收到第一液位计17采集的加注废酸液的体积占整个氧化罐1容积的1/2的液位数值时，控制器则控制输送动力泵2a与电磁控制阀1a关闭，停止输送废酸液到氧化罐1；

(3)加注双氧水：第一液位计17将废酸液加注量已达氧化罐容积1/2的信息反馈到控制器后，控制器控制第一加药罐15的输送动力泵2a和电磁控制阀1a打开并控制搅拌器11运转，将双氧水加注到氧化罐1中，搅拌器11使废酸液与双氧水充分混合，将废液中的有机物氧化，转换为无毒气体与水；当氧化罐1内废酸液的pH值下降至1以下时，pH计的数值反馈到控制器，控制器控制第一加药罐15的电磁控制阀1a与输送动力泵2a关闭，停止双氧水加注；

(4)加注碱液：上述pH计的数值反馈到控制器后，控制器同时控制第二加药罐14和第三加药罐13的电磁控制阀1a以及输送动力泵2a打开，将碱液输送到氧化罐1中，此时，废酸液中的溶解物与碱液反应，形成铁锌氢氧化物沉淀与溶解性盐溶液；当氧化反应系统中的pH计16检测到液体pH值上升至9时，pH计的数值反馈到控制器，控制器控制第二加药罐14和第三加药罐13的电磁控制阀1a以及输送动力泵2a关闭，停止输送碱液到氧化罐1；其中，上述第二加药罐14中的碱液为氢氧化钠溶液，第三加药罐13中的碱液为碳酸钠溶液；

(5)固液分离：步骤(3)中pH计的数值反馈到控制器后，控制器控制氧化罐1与分离装置的连接管道上的电磁控制阀1a以及输送动力泵2a打开，将经步骤(4)反应形成的含有铁锌氢氧化物沉淀与溶解性盐溶液抽送到分离装置2中，进行固液分离，滤渣固体为铁锌复合氢氧化物，滤液为残留有溶解性阴、阳离子的中性溶液；

(6)离子捕捉：控制器打开第二中间储罐与离子捕捉机之间的电磁控制阀1a和输送动力泵2a，把步骤(4)所得的残留有溶解性阴、阳离子的滤液输送到离子捕捉机3中，通过树脂装入口将两性高分子材料加入离子捕捉机3内，两性高分子材料的加入量为离子捕捉机3体积的75-82％；利用离子捕捉机3中的两性高分子材料，将滤液中的阴、阳离子吸附阻滞，得到粗去离子水；上述两性高分子材料为同时带有两种相反电荷基团的高分子树脂；

(7)高分子材料再生：当离子捕捉机3进水口处的第一电导率测试仪35和离子捕捉机3出水口处的第二电导率测试仪34测试到流进及流出离子捕捉机3的溶液电导率保持不变时，意味着两性高分子材料吸附阴、阳离子达到饱和状态，无法再对其进行阻滞，此时，控制器控制离子捕捉机3和反冲纯水装置43之间的电磁控制阀1a和输送动力泵2a打开，利用纯水将离子捕捉机3的高分子材料再生，待反冲液电导率测试值小于5000μs/cm，停止反冲洗，完成高分子材料再生；

(8)回收工业用水：当第二电导率测试仪34的电导率测试值低于20000μs/cm时，控制器控制第三中间储罐8与不锈钢罐4之间电磁控制阀1a和输送动力泵2a打开，使步骤(5)得到的粗去离子水进入净化再生系统的不锈钢罐4中，对去离子水进行深度处理，得到次纯水；接着利用第三电导率测试仪42检测次纯水电导率，当电导率小于5000μs/cm时，控制器控制净化再生系统启动，具体为控制次纯水储罐41与反渗透机组5之间的电磁控制阀1a和输送动力泵2a打开，使次纯水进入净化再生系统的反渗透机组5中，利用第二液位计在线实时检测反渗透膜液位，待液位达到容器体积1/2时，控制器触发反渗透机组5工作，经过反渗透处理后，通过第四电导率测试仪53测试得到电导率小于100μs/cm的纯水，回收成为工业用水；而淡盐水出口51处所得淡盐水则用于配制碱液；

(9)工艺衍生盐：将步骤(6)中反冲洗所得质量分数大于10％的浓盐水输送到加热蒸发器进行加热，使盐水浓缩，结晶析出氯化钠，回收成为工业盐；

(10)回收精细铁锌复合氧化物：将步骤(4)所得滤渣输送至加热分解炉中，控制加热分解炉加热温度达到700-800℃，去除铁锌复合氢氧化物中的水分，并使铁锌复合氢氧化物分解，成为铁锌复合氧化物，再经粉碎过筛成为精细铁锌复合氧化物材料回收利用。

对比例1

本对比例提供一种对金属酸洗后产生废酸液的处理方法，包括以下步骤：

1)手动打开输送废酸液的动力输送泵，把废酸输送到氧化反应系统中，输送液量达到氧化反应系统容积的三分之一时，手动关闭输送动力泵的开关；

2)打开氧化剂的控制阀门与输送氧化剂的动力泵，把氧化剂输送到氧化反应系统，打开氧化反应系统中的搅拌器，使氧化剂与废酸液中的有机物反应(需要密切观察并关注反应体系pH值变化情况，即使是这样操作，对加入氧化剂的量与废酸液中有机物反应进程仍无法准确把握)；

3)关闭输送氧化剂的输送动力泵，再打开控制沉淀剂(碱液)的控制阀与输送沉淀剂的输送动力泵，把药物沉淀剂输送到氧化反应系统中，使废酸液中的氯化亚铁、氯化锌等反应，使铁离子与锌离子等形成沉淀，并产生工艺衍生盐，(但难以控制准确加入沉淀剂，铁、锌等离子是否沉淀完全也难以判断，还直接影响下一步对工艺衍生盐回收质量，铁、锌等离子回收率也较低)；

4)把沉淀剂的控制阀和药物沉淀剂输送泵关闭，打开氧化反应系统中的控制阀与动力输送泵，把混合液体输送到物理分离系统中，将固体物与工艺衍生盐溶液分离，使工艺衍生盐水输送到中间罐，固体物输送到加热分解系统中，使固体物转化为金属混合氧化物作为化工颜料的原料；

5)把工艺衍生盐溶液中间罐的控制阀门与输送泵打开，把工艺衍生盐溶液输送到离子捕捉系统中，由离子捕捉系统中的高分子材料对工艺衍生盐溶液的阴、阳离子相互吸引而截留，使工艺衍生盐溶液的水排出离子捕捉系统外的中间循存罐(手动操作难以判断水中含盐量多少)；

6)把离子捕捉系统排出水的存水中间罐的控制阀与输送动力泵打开，把水输送到净化再生水系统，进行深度处理，进入反渗透膜，确保水质符合工业用水要求；

7)当离子捕捉系统中的高分子材料与溶液中的离子吸附达到极限后，打开净水控制阀与净水输送泵，把净水输送到离子捕捉系统中，把高分子吸附的离子反冲洗，流出离子捕捉系统处成为浓盐水，通过加热蒸发再冷却饱和，回收工艺衍生盐。

表1实施例2与对比例1处理工艺效果对比

根据表1可知，本发明将金属酸洗产生的酸洗废酸液体进行处理与废酸液中的溶解性金属离子进行回收再利用，整个过程全部通过自动化控制进行处理，节省了现场监控的人力，降低了人力资源成本，且整个操作过程中不造成二次污染，有利于环境保护，有重要的社会、经济和生态效益。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统，其特征在于，包括：

氧化反应系统，其包括设有废液输入管的氧化罐以及用于向氧化罐输送处理药剂的第一加药罐、第二加药罐和第三加药罐；所述第一加药罐、第二加药罐和第三加药罐与氧化罐之间的连接管道上均设有电磁控制阀和输送动力泵；

物理分离系统，其包括内设有压力器的分离装置；所述分离装置通过管道与氧化罐连接；

捕捉离子系统，其包括离子捕捉机、开设在离子捕捉机上的树脂装入口和树脂排出口；所述离子捕捉机通过管道与分离装置连接；

净化再生系统，其包括与离子捕捉机相连的反冲纯水装置、多个首尾相连的不锈钢罐、与不锈钢罐连接的次纯水储罐、与次纯水储罐连接的反渗透机组；反冲纯水装置和所述离子捕捉机之间的连接管道上设置有电磁控制阀、输送动力泵；所述反渗透机组底部间隔开设有淡盐水出口和纯水出口，所述次纯水储罐与反渗透机组之间的连接管道上设有电磁控制阀和输送动力泵；所述不锈钢罐通过管道与离子捕捉机连接；

数据智能控制系统，包括控制器以及与控制器电连接的在线检测设备，所述在线检测设备由自动液位计、pH计和电导率测试仪组成；所述pH计设置在氧化罐中；所述自动液位计包括第一液位计和第二液位计，所述第一液位计安装在氧化罐中，所述第二液位计安装在净化再生系统的反渗透机组中；所述电导率测试仪包括第一电导率测试仪、第二电导率测试仪、第三电导率测试仪和第四电导率测试仪，所述第一电导率测试仪安装在离子捕捉机的进水口处，所述第二电导率测试仪安装在离子捕捉机的出水口处，所述第三电导率测试仪安装在次纯水储罐出水口及反渗透机组进水口之间，所述第四电导率测试仪安装在反渗透机组的纯水出口处；所述控制器还与自动化处理系统中的电磁控制阀和输送动力泵连接；所述数据智能控制系统用于利用其在线检测设备，收集对应数据，将数据控制值反馈至控制器，控制器控制自动化处理系统中电磁控制阀和输送动力泵的运行状态，并精确监测对废酸液处理中每个环节的处理效果。

2.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统，其特征在于，所述反渗透机组包括多个间隔设置的反渗透膜。

3.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统，其特征在于，所述氧化罐与分离装置之间设有第一中间储罐，所述第一中间储罐与氧化罐之间的连接管道上设有电磁控制阀和输送动力泵；所述第一中间储罐与分离装置之间的连接管道上设有输送动力泵；所述分离装置与离子捕捉机之间设有第二中间储罐，所述第二中间储罐与离子捕捉机之间的连接管道上设有电磁控制阀和输送动力泵；所述离子捕捉机与不锈钢罐之间设有第三中间储罐，所述第三中间储罐与离子捕捉机之间的连接管道上设有电磁控制阀；所述第三中间储罐与不锈钢罐之间的连接管道上设有电磁控制阀和输送动力泵；所述第二中间储罐、第三中间储罐内分别设有第三液位计、第四液位计；所述第三液位计和第四液位计分别与控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统，其特征在于，所述物理分离系统还包括滤渣排出口，所述滤渣排出口开设在分离装置的底部。

5.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统，其特征在于，所述氧化罐内设有搅拌器。

6.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统，其特征在于，所述离子捕捉机的底部还开设有浓盐水排出口。

7.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理系统，其特征在于，所述第一加药罐内的药液为氧化剂，第二加药罐和第三加药罐内的药液为碱液。

8.一种权利要求1-7任一项所述的对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)泵入碳钢废酸液：接通电源，打开数据智能控制系统，启动输送动力泵和电磁控制阀，利用输送动力泵从酸洗池将废酸液泵入氧化反应系统，当废酸液流入氧化罐时，安装在氧化罐中的第一液位计采集液位数值并发送到数据智能控制系统的控制器中，当控制器接收到第一液位计采集的加注废酸液的体积占整个氧化罐容积的1/2的液位数值时，控制器则控制输送动力泵与电磁控制阀关闭，停止输送废酸液到氧化罐；

(2)加注氧化剂：第一液位计将废酸液加注量已达氧化罐容积1/2的信息反馈到控制器后，控制器控制第一加药罐的输送动力泵和电磁控制阀打开，同时打开氧化罐的搅拌器，将氧化剂加注到氧化罐中，让废酸液与氧化剂混合，将废液中的有机物氧化，转换为无毒气体与水；当氧化罐内废酸液的pH值下降至1以下时，pH计的数值反馈到控制器，控制器控制第一加药罐的电磁控制阀与输送动力泵关闭，停止氧化剂加注；

(3)加注碱液：上述pH计的数值反馈到控制器后，控制器同时控制第二加药罐和第三加药罐的电磁控制阀以及输送动力泵打开，将碱液输送到氧化罐中，此时，废酸液中的溶解物与碱液反应，形成铁锌氢氧化物沉淀与溶解性盐溶液；当氧化反应系统中的pH计检测到液体pH值上升至9时，pH计的数值反馈到控制器，控制器控制第二加药罐和第三加药罐的电磁控制阀以及输送动力泵关闭，停止输送碱液到氧化罐；

(4)固液分离：步骤(3)中pH计的数值反馈到控制器后，控制器控制氧化罐与分离装置的连接管道上的电磁控制阀以及输送动力泵打开，将经步骤(3)反应形成的含有铁锌氢氧化物沉淀与溶解性盐溶液抽送到分离装置中，进行固液分离，滤渣固体为铁锌复合氢氧化物，滤液为残留有溶解性阴、阳离子的中性溶液；

(5)离子捕捉：控制器打开第二中间储罐与离子捕捉机之间的电磁控制阀和输送动力泵，把步骤(4)所得的残留有溶解性阴、阳离子的滤液输送到离子捕捉机中，通过树脂装入口将两性高分子材料加入离子捕捉机内，两性高分子材料的加入量为离子捕捉机体积的75-82％；利用离子捕捉机中的两性高分子材料，将滤液中的阴、阳离子吸附阻滞，得到粗去离子水；

(6)高分子材料再生：当离子捕捉机进水口处的第一电导率测试仪和离子捕捉机出水口处的第二电导率测试仪测试到流进及流出离子捕捉机的溶液电导率保持不变时，控制器控制离子捕捉机和反冲纯水装置之间的电磁控制阀和输送动力泵打开，利用纯水将离子捕捉机的高分子材料再生，待反冲液电导率测试值小于5000μs/cm，停止反冲洗，完成高分子材料再生；

(7)当第二电导率测试仪的电导率测试值低于20000μs/cm时，控制器控制第三中间储罐与不锈钢罐之间的电磁控制阀和输送动力泵打开，使步骤(5)得到的粗去离子水进入净化再生系统的不锈钢罐中，对去离子水进行深度处理，得到次纯水；接着利用第三电导率测试仪检测次纯水电导率，当电导率小于5000μs/cm时，控制器控制净化再生系统启动，使次纯水进入净化再生系统的反渗透机组中，利用第二液位计在线实时检测反渗透膜液位，待液位达到容器体积1/2时，控制器触发反渗透机组工作，经过反渗透处理后，通过第四电导率测试仪测试得到电导率小于100μs/cm的纯水，回收成为工业用水；

(8)工艺衍生盐：将步骤(6)中反冲洗所得质量分数大于10％的浓盐水输送到加热蒸发器进行加热，使盐水浓缩，结晶析出氯化钠，回收成为工业盐；

(9)将步骤(4)所得滤渣输送至加热分解炉中，控制加热分解炉加热温度达到700-800℃，去除铁锌复合氢氧化物中的水分，并使铁锌复合氢氧化物分解，成为铁锌复合氧化物，再经粉碎过筛成为精细铁锌复合氧化物材料回收利用。

9.根据权利要求8所述的一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的氧化剂为双氧水，步骤(4)中的碱液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。

10.根据权利要求8所述的一种对金属酸洗后产生废酸液的自动化处理工艺，其特征在于，所述步骤(4)的两性高分子材料为同时带有两种相反电荷基团的高分子树脂。