CN110723766B - 废液处理系统及其废液处理方法 - Google Patents

Abstract

一种废液处理系统及其废液处理方法，废液处理系统包含盛装废液的蒸馏桶、热泵、真空泵、冷凝器、循环桶以及水泵。热泵提供热源对废液加热，使废液产生蒸气。真空泵抽吸蒸馏桶内的空气，使蒸馏桶为负压真空状态。冷凝器通过真空泵接收蒸气，使蒸气冷凝为液态水。液态水流经真空泵后，循环桶接收液态水为回收水。水泵抽吸循环桶内的回收水至热泵，回收水经热泵吸热，流经冷凝器以提供冷却后，回收水流入循环桶内；由此，达到兼具环保机能与降低成本的高经济效益的功效。

Description

废液处理系统及其废液处理方法

技术领域

本发明有关一种废液处理系统及其废液处理方法，尤指一种使用真空蒸馏程序的废液处理系统及其废液处理方法。

背景技术

近年来，工业生产过程所造成对环境的污染与水资源的短缺，已经影响到人类的生活环境。因此，如何减少污染废弃物与水资源循环再利用，是企业必须面对的环保议题，也是企业所肩负的社会责任。

以工业废水为例，由于工业废水属于环境废弃物，不能随意排放，因此必须经由环保单位进行妥善处理，以避免造成环境污染。然而，由于工业废水中有相当高的占比(约80～90％)是水分，若直接桶装后交由环保单位处理，不仅大量的桶装废水所占用的空间、重量甚大，装运、处理亦需耗费大量人力。因此，对企业而言，废水处理所需付出的成本将不容忽视。

故此，如何能将废水中高占比的水分取出，仅保留废液中极少量剩余需要处理的污染废弃物，使得兼具环保责任以及大幅地降低废水处理所需付出成本的经济效益，其为本发明所研究的重要课题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种废液处理系统，解决废液处理所需付出高额的成本与耗费大量人力的问题。

为达成前述目的，本发明所提出的废液处理系统包含蒸馏桶、热泵、真空泵、冷凝器、循环桶以及水泵。蒸馏桶盛装废液。热泵与蒸馏桶连通，热泵提供热源对废液加热，使废液产生蒸气。真空泵抽吸蒸馏桶内的空气，使蒸馏桶为负压真空状态。冷凝器设置并连通于蒸馏桶及真空泵之间，且冷凝器与热泵连通。循环桶分别与冷凝器及真空泵连通。水泵设置并连通于循环桶及热泵之间。冷凝器通过真空泵接收蒸气，使蒸气冷凝为液态水，液态水流经真空泵后，循环桶接收液态水为回收水，水泵抽吸循环桶内的回收水至热泵，回收水经热泵吸热，流经冷凝器以提供冷却后，回收水流入循环桶内。在一实施例中，所述废液处理系统更包含加热器。加热器与蒸馏桶连接，加热器接收热泵所提供的热源并对废液加热。

在一实施例中，热泵包含蒸发器与压缩机。蒸发器与加热器连通，蒸发器接收流经加热器的热源并对热源吸热，使热源相变化为低压气体，且接收回收水，对回收水吸热。压缩机分别连通蒸发器及加热器，压缩机压缩低压气体以提供高压气体为热源，并将热源传送至加热器。

在一实施例中，热泵更包含散热器。散热器设置于加热器及蒸发器之间，接收流经加热器的热源并对热源散热。

在一实施例中，废液处理系统更包含压力检测器与温度检测器。压力检测器设置于蒸馏桶内，检测蒸馏桶内的压力。温度检测器设置于蒸馏桶内，检测蒸馏桶内废液的温度。

在一实施例中，废液处理系统更包含真空破坏电磁阀。真空破坏电磁阀与蒸馏桶连接，真空破坏电磁阀的开启与关闭，调节蒸馏桶内的压力大小。

在一实施例中，蒸馏桶内为负压真空状态时的真空压力为–100～–60千帕。

在一实施例中，蒸馏桶内废液的蒸馏温度为30～60℃。

在一实施例中，废液处理系统更包含第一变频器。第一变频器连接压缩机，改变压缩机的转速，以调整压缩机的热源出口压力。

在一实施例中，废液处理系统更包含第二变频器。第二变频器连接散热器，改变散热器的转速，以调整压缩机的热源出口压力。

通过所提出的废液处理系统，达到兼具环保机能与降低成本的高经济效益的功效。

本发明的另一目的在于提供一种废液处理方法，解决废液处理所需付出高额的成本与耗费大量人力的问题。

为达成前述目的，本发明所提出的废液处理方法包含：执行机组停机状态控制与自动补液过程控制，用以控制废液处理系统启动前的停机等待状态；执行机组预热阶段控制，用以当废液处理系统启动后，控制对蒸馏桶内废液的初始加热；执行机组蒸馏阶段控制与自动补液过程控制，用以控制蒸馏桶内废液的真空蒸馏；以及执行机组停机过程控制，用以当废液蒸馏完成后的自动排液及停机控制。

在一实施例中，机组蒸馏阶段控制与自动补液过程控制包含：判断蒸馏桶内废液的液位是否正常，若过低则启动自动补液，若过高则启动保护机制；判断蒸馏桶内废液的温度是否达到蒸馏温度设定值，若否则通过真空泵与真空破坏电磁阀调整蒸馏桶内的压力，使废液的温度达到蒸馏温度设定值；判断压缩机提供的热源出口压力是否达到高压设定值，若否则调整散热器及/或压缩机的转速，使热源出口压力达到高压设定值；以及控制压缩机全载运转，并对废液进行蒸馏。

在一实施例中，当压缩机提供的热源出口压力未达到高压设定值时，控制散热器的转速降低，以增加热源出口压力；当热源出口压力超过高压设定值时，控制散热器的转速提高，以减少热源出口压力。

在一实施例中，当压缩机提供的热源出口压力未达到高压设定值时，控制压缩机的转速提高，以增加热源出口压力；当热源出口压力超过高压设定值时，控制压缩机的转速降低，以减少热源出口压力。

在一实施例中，机组预热阶段控制包含：启动真空泵，抽吸蒸馏桶内的空气，使蒸馏桶为负压真空状态；判断蒸馏桶内的压力是否达到真空度设定值，若否则通过真空泵调整蒸馏桶内的压力，使蒸馏桶的压力达到真空度设定值；启动压缩机运转；判断蒸发器的热源负载能力是否足够，若否则降低压缩机的转速或启动备载热源至少一者，使蒸发器的热源负载能力足够；以及控制压缩机低载运转，并对废液进行预热。

在一实施例中，当循环桶内回收水的温度为0～10℃时，则启动备载热源；当循环桶内回收水的温度超过10℃时，则停止备载热源。

在一实施例中，机组停机状态控制与自动补液过程控制包含：判断是否接收启动命令，若否废液处理系统则处于停机等待状态；判断蒸馏桶内废液的液位是否正常，若过低则启动自动补液，若过高则启动保护机制；以及废液处理系统准备进入启动运转。

在一实施例中，机组停机过程控制包含：控制压缩机、蒸发器以及真空泵停止运转；经过一延迟时间后，控制水泵与散热器停止运转；开启真空破坏电磁阀，以控制蒸馏桶的压力达到真空破坏压力值；以及自动排出蒸馏桶内的废液。

在一实施例中，执行自动补液过程控制包含：开启补液电磁阀，进行废液补充；以及经定时与定次补充废液或者定时与累加计时补充废液后，判断蒸馏桶内废液的液位是否正常，若废液的液位过低则启动保护机制。

通过所提出的废液处理方法，达到兼具环保机能与降低成本的高经济效益的功效。

附图说明

图1：为本发明废液处理系统的方块示意图。

图2：为本发明废液处理方法的流程图。

图3：为本发明机组停机状态与自动补液过程控制的流程图。

图4：为本发明机组预热阶段控制的流程图。

图5：为本发明机组蒸馏阶段控制与自动补液过程控制的流程图。

图6：为本发明机组停机过程控制的流程图。

图7：为本发明液位过低时的自动补液控制第一实施例的流程图。

图8：为本发明液位过低时的自动补液控制第二实施例的流程图。

其中，附图标记：

100 废液处理系统

10 热泵

11 压缩机

12 散热器

13 蒸发器

21 蒸馏桶

22 补液电磁阀

23 废液

24 加热器

25 真空破坏电磁阀

30 冷凝器

40 真空泵

50 循环桶

60 水泵

71 第一变频器

72 第二变频器

S10-S50 步骤

S11 步骤

S21-S28 步骤

S31-S38 步骤

S41-S49 步骤

S51-S53 步骤

S531-S539 步骤

具体实施方式

有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下。

请参见图1，其为本发明废液处理系统的方块示意图。所述废液处理系统100或称废液处理机组(或简称机组)用以对废液，例如但不限制为工业废水、切削液进行处理，废液处理系统100主要包含热泵(heat pump)10、加热器24、冷凝器30、真空泵40、水泵60以及用以盛装废液23且具有蒸馏功能的蒸馏桶21与用以盛装回收水的循环桶50。

热泵10主要包含压缩机11、散热器12以及蒸发器13。压缩机11将蒸发器13所提供的低温低压的气体压缩成高温高压的气体，使热泵10制热输出热能对加热器24提供热源。加热器24用以对蒸馏桶21内的废液23加热使其温度上升。经加热器24所循环的热能再传回至蒸发器13，使蒸发器13对该热能吸热再提供压缩机11进行热循环运转。附带一提，上述热循环过程亦包含膨胀阀或能达到相同功效的元件作为气体压力调节，在本文中未特别强调，合先叙明。因此，本发明的废液处理系统100是以热泵10为热源的提供者，通过加热器24对蒸馏桶21内的废液23进行预热以及蒸馏(容后详细说明)，以实现废液处理。此外，散热器12，其可为散热风扇，用以散逸从加热器24传回至蒸发器13的热能，以适应压缩机11的热源出口(输出)压力。

附带一提，为适应压缩机11的热源出口(输出)压力，废液处理系统100更包含第一变频器71及/或第二变频器72。其中，第一变频器71可为低压变频器，而第二变频器72可为高压变频器，然不以此为限制。具体而言，第一变频器71连接压缩机11，通过改变压缩机11的转速，以适应压缩机11的热源出口压力。第二变频器72连接散热器12，通过改变散热器12的转速，以适应压缩机11的热源出口压力。其中，第一变频器71与第二变频器72皆可提供用以适应压缩机11的热源出口压力，或其中一者提供用以适应压缩机11的热源出口压力，容后详细说明。

废液处理系统100更包含补液电磁阀22与真空破坏电磁阀25(或称破空电磁阀)。通过控制补液电磁阀22的开启与关闭，可对补充至蒸馏桶21内废液23的液位进行调节。通过控制真空破坏电磁阀25的开启与关闭，可间接调节蒸馏桶21内的压力大小。具体地，真空泵40用以对封闭的蒸馏桶21抽吸空气，使其为负压真空状态。再者，配合控制真空破坏电磁阀25，可于预热或蒸馏阶段时，开启或关闭真空破坏电磁阀25，以调节蒸馏桶21内的压力达到真空度设定值。或者，可于机组停机程序时，开启真空破坏电磁阀25，以进行自动排液(容后详细说明)。

此外，真空泵40对蒸馏桶21所抽吸的高温(例如30～60℃)蒸气(如图1的虚线所示)，即蒸馏后所产生的蒸气，通过冷凝器30气相冷凝变为液相的转换，将高温的蒸气相变化为高温(30～60℃)的液体。因此，经由真空泵40所排出的高温液体则流入循环桶50回收再利用(如图1的实线所示)。

进一步地，流入循环桶50的高温液体成为回收水经水泵60抽取并且输送至蒸发器13。通过蒸发器13对回收水的吸热，使得回收水的温度降低(例如降低为4～30℃)。因此，降温冷却后的回收水再提供至冷凝器30，以供冷凝器30将高温蒸气进行相变化为高温液体的冷却。因此，低温回收水经冷凝器30后转换为高温(5～40℃)的液体。因此，上述真空泵40排出的高温(30～60℃)液体与冷凝器30排出的高温(5～40℃)液体皆流入循环桶50回收再利用，使循环桶50内回收水的温度约为4～30℃。故此，经由蒸馏后所产生的蒸气经回收再利用后，可提供对冷凝器30的冷却(如图1的两点链线所示)，达到零排放的要求。附带一提，上述的“高温”与“低温”是以相对温度高低而言，并且所列举的温度范围值或温度值仅为清楚说明目的，非用以限制本发明。此外，循环桶50内部或外部可设置具有过滤功能的过滤器，其可具有过滤棉、过滤网或其他滤材，用以过滤流入循环桶50的回收水中的杂质，使得水泵60抽取并且输送至蒸发器13与冷凝器30的回收水更为纯净，以降低液中杂质对水泵60、蒸发器13以及冷凝器30的影响，进而提高水泵60、蒸发器13以及冷凝器30的使用寿命。

此外，蒸馏桶21具有排液电磁阀(图未示)，用以控制蒸馏桶21内浓度较高的废液23排出。另外，循环桶50也具有排液电磁阀(图未示)，用以控制循环桶50的回收水排出。附带一提，上述所记载的电磁阀或文后所记载的电磁阀，非仅以电磁阀为限制，举凡具有与电磁阀相同或相近功能的气量或水量控制的元件，皆可作为本发明的实施例使用。

请参见图2所示，其为本发明废液处理方法的流程图。本发明的废液处理方法包含的主要控制流程包含：首先，机组停机状态控制(S10)，亦即废液处理系统(即所述机组)启动前的停机等待状态。在(S10)步骤中，机组处于等待接收启动命令的状态，容后配合图3详述。然后，机组预热阶段控制(S20)，用以当机组启动后，开始提供热源至蒸馏设备(即蒸馏桶21)，使蒸馏桶21内部温度达到目标温度(例如35～55℃)的初始加热阶段，容后配合图4详述。然后，机组蒸馏阶段控制(S30)，用以对蒸馏桶21内的废液23进行真空蒸馏的阶段，容后配合图5详述。最后，机组停机过程控制(S40)，用以当废液23蒸馏完成后的自动排(取)液及停机控制，容后配合图6详述。此外，在步骤(S10)与步骤(S30)中，会进行自动补液过程控制(S50)，以控制蒸馏桶21内有足够的废液23进行蒸馏，容后配合图3与图5详述。

请参见图3所示，其为本发明机组停机状态与自动补液过程控制的流程图。在机组(即废液处理系统100)上电启动后，机组处于待机状态，所述“停机”指机组非为运转状态，亦即机组(的控制器)处于等待接收启动命令的状态。本发明机组的控制程序或步骤由例如但不限制为微控制器、微处理器…等，统称控制器所执行，合先叙明。首先，判断控制器是否接收启动命令(S11)，若否，机组则仍处于停机等待状态；反之，若是，机组则准备进入启动运转。此时，机组会先进行判断蒸馏桶21内是否有足够的废液23，因此在步骤(S11)之后，控制器判断蒸馏桶21内废液23的液位是否正常(S51)。在步骤(S51)通过装设于蒸馏桶21内的液位检测器，其具有接触式或非接触式的液位检测功能，例如上液位检测器与下液位检测器分别装设于蒸馏桶21内相对高处与低处，用以检测蒸馏桶21内废液23的液位，并且将检测的信息(结果)传送至控制器，以供控制器进行判断。

当控制器判断液位正常时，则执行步骤(S20)，即机组预热阶段控制。当控制器判断液位过高时，则启动保护机制(S52)。此时，由于蒸馏桶21内的废液23过多，可能导致废液23于蒸馏过程的翻动造成真空泵40所抽取到的并非蒸馏废液23所产生的蒸气，而是桶内的废液23，因此影响机组的正常运转，故此启动保护机制，包含停止补充废液、甚至机组停机。

当控制器判断液位过低时，则启动自动补液(S53)。配合参见图7，其为本发明液位过低时的自动补液控制第一实施例的流程图。当判断液位过低时，则开启补液电磁阀22(S531)，然后外部废液通过补液电磁阀22补充至蒸馏桶21(S532)。第一实施例所设计的补液策略为定时与定次补液方式，即在固定的时间，例如3分钟进行一次性的补液。进一步地，若在设定的固定次数补液程序中仍为判断液位过低的状态，则将启动保护机制，说明如下。

在步骤(S532)之后，控制器进行补液计时(S533)，然后判断是否达到补液时间(S534)，即前述的3分钟。当步骤(S534)判断为否，表示尚未完成定时补液，因此执行步骤(S532)持续补液。当步骤(S534)判断为是，表示已完成3分钟的补液，然后，控制器则进行补液计次(S535)，以记录定时补液的次数。亦即，每当完成一次定时补液，补液计次则增加1。然后，控制器判断蒸馏桶21内的废液23液位是否正常(S536)，在此步骤中，液位检测器的使用、高低液位的判断与步骤(S51)相同，故此可参见相应的说明，在此不再赘述。当步骤(S536)判断为否，表示经过补液后，液位仍然过低。然后，控制器判断是否达到补液次数设定值(S537)。以补液次数设定值为4次为例，若步骤(S537)判断为否，表示每3分钟为一次的补液尚未到达预设的定次补液次数(4次)，因此执行步骤(S532)再进行下一个3分钟的补液。若步骤(S537)判断为是，则表示经过4次(即12分钟)的补液后，液位仍然过低，则可能为补液管路异常(例如堵塞或破损)，导致无法达到预期的补液量而使得液位过低，或可能为蒸馏桶21破损，导致补液失效而使得液位过低。在此状况下，控制器则启动保护机制(S538)，将机组停机，以避免液位持续下降造成对蒸馏桶21空烧。当步骤(S536)判断为是，表示经过定时与定次补液后，蒸馏桶21内废液23的液位达到正常液位。

除此之外，步骤(S53)，即启动自动补液，亦可通过另一补液策略实现。配合参见图8，其为本发明液位过低时的自动补液控制第二实施例的流程图。第二实施例所设计的补液策略为定时与累加计时补液方式。其中，定时的程序步骤，即步骤(S531)～(S534)与图7所示的第一实施例相同，因此，在此不再赘述。此外，由于第二实施例为累加计时补液方式，因此图8没有图7所示的步骤(S535)，即补液计次的步骤。当步骤(S536)判断为否，表示经过补液后，液位仍然过低。然后，控制器判断是否达到累计补液时间(S537)。以累计补液时间为10分钟为例，若步骤(S539)判断为否，表示累加计时的补液时间尚未到达预设的累计补液时间(10分钟)，因此执行步骤(S532)再进行下一个3分钟的补液。若步骤(S539)判断为是，则表示累加计时的补液时间到达预设的累计补液时间(10分钟)后，液位仍然过低，则可能为补液管路异常(例如堵塞或破损)，导致无法达到预期的补液量而使得液位过低，或可能为蒸馏桶21破损，导致补液失效而使得液位过低。在此状况下，控制器则启动保护机制(S538)，将机组停机，以避免液位持续下降造成对蒸馏桶21空烧。当步骤(S536)判断为是，表示经过定时与累加计时补液后，蒸馏桶21内废液23的液位达到正常液位。

请参见图4所示，其为本发明机组预热阶段控制的流程图。当控制器判断液位正常时，则执行步骤(S20)，即机组预热阶段控制。由于蒸馏桶21内废液23多达数百公升(例如200～300公升)，因此预先将如此大量的废液23加热到一定的温度，再进行后续的蒸馏程序，将有助于提高蒸馏效率。

首先，启动真空泵40(S21)，对封闭的蒸馏桶21进行抽真空，使蒸馏桶21为真空负压的状态。然后，控制器判断蒸馏桶21内的压力是否达到真空度设定值(S22)。在步骤(S22)通过装设于蒸馏桶21内的压力检测器，检测蒸馏桶21内的真空度，并且将检测的信息(结果)传送至控制器，以供控制器进行判断。

当控制器判断蒸馏桶21内的压力未达到真空度设定值时，则控制真空泵40持续对蒸馏桶21抽真空，使蒸馏桶21内的压力再降低，以调整蒸馏桶21的真空压力(S23)，直到达到真空度设定值。本发明所设计的真空压力可为范围–96～–80千帕(kilopascal,kPa)或范围–100～–60千帕，或者定值–88千帕，然上述压力范围或压力定值并非用以限制本发明。以–88千帕为例，当启动真空泵40后，通过压力检测器持续检测蒸馏桶21内的压力值，若蒸馏桶21内的压力未达到–88千帕，控制器则控制真空泵40持续运转，使蒸馏桶21内的压力降低以达到–88千帕，亦即步骤(S22)判断为是。

对于真空泵40持续抽吸空气运转而言，通常配合控制装设于蒸馏桶21外的真空破坏电磁阀25，以达到真空压力的调整。亦即，当蒸馏桶21内的压力降低但尚未达到–88千帕时，则控制真空破坏电磁阀25为关闭状态，此时真空泵40持续抽吸空气，使蒸馏桶21内的压力持续下降，直到达到–88千帕；反之，若因真空泵40持续抽吸空气，使蒸馏桶21内的压力持续下降而低于–88千帕时，则控制真空破坏电磁阀25为开启状态，使蒸馏桶21内的压力回升至–88千帕。由此，通过真空泵40与真空破坏电磁阀25的协调控制，调节蒸馏桶21内的真空压力维持在设定的压力定值或压力范围。

此时，启动热泵10的压缩机11(S24)，使热泵10开始制热以输出热量。具体说明，实际操作时，由于热泵10启动初期，热源尚未有蒸气产生，或者热泵10产生的蒸气尚未处于稳定状态，因此热泵10的蒸发器13尚无法进行吸热操作，表示蒸发器13的热源负载能力尚未足够。此外，热泵10启动初期，循环桶50内回收水的温度为常温(例如20℃)，且蒸馏桶21尚未有蒸气产生，无法与流经冷凝器30的回收水作热交换(即无法对流经冷凝器30的回收水投热)，又因蒸发器13对回收水的吸热作用，使得循环桶50内回收水的温度从常温(例如20℃)急速降至0～10℃时，亦表示蒸发器13的热源负载能力尚未足够。故此，通常在压缩机11启动后，控制器会判断热泵10的蒸发器13的热源负载能力是否足够(S25)。蒸发器13的热源负载能力亦与热泵10运转的环境条件有关，即热泵10运转在寒冷低温的气候环境时，蒸发器13的热源负载能力会更为不足；反之，热泵10运转在相对高温的气候条件下，蒸发器13的热源负载能力较为充足。

一旦控制器判断蒸发器13的热源负载能力不够时，即步骤(S25)判断为否，则控制降低压缩机11的转速(S26)和启动备载热源(S27)。实际操作上，前述两者方式皆会进行，然得依实际需求择一操作，由此，蒸发器13的热源负载能力提高，使得热泵10能够稳定运转。此时，即步骤(S25)判断为是，控制器则控制压缩机11低载运转(S28)。当热泵10的热源或/及蒸馏桶21开始有蒸气产生时，或循环桶50内回收水的温度上升至为10℃以上(例如10～20℃)时，则表示蒸发器13的热源负载能力已足够，如此可视为机组预热阶段完成。因此，通过机组预热阶段控制(S20)，可将蒸馏桶21内大量的废液23由常温(例如20℃)加热到一定的温度(例如35～55℃)，使机组预备进入蒸馏阶段。

请参见图5所示，其为本发明机组蒸馏阶段控制与自动补液过程控制的流程图。当完成机组预热阶段控制(S20)后，则进行机组蒸馏阶段控制(S30)。承前所述，在机组蒸馏阶段控制(S30)执行之前，会再对于蒸馏桶21内废液23的液位是否正常进行判断，具体的判断与控制可配合参见前述图3、图7与图8的说明，在此不再赘述。当控制器确定蒸馏桶21内废液23的液位正常时，则压缩机11由低载运转(预热阶段)转换为全载运转(S31)，开始对蒸馏桶21内的废液23进行蒸馏。此时，控制器若在预热阶段有启动备载热源者，由于热泵10已能正常、稳定制热，且蒸馏桶21内开始稳定蒸馏，因此控制器则停止备载热源(S32)。

然后，控制器根据设置于蒸馏桶21内的温度检测器，或者由于蒸馏桶21内的废液温度与真空压力之间对应的饱和关系，因此亦可根据设置于蒸馏桶21内的压力检测器得知蒸馏桶21内的废液温度，判断废液温度是否达到蒸馏温度设定值(S33)。在本发明的蒸馏温度设定值可设计为30～60℃，然不以此为限制本发明。举例来说，假设蒸馏桶21内的压力与废液温度的对应关系为-96～-80千帕的压力对应30～60℃的废液温度，亦即，蒸馏温度设定值系为蒸馏桶21内的真空压力为-96～-80千帕时，所对应蒸馏桶21内废液23的蒸馏温度为30～60℃。因此控制器可通过压力检测器检测的压力信息或者温度检测器检测的温度信息，进而调整蒸馏桶内的压力(S34)，使得蒸馏过程中维持废液23的蒸馏温度在蒸馏温度设定值，除了可达到最佳的蒸馏效能外，亦可避免过高的废液23的蒸馏温度导致废液23内的有害物质(例如毒性化学物质、重金属物质…等等)被蒸馏出，造成对人体健康的危害或者对机组使用寿命的影响。

然后，控制器进一步判断压缩机11提供的热源压力是否达到高压设定值(S35)。通过控制热泵10的压缩机11的热源出口压力为高压设定值1300～2000千帕，以避免压缩机11过高的热源出口压力造成蒸馏桶21内的废液温度持续上升，并且避免过度的热累积于热泵10内，由此提高热泵10的制热效能与使用寿命。举例来说，当压缩机11提供的热源出口压力超过高压设定值时，控制器则提高热泵10的散热器12(例如可为散热风扇)的转速，使得散热器12散逸更多从蒸馏桶21的加热器24传回至蒸发器13的热能，并由此降低压缩机11的热源出口压力。反之，当压缩机11提供的热源出口压力未达到高压设定值时，控制器则降低热泵10的散热器12的转速，使得提高蒸馏桶21的加热器24传回至蒸发器13的热能，并由此提高压缩机11的热源出口压力。此外，控制器亦可通过与散热器12连接的第二变频器72(其中，第二变频器72可为高压变频器，然不以此为限制)来改变散热器12的转速，使得蒸馏桶21的加热器24传回至蒸发器13的热能得以控制，并由此适应压缩机11的热源出口压力。亦即，通过控制器调整热泵10的散热器12的转速(S36)，使得压缩机11提供的热源出口压力维持高压设定值。故此，热泵10则以上述的蒸馏温度设定值与高压设定值，控制压缩机11全载运转(S38)以维持蒸馏程序的进行。

除此之外，控制器亦可通过控制压缩机11的转速来适应压缩机11的热源出口压力。举例来说，当压缩机11提供的热源出口压力超过高压设定值时，控制器则降低热泵10的压缩机11的转速，使得压缩机11的热源出口压力降低。反之，当压缩机11提供的热源出口压力未达到高压设定值时，控制器则提高热泵10的压缩机11的转速，使得压缩机11的热源出口压力提高。此外，控制器亦可通过与压缩机11连接的第一变频器71(其中第一变频器71可为低压变频器，然不以此为限制)来改变压缩机11的转速，使得压缩机11的热源出口压力得以调整。亦即，通过控制器调整热泵10的压缩机11的转速(S37)，使得压缩机11提供的热源出口压力维持高压设定值。故此，热泵10则以上述的蒸馏温度设定值与高压设定值，控制压缩机11全载运转(S38)以维持蒸馏程序的进行。

请参见图6所示，其为本发明机组停机过程控制的流程图。当废液23的蒸馏程序完成或欲中止蒸馏程序时，则进行机组停机过程控制(S40)。当控制器接收到停机命令时，控制器控制热泵10的压缩机11与蒸发器13以及真空泵40停止运转(S41)，其中压缩机11、蒸发器13以及真空泵40可同时停止运转，亦可先后停止运转。然后，为使机组内热量的循环能够完全，因此水泵60与散热器12则会在上述三者停止运转后的一段延迟时间例如30～60秒，然不以此为限制，再行停止运转。首先，控制器开始延迟计时(S42)，然后控制器判断是否达到延迟时间(S43)，若否，则控制水泵60与散热器12持续运转(S44)，并且控制器持续延迟计时；反之若是，控制器则控制水泵60与散热器12停止运转(S45)。

然后，由于蒸馏桶21内为负压真空状态，因此，控制器开启真空破坏电磁阀25(S46)，以破坏蒸馏桶21内的真空状态。进一步地，控制器判断蒸馏桶21内的压力是否达到真空破坏压力值(S47)，例如一大气压状态。若否，控制器则持续开启真空破坏电磁阀25；若是，控制器则进行自动排液(S48)，可通过控制隔膜泵或抽液棒将蒸馏后浓度较高的废液23自蒸馏桶21内排(取)出。最后，排液完成后，控制器控制机组停机(S49)，使机组处于停机等待状态或处于关机状态。

综上所述，本发明具有以下的特征与优点：

1、利用热泵的制热能力提供废液预热与蒸馏所需的热源，以达到节能的功效。

2、通过真空泵与真空破坏电磁阀的协调控制，调节蒸馏桶内为负压真空状态，使得低温蒸馏废液的效能提升，并且可避免过高的蒸馏温度导致废液内的有害物质被蒸馏出，造成对人体健康的危害或者对机组使用寿命的影响。

3、废液预热或蒸馏后经冷凝器冷凝的液态水以及供冷凝器冷却的回收水皆可回收再利用，达到零排放的要求。

4、冷凝器用以将高温的蒸气相变化为高温的液体，因此可缩减冷凝器的大小，节省设置的空间。

5、不停机的自动补液控制，以维持蒸馏程序持续进行，达到高效率的蒸馏效果。

6、通过控制低压变频器改变压缩机的转速，及/或控制高压变频器改变散热器的转速，可提高适应压缩机的热源出口压力的弹性与灵活性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (19)

1.一种废液处理系统，其特征在于，该废液处理系统包含：

一蒸馏桶，盛装废液；

一热泵，与该蒸馏桶连通，该热泵提供热源对该废液加热，使该废液产生蒸气；

一真空泵，抽吸该蒸馏桶内的空气，使该蒸馏桶为负压真空状态；

一冷凝器，设置并连通于该蒸馏桶及该真空泵之间，且该冷凝器与该热泵连通；

一循环桶，分别与该冷凝器及该真空泵连通；及

一水泵，设置并连通于该循环桶及该热泵之间；

其中，该真空泵与该循环桶分开设置；

其中，该冷凝器通过该真空泵接收该蒸气，使该蒸气冷凝为液态水，该液态水流经该真空泵后，该循环桶接收该液态水为回收水，其中，该液态水与回收水之间为单一水路；该水泵抽吸该循环桶内的该回收水至该热泵，该回收水经该热泵吸热，流经该冷凝器以提供冷却后，该回收水流入该循环桶内。

2.如权利要求1所述的废液处理系统，其特征在于，更包含：

一加热器，与该蒸馏桶连接，该加热器接收该热泵所提供的该热源并对该废液加热。

3.如权利要求2所述的废液处理系统，其特征在于，该热泵包含：

一蒸发器，与该加热器连通，该蒸发器接收流经该加热器的该热源并对该热源吸热，使该热源相变化为低压气体，且接收该回收水，对该回收水吸热；及

一压缩机，分别连通该蒸发器及该加热器，该压缩机压缩该低压气体以提供高压气体为该热源，并将该热源传送至该加热器。

4.如权利要求3所述的废液处理系统，其特征在于，该热泵更包含：

一散热器，设置于该加热器及该蒸发器之间，接收流经该加热器的该热源并对该热源散热。

5.如权利要求1所述的废液处理系统，其特征在于，更包含：

一压力检测器，设置于该蒸馏桶内，检测该蒸馏桶内的压力；及

一温度检测器，设置于该蒸馏桶内，检测该蒸馏桶内该废液的温度。

6.如权利要求1所述的废液处理系统，其特征在于，更包含：

一真空破坏电磁阀，与该蒸馏桶连接，该真空破坏电磁阀的开启与关闭，调节该蒸馏桶内的压力大小。

7.如权利要求1所述的废液处理系统，其特征在于，该蒸馏桶内为负压真空状态时的真空压力为–100～–60千帕。

8.如权利要求1所述的废液处理系统，其特征在于，该蒸馏桶内该废液的蒸馏温度为30～60℃。

9.如权利要求3所述的废液处理系统，其特征在于，更包含：

一第一变频器，连接该压缩机，改变该压缩机的转速，以调整该压缩机的热源出口压力。

10.如权利要求4所述的废液处理系统，其特征在于，更包含：

一第二变频器，连接该散热器，改变该散热器的转速，以调整该压缩机的热源出口压力。

11.一种废液处理方法，应用于权利要求1至10任一项所述的废液处理系统，其特征在于，该废液处理方法包含：

执行一机组停机状态控制与一自动补液过程控制，用以控制该废液处理系统启动前的停机等待状态；

执行一机组预热阶段控制，用以当该废液处理系统启动后，控制对该蒸馏桶内该废液的初始加热；

执行一机组蒸馏阶段控制与该自动补液过程控制，用以控制该蒸馏桶内该废液的真空蒸馏；及

执行一机组停机过程控制，用以当该废液蒸馏完成后的自动排液及停机控制。

12.如权利要求11所述的废液处理方法，其特征在于，该机组蒸馏阶段控制与该自动补液过程控制包含：

判断该蒸馏桶内该废液的液位是否正常，若过低则启动自动补液，若过高则启动一保护机制；

判断该蒸馏桶内该废液的温度是否达到一蒸馏温度设定值，若否则通过该真空泵与该真空破坏电磁阀调整该蒸馏桶内的压力，使该废液的温度达到该蒸馏温度设定值；

判断该压缩机提供的热源出口压力是否达到一高压设定值，若否则调整该散热器及/或该压缩机的转速，使该热源出口压力达到该高压设定值；及

控制该压缩机全载运转，并对该废液进行蒸馏。

13.如权利要求12所述的废液处理方法，其特征在于，当该压缩机提供的该热源出口压力未达到该高压设定值时，控制该散热器的转速降低，以增加该热源出口压力；当该热源出口压力超过该高压设定值时，控制该散热器的转速提高，以减少该热源出口压力。

14.如权利要求12所述的废液处理方法，其特征在于，当该压缩机提供的该热源出口压力未达到该高压设定值时，控制该压缩机的转速提高，以增加该热源出口压力；当该热源出口压力超过该高压设定值时，控制该压缩机的转速降低，以减少该热源出口压力。

15.如权利要求11所述的废液处理方法，其特征在于，该机组预热阶段控制包含：

启动该真空泵，抽吸该蒸馏桶内的空气，使该蒸馏桶为负压真空状态；

判断该蒸馏桶内的压力是否达到一真空度设定值，若否则通过该真空泵调整该蒸馏桶内的压力，使该蒸馏桶的压力达到该真空度设定值；

启动该压缩机运转；

判断该蒸发器的热源负载能力是否足够，若否则降低该压缩机的转速或启动一备载热源至少一者，使该蒸发器的该热源负载能力足够；及

控制该压缩机低载运转，并对该废液进行预热。

16.如权利要求15所述的废液处理方法，其特征在于，当该循环桶内回收水的温度为0～10℃时，则启动该备载热源；当该循环桶内回收水的温度超过10℃时，则停止该备载热源。

17.如权利要求11所述的废液处理方法，其特征在于，该机组停机状态控制与该自动补液过程控制包含：

判断是否接收一启动命令，若否则该废液处理系统处于停机等待状态；

判断该蒸馏桶内该废液的液位是否正常，若过低则启动自动补液，若过高则启动一保护机制；及

该废液处理系统准备进入启动运转。

18.如权利要求11所述的废液处理方法，其特征在于，该机组停机过程控制包含：

控制该压缩机、该蒸发器以及该真空泵停止运转；

经过一延迟时间后，控制该水泵与该散热器停止运转；

开启该真空破坏电磁阀，以控制该蒸馏桶的压力达到一真空破坏压力值；及

自动排出该蒸馏桶内的该废液。

19.如权利要求11所述的废液处理方法，其特征在于，执行该自动补液过程控制包含：

开启该补液电磁阀，进行废液补充；及

经定时与定次补充废液或者定时与累加计时补充废液后，判断该蒸馏桶内该废液的液位是否正常，若该废液的液位过低则启动该保护机制。

Images