CN111003865A - 高浓度废硫酸处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高浓度废硫酸处理方法，包括：(1)对高浓度废硫酸进行稀释，稀释后的废硫酸液进行初次热交换；(2)将初次热交换所得的废硫酸液进行再次热交换进一步降温；(3)将再次热交换后的废硫酸液经过预处理过滤去掉颗粒杂质得到初滤液；将初滤液经过一级纳滤，过滤所得一级清液进行储存，过滤后的一级浓液经过二级纳滤膜进行洗滤，将二级纳滤膜洗滤所得二级清液与一级清液汇总为硫酸清液储存；将硫酸清液通过反渗透膜过滤得到浓硫酸、过滤得到纯水；(4)对浓硫酸进行蒸发浓缩。本发明公开了一种高浓度废硫酸处理系统。本发明减少前期硫酸稀释量，以及降低后期蒸发量，降低了生产能耗。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，具体而言，涉及一种高浓度废硫酸处理方法及系统。
背景技术
在湿法冶金中，浸出、电解精炼等冶金生产过程中会产生大量的高浓度废硫酸，高浓度废硫酸中含有不同浓度的无机酸、有机物、有价金属，这些高浓度废硫酸如果直接排放不仅会造成环境污染而且其中的有价金属以及硫酸得不到合理回收。目前，现有技术中高浓度硫酸处理普遍采用中和法，其缺点在于中和法不能有效回收硫酸和有价金属，并且还会有大量废渣堆积。除此之外，在进行中和法处理时需要对高浓度废硫酸进行稀释，浓硫酸稀释到过低浓度处理时整体工艺设备增大，投资过大，而且浓硫酸在稀释过程中大量放热未能利用，而硫酸蒸发浓缩中又需要加热，处理能耗增加。
发明内容
本发明的主要目的在于提供高浓度废硫酸处理方法及系统，以解决现有技术中高浓度废硫酸处理时回收率低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高浓度废硫酸处理方法，包括以下步骤：
(1)对高浓度废硫酸进行稀释，稀释后的废硫酸液通过初次热交换系统进行初次热交换；
(2)将初次热交换所得的废硫酸液经过再次热交换系统进行再次热交换进一步降温；
(3)将再次热交换后的废硫酸液经过预处理过滤去掉颗粒杂质得到初滤液；将初滤液经过一级纳滤去掉溶解性杂质盐以及高价金属离子，过滤所得一级清液进行储存，过滤后的一级浓液经过二级纳滤膜进行洗滤，将二级纳滤膜洗滤所得二级清液与一级清液汇总为硫酸清液储存；将硫酸清液通过反渗透膜过滤得到浓硫酸、过滤得到纯水；
(4)对所得浓硫酸进行蒸发浓缩。
进一步地，在步骤(4)中将所得纯水返回用作二级纳滤膜洗滤用水，所述浓硫酸经过初次热交换系统并利用初次热交换产生的热量对浓硫酸进行预热，之后对预热过后的浓硫酸进行蒸发浓缩。
进一步地，采用去离子水对高浓度废硫酸进行稀释，所述高浓度废硫酸中硫酸浓度＞30％，杂质含量＜20％，稀释后的废硫酸液中硫酸浓度为20％，再次热交换对废硫酸液进行降温并将温度调节≤45℃。
进一步地，蒸发浓缩产生的蒸汽冷凝水回用作高浓度废硫酸的稀释用水。
本发明高浓度废硫酸处理系统相比于现有技术的优点在于：采用膜浓缩系统对高浓度含杂废硫酸进行过滤浓缩，由此减少前期硫酸稀释量，以及降低后期蒸发量，降低了生产能耗；本发明采用物理分离法，不添加辅助剂等化学物品，降低成本同时也降低后端废水处理难度；本发明系统充分回收和利用浓硫酸稀释时释放的热量，降低了能耗和生产成本。
本发明工艺中废硫酸中的水得到最大化回收利用，且排放的废水PH值接近中性，废水处理和回收难度低。利用反渗透膜对溶质和溶剂的分离作用实现硫酸溶液的浓缩。二级纳滤膜将高价离子，例如Fe3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等拦截在浓液侧，H+等离子穿过膜进入清液侧，实现硫酸溶液杂质离子的去除。
本发明还公开了一种高浓度废硫酸处理系统，包括硫酸稀释装置、初次热交换系统、再次热交换系统、膜浓缩系统、蒸发浓缩装置，其中：硫酸稀释装置包括浓度调节罐、设置于浓度调节罐上的稀释用水进口；
所述初次热交换系统包括与浓度调节罐相连的循环管路、设置于循环管路上的循环泵以及设置于循环管路上的第一换热器；
所述再次热交换系统包括与循环管路连通的第二换热器；
膜浓缩系统包括与第二换热器相连的预处理过滤器、与预处理过滤器相连的一级纳滤膜过滤装置、二级纳滤膜过滤装置、硫酸缓存装置、反渗透膜过滤装置、洗滤水缓存装置，所述一级纳滤膜过滤装置的一级清液出口与硫酸缓存装置的入液口相连，所述一级纳滤膜过滤装置的一级浓液出口与二级纳滤膜过滤装置的入液口相连，所述洗滤水缓存装置的出水口与二级纳滤膜过滤装置的入液口相连，所述二级纳滤膜过滤装置的二级清液出口与硫酸缓存装置入液口相连，所述硫酸缓存装置的出液口与反渗透膜过滤装置的入液口相连，所述反渗透膜过滤装置的反渗透浓液出口与蒸发浓缩装置相连。
浓硫酸稀释时会释放除大量热量，如热量不带走会产生大量含酸蒸汽对设备造成严重腐蚀，而且比较危险，本发明利用循环管路以及循环管路上的第一换热器与后段提纯浓缩后的硫酸液进行热交换，不仅降低了调节罐内硫酸溶液的温度，还将后续需要蒸发的浓硫酸进行预热，减少蒸发器的能源功耗。发明采用物理分离法，不添加辅助剂等化学物品，降低成本同时也降低后端废水处理难度；本发明系统充分回收和利用浓硫酸稀释时释放的热量，降低了能耗和生产成本。
进一步地，所述循环管路上还设有流量调节阀。流量调节阀能够有效地调节废硫酸液进入膜浓缩系统的流量。
进一步地，所述反渗透膜过滤装置的反渗透浓液出口与第二换热器相连，所述第二换热器与蒸发浓缩装置相连。反渗透膜过滤之后的浓硫酸通过与前段工艺中浓度调节罐的第一换热器进行蒸发预热，进一步降低后期的蒸发能耗。
进一步地，所述反渗透膜过滤装置的反渗透清液出口与洗滤水缓存装置入水口相连。由此经过反渗透过滤所得的纯水能够用作前段工序洗滤水用作二级纳滤膜的洗滤用水，进一步提高废硫酸液的回收利用率。
进一步地，所述蒸发浓缩装置的蒸发冷凝液出口与稀释用水进口连通。由此蒸发冷凝产生的蒸发冷凝液回用至前段工序用作于浓硫酸稀释用水。
进一步地，
一级纳滤膜过滤装置截留分子量200-1000的有机物以及溶解的2价金属离子。
二级纳滤膜过滤装置截留分子量200-1000以及溶解的2价金属离子。
反渗透膜过滤装置截留分子量＞100的有机物以及溶解盐。
可见，本发明减少前期硫酸稀释量，以及降低后期蒸发量，降低了生产能耗；本发明采用物理分离法，不添加辅助剂等化学物品，降低成本同时也降低后端废水处理难度；本发明系统充分回收和利用浓硫酸稀释时释放的热量，降低了能耗和生产成本。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明高浓度废硫酸处理系统的设备流程示意图。
上述附图中的有关标记为：
1：浓度调节罐；
2：第一换热器；
3：第二换热器；
4：预处理过滤器；
5：一级纳滤膜过滤装置；
6：二级纳滤膜过滤装置；
7：硫酸缓存装置；
8：反渗透膜过滤装置；
9：洗滤水缓存装置；
10：蒸发浓缩装置；
11：第一高压泵；
12：流量调节阀；
13：第二高压泵；
14：第三高压泵；
15：第四高压泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：
本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
高浓度废硫酸处理方法，包括以下步骤：
对高浓度废硫酸进行稀释，稀释后的废硫酸液通过初次热交换系统进行初次热交换；
将初次热交换所得的废硫酸液经过再次热交换系统进行再次热交换进一步降温；
将再次热交换后的废硫酸液经过预处理过滤去掉颗粒杂质得到初滤液；
将初滤液经过一级纳滤去掉溶解性杂质盐以及高价金属离子，过滤所得一级清液进行储存，过滤后的一级浓液经过二级纳滤膜进行洗滤，将二级纳滤膜洗滤所得二级清液与一级清液汇总为硫酸清液储存；
将硫酸清液通过反渗透膜过滤得到浓硫酸、过滤得到纯水；
(4)对所得浓硫酸进行蒸发浓缩。
在步骤(4)中将所得纯水返回用作二级纳滤膜洗滤用水，所述浓硫酸经过初次热交换系统并利用初次热交换产生的热量对浓硫酸进行预热，之后对预热过后的浓硫酸进行蒸发浓缩。
采用去离子水对高浓度废硫酸进行稀释，所述高浓度废硫酸中硫酸浓度＞30％，杂质含量＜20％，稀释后的废硫酸液中硫酸浓度为20％，再次热交换对废硫酸液进行降温并将温度调节≤45℃。
高浓度废硫酸处理系统，包括硫酸稀释装置、初次热交换系统、再次热交换系统、膜浓缩系统、蒸发浓缩装置10，其中：
硫酸稀释装置包括浓度调节罐1、设置于浓度调节罐1上的稀释用水进口；
所述初次热交换系统包括与浓度调节罐1相连的循环管路、设置于循环管路上的循环泵以及设置于循环管路上的第一换热器2；
所述再次热交换系统包括与循环管路连通的第二换热器3；
膜浓缩系统包括与第二换热器3相连的预处理过滤器4、与预处理过滤器4相连的一级纳滤膜过滤装置5、二级纳滤膜过滤装置6、硫酸缓存装置7、反渗透膜过滤装置8、洗滤水缓存装置9，所述一级纳滤膜过滤装置5的一级清液出口与硫酸缓存装置7的入液口相连，所述一级纳滤膜过滤装置5的一级浓液出口与二级纳滤膜过滤装置6的入液口相连，所述洗滤水缓存装置9的出水口与二级纳滤膜过滤装置6的入液口相连，所述二级纳滤膜过滤装置6的二级清液出口与硫酸缓存装置7入液口相连，所述硫酸缓存装置7的出液口与反渗透膜过滤装置8的入液口相连，所述反渗透膜过滤装置8的反渗透浓液出口与蒸发浓缩装置10相连。
所述循环管路上还设有流量调节阀。
所述反渗透膜过滤装置8的反渗透浓液出口与第二换热器3相连，所述第二换热器3与蒸发浓缩装置10相连。
所述反渗透膜过滤装置8的反渗透清液出口与洗滤水缓存装置9入水口相连。
所述蒸发浓缩装置10的蒸发冷凝液出口与稀释用水进口连通。
一级纳滤膜过滤装置5截留分子量200-1000的有机物以及溶解的2价金属离子。
二级纳滤膜过滤装置6截留分子量200-1000以及溶解的2价金属离子。
反渗透膜过滤装置8截留分子量＞100的有机物以及溶解盐。
如图1所示，本发明高浓度废硫酸处理系统中，浓度调节罐1上设有稀释用水进口，浓度调节罐1上设有与其相连的循环管路，循环管路上设有第一高压泵1、流量调节阀12以及第一换热器2，所述循环管路与第二换热器3相连，第二换热器3与预处理过滤器4相连，预处理过滤器4与一级纳滤膜过滤装置5相连，所述预处理过滤器4与第一纳滤膜过滤装置5之间设有第二高压泵13，所述一级纳滤膜过滤装置5的一级清液出口与硫酸缓存装置7的入液口相连，所述一级纳滤膜过滤装置5的一级浓液出口与二级纳滤膜过滤装置6的入液口相连，所述洗滤水缓存装置9的出水口与二级纳滤膜过滤装置6的入液口相连，所述洗滤水缓存装置9与二级纳滤膜过滤装置6之间设有第三高压泵14，所述二级纳滤膜过滤装置6的二级清液出口与硫酸缓存装置7入液口相连，所述硫酸缓存装置7的出液口与反渗透膜过滤装置8的入液口相连，所述硫酸缓存装置7与反渗透膜过滤装置8连接管路上还设有第四高压泵15，所述反渗透膜过滤装置8的反渗透浓液出口与蒸发浓缩装置10相连，所述反渗透膜过滤装置8的反渗透浓液出口与第二换热器3相连，所述第二换热器3与蒸发浓缩装置10相连。所述反渗透膜过滤装置8的反渗透清液出口与洗滤水缓存装置9入水口相连。所述蒸发浓缩装置10的蒸发冷凝液出口与稀释用水进口连通。
一级纳滤膜过滤装置(5)截留分子量200-1000的有机物以及溶解的2价金属离子。
二级纳滤膜过滤装置(6)截留分子量200-1000以及溶解的2价金属离子。
反渗透膜过滤装置(8)截留分子量＞100的有机物以及溶解盐。
高浓度废硫酸处理方法，如图1所示，对硫酸浓度＞30％、杂质含量＜20％的废硫酸液通过浓度调节罐1以及稀释用水进口注入的稀释用水进行稀释，通过第一换热器2收集废硫酸稀释过程中产生的热量，稀释后的废硫酸液在第一高压泵11的泵压下进入到第二换热器3，在第二换热器3中废硫酸液进行换热并进行温度调节，将废硫酸液的温度控制在45℃，经过温度调节之后的废硫酸液送入膜浓缩系统，通过流量调节阀12对进入膜浓缩系统的废硫酸流量进行调节，废硫酸液先进入预处理过滤装置4中去掉废硫酸液中的悬浮颗粒等杂志，之后在第二高压泵13泵压下进入一级纳滤膜过滤装置5中去掉溶解性杂质盐以及高价金属离子，一级纳滤膜过滤装置5将所得一级清液即硫酸通过硫酸缓存装置7进行储存，一级纳滤膜过滤装置5所得一级浓液即含有高价金属离子的浓液经过二级纳滤膜过滤装置6在洗滤水缓存装置9、第三高压泵14的作用下对一级浓液进行洗滤，二级纳滤膜过滤装置6所得二级清液即硫酸进入所述硫酸缓存装置7与一级清液汇合成硫酸清液，所述硫酸清液通过第四高压泵15泵入到反渗透膜过滤装置8进行浓缩得到浓硫酸以及纯水，所述纯水返回至洗滤水缓冲罐9用作二级纳滤膜过滤装置6洗滤的洗滤水，所述浓硫酸先经过第一换热器2利用前段工艺硫酸稀释产生的热量进行蒸发预热，之后进入蒸发浓缩装置10蒸发浓缩获得98％浓硫酸，蒸发浓缩装置10产生的蒸发冷凝液用作浓硫酸稀释液循环进入浓度调节罐1。二级纳滤的浓液为浓硫酸液中分离出来的金属杂盐，且呈弱酸性，可进入普通废水处理系统或者其他回收工艺进行处理。其中，采用去离子水对高浓度废硫酸进行稀释，所述高浓度废硫酸中硫酸浓度＞30％，杂质含量＜20％，稀释后的废硫酸液中硫酸浓度为20％。再次热交换对废硫酸液进行降温并将温度调节≤45℃。
实施例1：
将硫酸浓度为40％，杂质含量15％以内的废硫酸液进入浓度调节罐1，根据浓硫酸浓度以及调节后的浓度，通过加入去离子水使得调节后的硫酸浓度为20％。浓硫酸稀释时会释放除大量热量，如热量不带走会产生大量含酸蒸汽对设备造成严重腐蚀，而且比较危险。本发明利用浓度调节罐1外部的第一高压泵11以及第一换热器2收集废硫酸稀释过程中产生的热量并且与后段提纯浓缩后的硫酸液进行热交换，不仅降低了浓度调节罐1内硫酸溶液的温度，还可用于将后续需要蒸发的浓硫酸进行预热，减少蒸发浓缩装置10的能源功耗。
循环管路上设置流量调节阀12，调节进入膜浓缩系统的废硫酸流量，经浓度调节以及第一换热器2换热之后的废硫酸进入第二换热器3调节温度在45℃。
降温后达到进膜条件的废硫酸液体首先进入预处理过滤装置(预处理过滤装置采用金属间化合物无机膜)进行悬浮颗粒杂质的除去。
去除悬浮颗粒杂质后的硫酸浓液通过第二高压泵13送入一级纳滤膜过滤装置5中进行溶解性杂质盐及高价金属离子的分离，分离后的一级清液即硫酸进入滤液侧后在硫酸缓存装置7中进行收集，含有溶解性杂质盐及高价金属离子的一级浓液进入浓液侧，此时的一级浓液仍为高压，通过串联管道直接进入二级纳滤膜过滤装置6，前端第二高压泵13的能量得到有效利用，降低运行功耗。其中，一级纳滤膜过滤装置5截留分子量200的有机物以及溶解的2价金属离子。二级纳滤膜过滤装置6截留分子量200以及溶解的2价金属离子。反渗透膜过滤装置8截留分子量150的有机物以及溶解盐。
一级纳滤膜过滤装置5的一级浓液中仍然有部分硫酸，为进一步回收硫酸以及简化后续含盐废水的处理工序，以及纳滤膜过滤装置5的一级浓液继续进入到二级纳滤膜过滤装置6，并在二级纳滤膜过滤装置6的进水口加设洗滤水缓存装置9，对一级浓液进行洗滤，二级纳滤膜过滤装置6同样将溶解性杂质盐及高价金属离子拦截进入浓液侧，二级清液进入硫酸缓存装置7中进行收集，此工艺段可根据洗滤浓度要求加入去离子水同后续反渗透膜过滤的产水进入二级纳滤膜过滤装置6对一级浓液进行洗滤。
利用反渗透膜过滤装置8对提纯后的硫酸容易进行浓缩，硫酸被拦截在浓液侧，水则透过膜进入滤液侧，以减少后续蒸发浓缩装置10的蒸发量，反渗透膜过滤装置8的滤液侧的产水返回前端作为二级纳滤膜系统的洗滤水循环利用。
反渗透膜过滤装置8浓缩后的硫酸溶液通过与前段工艺中第一换热器2进行蒸发预热，进一步降低蒸发能耗，最终硫酸浓度可达98％。
蒸发器冷凝水最后作为浓硫酸稀释液循环进入浓度调节罐1，最终达到水的循环利用，节约水资源和减少废水排放。
实施例2
将硫酸浓度为50％，杂质含量10％以内的废硫酸液进入浓度调节罐1，根据浓硫酸浓度以及调节后的浓度，通过加入去离子水使得调节后的硫酸浓度为20％。浓硫酸稀释时会释放除大量热量，如热量不带走会产生大量含酸蒸汽对设备造成严重腐蚀，而且比较危险。本发明利用浓度调节罐1外部的第一高压泵11以及第一换热器2收集废硫酸稀释过程中产生的热量并且与后段提纯浓缩后的硫酸液进行热交换，不仅降低了浓度调节罐1内硫酸溶液的温度，还可用于将后续需要蒸发的浓硫酸进行预热，减少蒸发浓缩装置10的能源功耗。
循环管路上设置流量调节阀12，调节进入膜浓缩系统的废硫酸流量，经浓度调节以及第一换热器2换热之后的废硫酸进入第二换热器3调节温度在40℃。
降温后达到进膜条件的废硫酸液体首先进入预处理过滤装置(预处理过滤装置采用金属间化合物无机膜)进行悬浮颗粒杂质的除去。
去除悬浮颗粒杂质后的硫酸浓液通过第二高压泵13送入一级纳滤膜过滤装置5中进行溶解性杂质盐及高价金属离子的分离，分离后的一级清液即硫酸进入滤液侧后在硫酸缓存装置7中进行收集，含有溶解性杂质盐及高价金属离子的一级浓液进入浓液侧，此时的一级浓液仍为高压，通过串联管道直接进入二级纳滤膜过滤装置6，前端第二高压泵13的能量得到有效利用，降低运行功耗。其中，一级纳滤膜过滤装置5截留分子量500的有机物以及溶解的2价金属离子。二级纳滤膜过滤装置6截留分子量500以及溶解的2价金属离子。反渗透膜过滤装置8截留分子量250的有机物以及溶解盐。
一级纳滤膜过滤装置5的一级浓液中仍然有部分硫酸，为进一步回收硫酸以及简化后续含盐废水的处理工序，以及纳滤膜过滤装置5的一级浓液继续进入到二级纳滤膜过滤装置6，并在二级纳滤膜过滤装置6的进水口加设洗滤水缓存装置9，对一级浓液进行洗滤，二级纳滤膜过滤装置6同样将溶解性杂质盐及高价金属离子拦截进入浓液侧，二级清液进入硫酸缓存装置7中进行收集，此工艺段可根据洗滤浓度要求加入去离子水同后续反渗透膜过滤的产水进入二级纳滤膜过滤装置6对一级浓液进行洗滤。
利用反渗透膜过滤装置8对提纯后的硫酸容易进行浓缩，硫酸被拦截在浓液侧，水则透过膜进入滤液侧，以减少后续蒸发浓缩装置10的蒸发量，反渗透膜过滤装置8的滤液侧的产水返回前端作为二级纳滤膜系统的洗滤水循环利用。
反渗透膜过滤装置8浓缩后的硫酸溶液通过与前段工艺中第一换热器2进行蒸发预热，进一步降低蒸发能耗，最终硫酸浓度可达98％。
蒸发器冷凝水最后作为浓硫酸稀释液循环进入浓度调节罐1，最终达到水的循环利用，节约水资源和减少废水排放。
实施例3
将硫酸浓度为55％，杂质含量5％以内的废硫酸液进入浓度调节罐1，根据浓硫酸浓度以及调节后的浓度，通过加入去离子水使得调节后的硫酸浓度为20％。浓硫酸稀释时会释放除大量热量，如热量不带走会产生大量含酸蒸汽对设备造成严重腐蚀，而且比较危险。本发明利用浓度调节罐1外部的第一高压泵11以及第一换热器2收集废硫酸稀释过程中产生的热量并且与后段提纯浓缩后的硫酸液进行热交换，不仅降低了浓度调节罐1内硫酸溶液的温度，还可用于将后续需要蒸发的浓硫酸进行预热，减少蒸发浓缩装置10的能源功耗。
循环管路上设置流量调节阀12，调节进入膜浓缩系统的废硫酸流量，经浓度调节以及第一换热器2换热之后的废硫酸进入第二换热器3调节温度在35℃。
降温后达到进膜条件的废硫酸液体首先进入预处理过滤装置(预处理过滤装置采用金属间化合物无机膜)进行悬浮颗粒杂质的除去。
去除悬浮颗粒杂质后的硫酸浓液通过第二高压泵13送入一级纳滤膜过滤装置5中进行溶解性杂质盐及高价金属离子的分离，分离后的一级清液即硫酸进入滤液侧后在硫酸缓存装置7中进行收集，含有溶解性杂质盐及高价金属离子的一级浓液进入浓液侧，此时的一级浓液仍为高压，通过串联管道直接进入二级纳滤膜过滤装置6，前端第二高压泵13的能量得到有效利用，降低运行功耗。其中，一级纳滤膜过滤装置5截留分子量1000的有机物以及溶解的2价金属离子。二级纳滤膜过滤装置6截留分子量1000以及溶解的2价金属离子。反渗透膜过滤装置8截留分子量350的有机物以及溶解盐。
一级纳滤膜过滤装置5的一级浓液中仍然有部分硫酸，为进一步回收硫酸以及简化后续含盐废水的处理工序，以及纳滤膜过滤装置5的一级浓液继续进入到二级纳滤膜过滤装置6，并在二级纳滤膜过滤装置6的进水口加设洗滤水缓存装置9，对一级浓液进行洗滤，二级纳滤膜过滤装置6同样将溶解性杂质盐及高价金属离子拦截进入浓液侧，二级清液进入硫酸缓存装置7中进行收集，此工艺段可根据洗滤浓度要求加入去离子水同后续反渗透膜过滤的产水进入二级纳滤膜过滤装置6对一级浓液进行洗滤。
利用反渗透膜过滤装置8对提纯后的硫酸容易进行浓缩，硫酸被拦截在浓液侧，水则透过膜进入滤液侧，以减少后续蒸发浓缩装置10的蒸发量，反渗透膜过滤装置8的滤液侧的产水返回前端作为二级纳滤膜系统的洗滤水循环利用。
反渗透膜过滤装置8浓缩后的硫酸溶液通过与前段工艺中第一换热器2进行蒸发预热，进一步降低蒸发能耗，最终硫酸浓度可达98％。
蒸发器冷凝水最后作为浓硫酸稀释液循环进入浓度调节罐1，最终达到水的循环利用，节约水资源和减少废水排放。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.高浓度废硫酸处理方法，包括以下步骤：
(1)对高浓度废硫酸进行稀释，稀释后的废硫酸液通过初次热交换系统进行初次热交换；
(2)将初次热交换所得的废硫酸液经过再次热交换系统进行再次热交换进一步降温；
(3)将再次热交换后的废硫酸液经过预处理过滤去掉颗粒杂质得到初滤液；将初滤液经过一级纳滤去掉溶解性杂质盐以及高价金属离子，过滤所得一级清液进行储存，过滤后的一级浓液经过二级纳滤膜进行洗滤，将二级纳滤膜洗滤所得二级清液与一级清液汇总为硫酸清液储存，将硫酸清液通过反渗透膜过滤得到浓硫酸、过滤得到纯水；
(4)对所得浓硫酸进行蒸发浓缩。
2.如权利要求1所述的高浓度废硫酸处理方法，其特征在于，在步骤(4)中将所得纯水返回用作二级纳滤膜洗滤用水，所述浓硫酸经过初次热交换系统并利用初次热交换产生的热量对浓硫酸进行预热，之后对预热过后的浓硫酸进行蒸发浓缩。
3.如权利要求1所述的高浓度废硫酸处理方法，其特征在于，采用去离子水对高浓度废硫酸进行稀释，所述高浓度废硫酸中硫酸浓度＞30％，杂质含量＜20％，稀释后的废硫酸液中硫酸浓度为20％，再次热交换对废硫酸液进行降温并将温度调节≤45℃。
4.如权利要求1所述的高浓度废硫酸处理方法，其特征在于，蒸发浓缩产生的蒸汽冷凝水回用作高浓度废硫酸的稀释用水。
5.高浓度废硫酸处理系统，其特征在于，包括硫酸稀释装置、初次热交换系统、再次热交换系统、膜浓缩系统、蒸发浓缩装置(10)，其中：
硫酸稀释装置包括浓度调节罐(1)、设置于浓度调节罐(1)上的稀释用水进口；
所述初次热交换系统包括与浓度调节罐(1)相连的循环管路、设置于循环管路上的循环泵以及设置于循环管路上的第一换热器(2)；
所述再次热交换系统包括与循环管路连通的第二换热器(3)；
膜浓缩系统包括与第二换热器(3)相连的预处理过滤器(4)、与预处理过滤器(4)相连的一级纳滤膜过滤装置(5)、二级纳滤膜过滤装置(6)、硫酸缓存装置(7)、反渗透膜过滤装置(8)、洗滤水缓存装置(9)，所述一级纳滤膜过滤装置(5)的一级清液出口与硫酸缓存装置(7)的入液口相连，所述一级纳滤膜过滤装置(5)的一级浓液出口与二级纳滤膜过滤装置(6)的入液口相连，所述洗滤水缓存装置(9)的出水口与二级纳滤膜过滤装置(6)的入液口相连，所述二级纳滤膜过滤装置(6)的二级清液出口与硫酸缓存装置(7)入液口相连，所述硫酸缓存装置(7)的出液口与反渗透膜过滤装置(8)的入液口相连，所述反渗透膜过滤装置(8)的反渗透浓液出口与蒸发浓缩装置(10)相连。
6.如权利要求5所述的高浓度废硫酸处理系统，其特征在于，所述循环管路上还设有流量调节阀。
7.如权利要求5所述的高浓度废硫酸处理系统，其特征在于，所述反渗透膜过滤装置(8)的反渗透浓液出口与第二换热器(3)相连，所述第二换热器(3)与蒸发浓缩装置(10)相连。
8.如权利要求5所述的高浓度废硫酸处理系统，其特征在于，所述反渗透膜过滤装置(8)的反渗透清液出口与洗滤水缓存装置(9)入水口相连。
9.如权利要求5所述的高浓度废硫酸处理系统，其特征在于，所述蒸发浓缩装置(10)的蒸发冷凝液出口与稀释用水进口连通。
10.如权利要求5所述的高浓度废硫酸处理系统，其特征在于，
一级纳滤膜过滤装置(5)截留分子量200-1000的有机物以及溶解的2价金属离子。
二级纳滤膜过滤装置(6)截留分子量200-1000以及溶解的2价金属离子。
反渗透膜过滤装置(8)截留分子量＞100的有机物以及溶解盐。
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