技术领域
本发明涉及金属冶炼领域，具体而言，涉及一种含酸废水处理设备及处理方法。
背景技术：
在冶炼行业中，现有的含酸废水的处理方法多采用中和沉淀法或者通过电化学的方法进
行处理。然而面对当今的环保政策，上述处理方法需要投入更高的处理费用，同时其产生的
有害固渣的量已不能满足现有的环保要求。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种含酸废水处理设备及处理方法，以解决现有的含酸废水
处理方法环保性较差的问题。
为了实现上述目的，本发明一个方面提供了一种含酸废水处理设备，该处理设备包括：
第一浓缩单元；固液分离单元，固液分离单元设置有浓缩液入口和分离液出口，浓缩液入口
与第一浓缩单元通过浓缩液输送管路相连；及第二浓缩单元，设置有热介质入口，第二浓缩
单元与固液分离单元的分离液出口通过分离液输送管路相连；热介质供应单元，与第二浓缩
单元通过热介质入口相连，以向第二浓缩单元中通入热介质以对经固液分离单元得到的分离
液进行吹脱，其中含酸废水含有硫酸、氟离子和氯离子。
进一步地，含酸废水处理设备还包括烟气供应装置，第一浓缩单元设置有烟气入口，烟
气入口与烟气供应装置通过烟气输送管路相连，用于向第一浓缩单元中通入烟气以使含酸废
水进行浓缩。
进一步地，第一浓缩单元还设置有不凝气出口，在不凝气的流动方向上，第一浓缩单元
的内部依次设置有第一喷淋装置和位于第一喷淋装置上方的第一除雾装置。
进一步地，固液分离单元包括：沉降槽，沉降槽设置有浓缩液入口、清液出口和沉降液
出口；及压滤机，压滤机设置有滤液入口和分离液出口，滤液入口与沉降液出口连通，清液
出口和分离液出口分别与分离液输送管路相连通。
进一步地，第二浓缩单元设置有酸气出口，处理设备还包括碱洗装置，碱洗装置与酸气
出口通过酸气输送管线相连；优选地，碱洗装置还设置有碱液入口，处理设备还包括碱液储
槽，碱液储槽与碱液入口通过碱液输送管路相连。
进一步地，在酸气的流动方向上，第二浓缩单元还设置有第二喷淋装置和位于第二喷淋
装置上方的第二除雾装置，第二喷淋装置设置于热介质入口的上方，且第二喷淋装置与分离
液输送管路相连。
进一步地，沉降槽还设置有絮凝剂加剂口。
进一步地，处理设备还包括分离液储槽，分离液储槽与第二喷淋装置通过分离液输送管
路相连；优选地，第二浓缩单元设置有酸液出口，处理设备还包括酸液缓存槽，酸液缓存槽
设置于分离液储槽与第二喷淋装置之间的分离液输送管路上，且酸液缓存槽与酸液出口通过
第一酸液输送管路相连；更优选地，处理设备还包括酸液储槽，酸液储槽与酸液缓存槽通过
第二酸液输送管路相连。
为了实现上述目的，本发明另一方面还提供了一种含酸废水处理方法，该含酸废水处理
方法包括：浓缩过程，将含酸废水进行浓缩得到硫酸的含量为5～35wt％的浓缩液，其中含酸
废水含有硫酸、氟离子和氯离子；固液分离过程，将浓缩液进行固液分离，得到固渣和滤液；
及吹脱过程，将滤液进行吹脱得到酸气和35～60wt％的硫酸，酸气中含有氟化氢和氯化氢。
进一步地，吹脱过程的温度为50～120℃；优选地，吹脱过程包括利用100～400℃的空
气与滤液进行直接接触或间接的过程。
进一步地，浓缩过程包括将含酸废水与烟气进行换热得到浓缩液；优选地，含酸废水与
烟气以逆流的方式进换热过程。
进一步地，浓缩过程中烟气的温度为50～400℃。
进一步地，固液分离程包括在含酸废水中加入絮凝剂的过程。
进一步地，絮凝剂为无机絮凝剂和/或有机絮凝剂；可选地，无机絮凝剂选自硫酸铝、聚
合硫酸铝、聚合氯化铁、三氯化铁和硫酸铁中的一种或多种；可选地，有机絮凝剂选自聚丙
烯酰胺、聚丙烯酸钠和木质磺酸盐中的一种或多种。
进一步地，固液分离的方法选自过滤、离心分离和/或沉降分离。
应用本发明的技术方案，将含硫酸的废水经过上述含酸废水处理设备进行处理能够回收
含酸废水中的硫酸，从而提高上述含酸废水的附加经济价值。相比于传统通过的污酸处理方
法中将硫酸等一并以沉淀的形式除去，将采用本申请提供的含酸废水处理设备能够将硫酸回
收利用，从而为企业创造一定的价值和大大降低固渣的产量。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实
施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的一种典型的实施方式提供的含酸废水处理设备的结构示意图；
图2示出了本发明的另一种优选的实施方式提供的含酸废水处理设备的结构示意图；
图3示出了本发明的一种典型的实施方式提供的含酸废水处理方法的流程示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、第一浓缩单元；11、第一喷淋装置；12、第一除雾装置；101、烟气入口；102、不凝
气出口；20、固液分离单元；201、浓缩液入口；202、分离液出口；21、沉降槽；211、清液
出口；212、沉降液出口；22、压滤机；221、滤液入口；30、第二浓缩单元；31、第二喷淋
装置；32、第二除雾装置；301、酸气出口；302、酸液出口；40、碱洗装置；401、碱液入口；
50、碱液储槽；60、分离液储槽；70、酸液缓存槽；80、酸液储槽；90、风机。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面参考说明书附图并结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有含酸废水处理方法环保性较差的问题。为了解决上述技术
问题，本发明提供了一种含酸废水处理设备，如图1所示，该处理设备包括：第一浓缩单元
10、固液分离单元20、第二浓缩单元30和热介质供应单元。固液分离单元20设置有浓缩液
入口201和分离液出口202，浓缩液入口201与第一浓缩单元10通过浓缩液输送管路相连；
第二浓缩单元30设置有热介质入口，第二浓缩单元30与固液分离单元20的分离液出口202
通过分离液输送管路相连，热介质供应单元与第二浓缩单元通过热介质入口相连，以向第二
浓缩单元30中通入热介质以对经固液分离单元20得到的分离液进行吹脱，其中含酸废水含
有硫酸、氟离子和氯离子。
将含硫酸的废水经过上述含酸废水处理设备进行处理能够回收含酸废水中的硫酸，从而
提高上述含酸废水的附加经济价值。采用第一浓缩单元10将含有氟离子、氯离子和硫酸的废
水进行浓缩后也有利于提高沉降分离过程的效率。同时采用第一浓缩单元10对含酸废水进行
浓缩得到浓缩液，还有利于提高第二浓缩单元30中酸气的挥发性，从而提高硫酸的收率。相
比于传统通过的污酸处理方法中将硫酸等一并以沉淀的形式除去，将采用本申请提供的含酸
废水处理设备能够将硫酸回收利用，从而为企业创造一定的价值和大大降低固渣的产量。
在实际使用过程中热介质优选为100～400℃的空气。
上述含酸废水处理设备中的第一浓缩单元10可以采用本领域常用的浓缩装置就能够达到
上述浓缩的过程。在一种优选的实施方式中，含酸废水处理设备还包括烟气供应装置，第一
浓缩单元10设置有烟气入口101，烟气入口101与烟气供应装置通过烟气输送管路相连，用
于向第一浓缩单元10中通入烟气以使含酸废水进行浓缩。
烟气供应装置能够为第一浓缩单元10提供烟气，将烟气供应装置与第一浓缩单元10相
连通能够使烟气与含酸废水进行接触以实现废水的浓缩过程，使用烟气中的废热，节约工艺
成本。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，第一浓缩单元10还设置有不凝气出口102，在
不凝气的流动方向上，第一浓缩单元10的内部依次设置有第一喷淋装置11和位于第一喷淋装
置11上方的第一除雾装置12。在第一浓缩单元10的内部设置第一喷淋装置11有利于增大浓
缩过程中的气液接触面积，从而提高传热效率；设置第一除雾装置12有利于除去不凝气中的
小液滴，进而便于将第一浓缩单元10中排出的不凝气应用于后续工序中。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，固液分离单元20包括：沉降槽21和压滤机22，
沉降槽21设置有浓缩液入口201、清液出口211和沉降液出口212；及压滤机22，压滤机22
设置有滤液入口221和分离液出口202，滤液入口221与沉降液出口212连通，清液出口211
与分离液出口202分别与分离液输送管路相连通。浓缩液在沉降槽21中进行沉降得到上层清
液和固含量较高的固液混合物。其中浓缩液中的清液直接由分离液输送管路输送至第二浓缩
单元30，而固含量较高的固液混合物经压滤机22过滤后得到的滤液也经分离液输送管路输送
至第二浓缩单元30。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，第二浓缩单元30设置有酸气出口301，处理设
备还包括碱洗装置40，碱洗装置40与酸气出口301通过酸气输送管线相连。在氟氯过程进行
中，第二浓缩单元30中有酸气排出，将酸气出口301与碱洗装置40通过酸气输送管线相连
通有利于通过碱性水溶液将酸气吸附，相应地能够根据需要可以得到相应的无机盐，进而有
利于上述水处理设备的经济效益和环保性。在实际使用过程中，碱洗装置40上设置有碱液入
口401，优选地碱液入口401与碱液储槽50连通。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，在酸气的流动方向上，第二浓缩单元30还设置
有第二喷淋装置31和位于第二喷淋装置31上方的第二除雾装置32，第二喷淋装置31设置于
热介质入口的上方。在第二浓缩单元30中设置第二喷淋装置31有利于进一步提高吹脱过程
中氟离子、氯离子的吹脱效率，以及硫酸的回收效率。第二喷淋装置31优选为网状喷淋装置。
上述水处理设备中，固液分离单元20中固液分离的方式可以采用本领域常用的方法。在
一种优选的实施方式中，沉降槽21还设置有絮凝剂加剂口。在沉降槽21上设置絮凝剂加剂
口，能够使沉降槽21中通过添加絮凝剂的方式使浓缩液中的杂质进行沉降，进而有利于提高
固液分离单元20的分离效率。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，上述处理设备还包括分离液储槽60，且分离液
储槽60与第二喷淋装置31通过分离液输送管路相连。设置分离液储槽60能够使从固液分离
单元20中的分离液进行储存，从而为第二浓缩单元30提供稳定的喷淋液来源。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，第二浓缩单元30设置有酸液出口302，处理设
备还包括酸液缓存槽70，酸液缓存槽70设置于分离液储槽60与第二喷淋装置31之间的分离
液输送管路上，且酸液缓存槽70与酸液出口302通过第一酸液输送管路相连。将酸液出口302
与酸液缓存槽70相连通有利于对酸液进行多次吹脱过程，从而有利于得到不同浓度的酸液(硫
酸)。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，处理设备还包括酸液储槽80，酸液储槽80与酸
液缓存槽70通过第二酸液输送管路连相连。设置酸液储槽80能够为完成吹脱过程的酸液产
品进行储存。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，处理设备还包括风机90，风机90设置于与烟气
入口101连通的烟气输送管路上。这有利于为烟气传输提供动力，提高烟气流动速度，进而
有利于提高第一浓缩单元10的传热效率。
为了解决上述技术问题，本发明的另一方面还提供了一种含酸废水处理方法，如图3所
示，该方法包括：浓缩过程、沉降分离过程和吹脱过程。通过浓缩过程将含酸废水进行浓缩
得到硫酸含量为5～35wt％的浓缩液，通过沉降分离过程将浓缩液进行沉降和固液分离，得到
固渣和滤液；通过吹脱过程，将上述滤液进行吹脱得到酸气和35～60wt％的硫酸，酸气中含
有氟化氢和氯化氢。
本申请提供的含酸废水处理方法中将上述浓缩液进行沉降分离过程得到固渣和滤液，然
后通过吹脱过程将含酸废水中的硫酸、氟离子和氯离子进行分离，得到硫酸。这有利于回收
含酸废水中的硫酸，提高上述含酸废水的附加经济价值。将含酸废水进行浓缩后，有利于提
高酸气的挥发性，从而提高硫酸的收率，同时将含有氟离子、氯离子和非氧化性强酸的废水
进行浓缩后也有利于提高沉降分离过程的效率。将浓缩液中硫酸的浓度限定在上述范围内能
够降低氟离子和氯离子的水合作用力，提高滤液中氟化氢、氯化氢等物质的挥发性，进而提
高硫酸的回收率。
相比于传统通过的污酸处理方法中将硫酸等一并以沉淀的形式除去，将采用本申请提供
的含酸废水处理设备能够将硫酸回收利用，从而为企业创造一定的价值和大大降低固渣的产
量。
优选地，将酸气与碱性水溶液进行吸附进而根据需要可以得到相应的无机盐。这有利于
提高工艺的经济效益。上述碱性水溶液包括但不限于氢氧化钠的水溶液、氢氧化钾的水溶液
和碳酸钠的水溶液。
在一种优选的实施方式中，吹脱过程的温度为50～120℃。将温度控制在上述范围内有利
于进一步提高氟离子和氯离子的水合作用力，进而进一步提高酸气的分离效率和非氧化性强
酸的回收率，同时进一步降低固渣的产率。
上述含酸废水处理方法中，可以采用本领域常用的加热方式。在一种优选的实施方式中，
加热过程包括利用100～400℃的空气与滤液进行直接接触或间接接触。使用上述温度范围的
空气与滤液进行上述吹脱过程有利于使滤液均匀受热，进而控制酸气逸出速度，提高含酸废
水处理方法的安全性。
优选地，上述浓缩过程包括将含酸废水与烟气进行换热得到上述浓缩液浓缩。通常工厂
中都会产生烟气，将含酸废水与烟气进行换热以实现废水的浓缩过程，这有利于充分回收烟
气中的热量，节约热量损耗，同时节约工艺成本。优选地含酸废水与烟气以逆流的方式进行
换热。采用逆流的方式进行换热有利于进一步提高烟气与含酸废水的换热效率，从而更进一
步提高浓缩效率。
在一种优选的实施方式中，上述浓缩过程中烟气的温度为50～400℃。在真空条件下进行
上述浓缩过程能够是该过程在较低的温度下进行，进而有利于降低浓缩过程的热损耗。上述
烟气可以直接使用工厂中产生的烟气，也可以是经过处理后处于上述温度范围内的烟气。
在一种优选的实施方式中，上述固液分离过程包括在含酸废水中加入絮凝剂的过程。通
过添加絮凝剂的方式使浓缩液中的杂质进行沉降有利于提高固液分离过程的分离效率。
上述含酸废水处理方法中，絮凝剂可选用本领域常用的絮凝剂。在一种优选的实施方式
中，絮凝剂为无机絮凝剂和/或有机絮凝剂，其中无机絮凝剂包括但不限于硫酸铝、聚合硫酸
铝、聚合氯化铁、三氯化铁和硫酸铁中的一种或多种，有机絮凝剂包括但不限于聚丙烯酰胺、
聚丙烯酸钠和木质磺酸盐中的一种或多种。采用上述絮凝剂有利于进一步提高含酸废水中重
金属离子等杂质的沉降效果。
上述含酸废水处理方法中，固液分离过程可选用本领域常用的分离方法。在一种优选的
实施方式中，固液分离过程包括但不限于过滤、离心分离和/或沉降分离。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所
要求保护的范围。
实施例1
采用如图2所示的含酸废水处理设备，将150m3含5wt％的硫酸的含酸废水与50℃的烟气
接触进行浓缩后，得到30m3浓缩液；向上述浓缩液中加入聚合氯化铁(絮凝剂)后进行离心
分离，得到29.5m3的滤液和0.05t的固渣，滤液中硫酸浓度为25wt％；将上述滤液与400℃的
空气接触后在真空环境中90℃下进行脱氟脱氯过程，得到含氟化氢和氯化氢的酸气和12.9t
质量分数为60wt％的硫酸，使用氢氧化钠溶液吸收上述酸气。
实施例2
采用如图2所示的含酸废水处理设备，将150m3含5wt％的硫酸的含酸废水与400℃的烟
气接触进行浓缩后，得到30m3浓缩液；向上述浓缩液中加入聚合氯化铁(絮凝剂)后进行离
心分离，得到29.5m3的滤液和0.05t的固渣，滤液中硫酸浓度为25wt％；将上述滤液与100℃
的空气接触后在60℃下进行脱氟脱氯过程，得到含氟化氢和氯化氢的酸气和15.5t质量分数为
50wt％的硫酸，使用氢氧化钠溶液吸收上述酸气。
实施例3
采用如图2所示的含酸废水处理设备，将150m3含5wt％硫酸与400℃的烟气接触进行浓
缩后，得到30m3浓缩液；向上述浓缩液中加入聚合氯化铁(絮凝剂)后进行离心分离，得到
29.5m3的滤液和0.05t的固渣，滤液中硫酸浓度为25wt％；将上述滤液与60℃的空气接触在
50℃下进行脱氟脱氯过程，得到含氟化氢和氯化氢的酸气和19.3t质量分数为40wt％的硫酸，
使用氢氧化钠溶液吸收上述酸气。
对比例1
在150m3含5wt％的硫酸的含酸废水中加入7.0t石灰石，得到含水量50wt％的石灰膏渣
23.8t。
对比例2
采用如图2所示的含酸废水处理设备，将150m3含5wt％的硫酸的含酸废水与400℃的烟
气接触进行浓缩，得到30m3浓缩液；向上述浓缩液中加入聚合氯化铁(絮凝剂)后进行离心
分离，得到29.5m3的滤液和0.05t的固渣，滤液中硫酸浓度为30wt％；将上述滤液与100℃的
空气接触后在60℃下进行脱氟脱氯过程，无法回收含酸废水中的硫酸。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：采用本发明提
供的含酸废水处理方法能够大大降低废水处理过程中的固渣产率，同时还能回收废水中的硫
酸，从而提高了该污水处理方法的经济效益。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员
来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等
同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。