处理废离子液体的系统和方法与流程

本发明属于废水处理技术领域，更具体地，涉及一种处理废离子液体的系统和方法。

背景技术：

油品中烯烃和芳烃的烷基化是油品质量升级的重要措施，可以减少挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds，简称vocs)排放，从而减少油品使用过程中对环境的污染。油品精制以及炼油等工艺需要离子液体作为反应介质和催化剂。离子液体是由烷基季铵阳离子与复合阴离子组成的复合盐溶液。

离子液体烷基化装置运行过程中，为保持离子液体的活性，必须按比例补充新鲜离子液体，并排出等量的废离子液体。对于排出的废氯铝酸离子液体必需进行消解处理。

改性的氯铝酸盐离子液体对油品中烯烃和芳烃的烷基化效率很高，并且已有工程化应用。以某种改性的氯铝酸盐离子液体为例，该废离子液体主要组分是油20％，氯离子56％，铜离子13％，铝离子11％，消解的处理流程大致为：消解→中和→沉淀→脱水→干化，其中沉淀和脱水出水流入循环盐水罐，循环盐水罐出水重新返回消解单元。

发明人经研究发现上述处理流程存在以下不足：(1)每吨废离子液体产生固体1.7～1.8吨，其中包括：al(oh)3占比约为26％，cu(oh)2占比约为8％，nacl占比约为65％，以及石油类约为1％。这些中固体属于危险废物，需要进一步处理，处置费用高达3000～5000元/吨，运行成本很高；(2)使用的干化设备中有高浓度油气，需要氮封以防爆炸，进一步增加运行成本；(3)产生的固体气味很大，对环境污染严重。

因此，亟需一种回收重金属污染物、回收盐、低运行成本的废离子液体处理方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种既能除去离子液体中的油，又能回收其中的铜和盐的处理废离子液体的系统和方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种处理废离子液体的系统。该系统包括：依次连通的混合装置、除油装置、电解槽、中和沉淀装置、超滤装置、以及与所述中和沉淀装置连通的脱水机；

所述电解槽的阴极为铜电极，阳极为铝电极。

具体地，所述混合装置为喷射器，所述喷射器包括：喷嘴、吸入管、扩压管、进液口、吸入口、以及出液口；

所述喷嘴位于所述吸入管内，并且与所述进液口连通；

所述吸入管与所述扩压管连通；

所述吸入口设置于所述吸入管上；

所述出液口设置于所述扩压管上，并且与所述除油装置连通；

优选地，该系统还包括：污油罐，所述污油罐的进油口与所述除油装置的出油口连通，所述污油罐的污油切水出液口与所述除油装置的进液口连通。

具体地，所述除油装置包括：依次连通的静态除油器、旋流除油器、过滤除油器、以及陶瓷膜除油器；

其中，所述静态除油器与所述混合装置连通；

所述陶瓷膜除油器与所述电解槽连通。

具体地，所述静态除油器包括：与所述混合装置连通的第一除油室和与所述旋流除油器连通的第二除油室；所述第一除油室和第二除油室的底部连通。

具体地，所述旋流除油器包括：密封承压壳体和至少一个旋流除油器本体；

所述密封承压壳体上设置有进液口、出油口、以及出液口，并且所述密封承压壳体的内部自上而下包括不连通的溢流腔、入口腔、以及底流腔；

所述出油口设置在所述溢流腔对应的所述密封承压壳体上；

所述进液口设置在所述入口腔对应的所述密封承压壳体上，所述进液口与所述静态除油器连通；

所述出液口设置在所述底流腔对应的所述密封承压壳体上，所述出液口与所述过滤除油器连通；

所述至少一个旋流除油器本体位于所述入口腔内；

所述旋流除油器本体包括：壳体、旋流器入口、旋流器溢流管、以及底流尾管；

所述壳体的内部自上而下包括：圆柱形的旋流腔、倒锥形的收缩腔、以及倒锥形的尾锥腔；

所述旋流器入口沿所述旋流腔对应的壳体的切向设置，并且与所述进液口连通；

所述旋流器溢流管设置在所述壳体的顶部，并且与所述溢流腔连通；

所述底流尾管设置在所述壳体的底部，并且与所述底流腔连通。

具体地，所述过滤除油器中的填料包括：石英砂、无烟煤、核桃壳、纤维球、或纤维束。

具体地，所述过滤除油器为具有机械搅拌功能的核桃壳过滤器。

具体地，所述陶瓷膜除油器的陶瓷膜孔径为0.05～0.1μm。

具体地，所述中和沉淀装置包括：沉淀器和与所述沉淀器连通的集泥罐；

所述沉淀器与所述超滤装置连通；

所述集泥罐与所述脱水机连通。

更具体地，所述超滤装置包括：超滤设备和与所述超滤设备连通的集水罐；

所述超滤设备与所述沉淀器的出液口连通；

所述集水罐与所述沉淀器的进液口连通，并且与所述脱水机连通；

所述超滤设备的内部设置有超滤膜，所述超滤膜的孔径为0.1～0.2μm，膜通量为40～50l/m²·h。超滤膜可以为聚偏氟乙烯中空纤维管，所述纤维管的内径为0.5～1mm，外径为1.1～1.6mm，所述纤维管具有大量的过滤孔，所述过滤孔的孔径为0.1～0.2μm。

更具体地，该系统还包括：循环盐水罐、结晶蒸发设备、以及干燥机；

所述循环盐水罐与所述超滤装置、所述混合装置、以及所述结晶蒸发设备连通；

所述结晶蒸发设备与所述干燥机连通；

所述干燥机与所述脱水机的出泥口连通。

优选地，该系统还包括：尾液罐和淘洗槽；

所述尾液罐与所述结晶蒸发设备的尾液出口连通，并与所述干燥机的进液口连通；

所述淘洗槽与所述脱水机互通。

本发明还提供一种处理废离子液体的方法，该方法在上述的系统中进行，所述废离子液体为废氯铝酸盐离子液体，所述方法包括以下步骤：

废离子液体和消解液在所述混合装置混合，混合液体流入所述除油装置，经所述除油装置分离污油后，形成油相和混合液相，所述混合液相流入所述电解槽，作为电解液进行电解反应，电解液中的cu²⁺被还原为单质铜，并且附着于阴极上，同时阳极被氧化，向电解液中释放al³⁺；

所述电解反应产生的废电解液进入所述中和沉淀装置，并且向所述中和沉淀装置中添加碱液，进行酸碱中和反应，并进行沉淀，上清液流入所述超滤装置进行超滤处理，沉淀于所述中和沉淀装置底部的污泥流入所述脱水机进行脱水处理。

具体地，所述方法还包括：所述油相流入所述污油罐中贮存，所述污油罐的污油切水返回至所述除油装置继续进行除油处理；

更具体地，所述酸碱中和反应ph调节目标值为8.0～9.0；

更具体地，向所述中和沉淀装置中添加助凝剂，所述助凝剂的用量为20～40mg/l。

更具体地，所述助凝剂为聚丙烯酰胺。

更具体地，所述混合液体流入所述除油装置，经所述除油装置油液分离后，形成油相和混合液相的步骤包括以下步骤：

首先混合液体流入所述静态除油器中，重力除油停留时间不小于6小时，混合液体分为第一油相和第一液相；

所述第一液相流入所述旋流除油器中，经过旋流分离，形成第二油相和第二液相；

所述第二液相流入所述过滤除油器中，经过过滤分离，形成第三油相和第三液相；

所述第三液相流入所述陶瓷膜除油器中，经过膜分离，形成第四油相和第四液相；

优选地，所述第一油相、所述第二油相、所述第三油相、以及所述第四油相流入所述污油罐中储存，产生的污油切水返回至所述静态除油器内继续进行重力除油。

具体地，所述方法还包括：所述超滤设备的产水流入所述循环盐水罐中贮存；随着超滤设备(501)的运行，进水压力逐渐升高，进水压力升高到预设压力后，进行反洗，所述反洗时所述循环盐水罐中的贮存水返回至所述超滤设备用作反洗液，反洗排水流入所述集水罐；

所述脱水机脱水处理产生的废水，流入所述集水罐中；

所述集水罐中的废水返回至所述沉淀器中循环处理；

所述循环盐水罐中的贮存水第一部分流入所述混合装置中作为消解液循环利用，第二部分流入所述结晶蒸发设备进行蒸发结晶，产生以氯化钠为主的固体颗粒、蒸馏水以及部分结晶尾液，第三部分返回至所述超滤设备作为反洗液；

所述蒸发结晶产生的尾液和所述脱水机处理产生的污泥分别按时间段分批次流入所述干燥机中进行干燥处理，所述尾液经干燥处理产生杂盐和蒸馏水；所述污泥经干燥机处理产生蒸馏水和以氢氧化铝和氢氧化铜为主的干污泥。

本领域技术人员可以根据超滤设备的承压能力和工程所需的压力制定进水压力及反洗预设压力，本发明不做具体限定。

更具体地，所述方法还包括：脱水处理产生的高盐脱水污泥流入所述淘洗槽，淘洗产生的低盐污泥回流至所述脱水机继续进行脱水处理；

蒸发结晶产生的蒸馏水和干燥处理产生的蒸馏水流入所述淘洗槽。

本发明提供的处理废离子液体的系统，电解液中的cu²⁺被还原为单质铜，并且附着在阴极上，同时阳极被氧化，向电解液中释放al³⁺，不会使废离子液体中大量的氯离子被氧化产生氯气，不新增离子种类，不会使废离子液体的处理过程复杂化，不但能够去除污油和回收铜，还安全环保。

本发明提供的处理废离子液体的系统，通过四级除油器，去除废离子液体中绝大部分污油。

本发明提供的处理废离子液体的方法，能够回收铜、氯化钠、去除绝大部分污油。

本发明提供的处理废离子液体的方法，消解液可循环使用，不需要外加生产用水，也不外排污水，环保。

本发明提供的处理废离子液体的方法运行耗能低，成本低。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明提供的一种处理废离子液体的系统的示意图。

图2示出了本发明提供的一种处理废离子液体的系统中混合装置的示意图。

图3示出了本发明提供的另一种处理废离子液体的系统的示意图。

图4示出了本发明提供的一种处理废离子液体的系统中静态除油器的示意图。

图5示出了本发明提供的一种处理废离子液体的系统中旋流除油器的示意图。

附图标记：

1、混合装置；

101、喷嘴；102、吸入管；103、扩压管；104、进液口；105、吸入口；106、出液口；

2、除油装置；

201、静态除油器；

2011、第一除油室；2012、第二除油室；

202、旋流除油器；

2021、密封承压壳体；2022、旋流除油器本体；

20211、进液口；20212、出油口；20213、出液口；20221、壳体；20222、旋流器溢流管；20223、底流尾管；

w、溢流腔；x、入口腔；y、底流腔；

203、过滤除油器；204、陶瓷膜除油器；

3、电解槽；

4、中和沉淀装置；

401、沉淀器；402、集泥罐；

5、超滤装置；

501、超滤设备；502、集水罐；

6、脱水机；

7、污油罐；

8、循环盐水罐；

9、结晶蒸发设备；

10、干燥机；

11、尾液罐；

12、淘洗槽；

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本发明提供一种处理废离子液体的系统。请参见图1，图1示出了本发明提供的一种处理废离子液体的系统的示意图。如图1所示，该系统包括：依次连通的混合装置1、除油装置2、电解槽3、中和沉淀装置4、超滤装置5、以及与所述中和沉淀装置4连通的脱水机6；所述电解槽3的阴极为铜电极，阳极为铝电极。

本发明提供的处理废离子液体的系统的工作原理是：

废离子液体与消解液在混合装置1内充分混合，废离子液体与消解液发生消解反应，形成水、钠离子、铜离子、铝离子、氯离子、和污油混合溶液，之后混合液体流入除油装置2，经除油装置2油水分离后，形成油相和液相，液相流入电解槽3，作为电解液进行电解反应，由于电解槽3的阴极为铜电极，阳极为铝电极，因此，电解液中的cu²⁺被还原为单质铜附着在阴极上，同时阳极被氧化，向电解液中释放al³⁺，不会使废离子液体中大量的氯离子被氧化产生氯气，使得该方法安全环保，之后经过电解反应的废电解液进入中和沉淀装置4，向中和沉淀装置4中添加碱液，进行酸碱中和反应，之后进行沉淀，上清液流入所述超滤装置5进行超滤处理，沉淀于中和沉淀装置4底部的污泥流入脱水机6进行脱水处理。

在本发明中，混合装置可以采用立式消解反应器、喷射器或管道混合器等形式。优选地，混合装置为喷射器。请参见图2，图2示出了本发明提供的一种处理废离子液体的系统中喷射器的示意图。如图2所示，喷射器包括：喷嘴101、吸入管102、扩压管103、进液口104、吸入口105、以及出液口106；喷嘴101位于吸入管102内，并且与进液口104连通；吸入管102与扩压管103连通；吸入口105设置于吸入管102上；出液口106设置于扩压管103上，并且与除油装置连通。

请参见图3，图3示出了本发明提供的另一种处理废离子液体的系统的示意图。如图3所示，在本发明中，除油装置包括：依次连通的静态除油器201、旋流除油器202、过滤除油器203、以及陶瓷膜除油器204；其中，静态除油器201与混合装置1连通；陶瓷膜除油器204与电解槽3连通。废离子液体与消解液混合后发生消解反应，形成混合液体，混合液体主要包括：水、钠离子、氯离子、铜离子、铝离子和酸溶油等，在静态除油器201中重力除油，静态除油器201出流污油中油含量可达g/l数量级，通常为800～1500mg/l，静态除油器201出流液体经第一泵a加压，提高流速，进入旋流除油器202，进行旋流分离，螺旋形涡流状态放大了油液的密度差，出流液体中油含量可达80～120mg/l；流入过滤除油器203，过滤除油器203通过其中的填料截留和吸附作用除油，出流液体中油含量可达10～15mg/l，过滤除油器203的出流液体经第二泵b加压进入陶瓷膜除油器204；陶瓷膜除油器204通过陶瓷膜上微孔截留油，出流液体中油含量约为1mg/l。经过除油装置处理，废离子液体中的绝大部分污油被除去。污油可以被集中收集在污油罐7，污油罐7的进油口与除油装置2的出油口连通，污油罐7的出液口与除油装置2的进液口连通，污油罐7内的污油切水返回至除油装置2中，优选为返回至静态除油器循环处理。

第一泵可以为螺杆泵。

对于静态除油器的表现形式，请参见图4，图4示出了本发明提供的一种处理废离子液体的系统中静态除油器的示意图。如图4所示，静态除油器201包括：与混合装置1连通的第一除油室2011和与旋流除油器202连通的第二除油室2012；第一除油室2011和第二除油室2012的底部连通。

进一步地，第一除油室的出油口与污油罐的进油口连通；第二除油室与旋流除油器连通。更进一步地，所述污油罐的出液口与所述第一除油室的进液口连通。

对于旋流除油器的表现形式，请参见图5，图5示出了本发明提供的一种处理废离子液体的系统中旋流除油器的示意图。如图5所示，旋流除油器202包括：密封承压壳体2021和至少一个旋流除油器本体2022；密封承压壳体2021上设置有进液口20211、出油口20212、以及出液口20213，并且密封承压壳体2021的内部自上而下包括不连通的溢流腔w、入口腔x、以及底流腔y；出油口20212设置在溢流腔w对应的密封承压壳体2021上；进液口20211设置在入口腔x对应的密封承压壳体2021上，进液口20211与静态除油器201的出液口连通；出液口20213设置在底流腔y对应的密封承压壳体2021上，出液口20213与过滤除油器203的进液口连通；至少一个旋流除油器本体2022位于入口腔x内；至少一个旋流除油器本体2022位于入口腔x内，例如3个旋流除油器本体位于入口腔x内。优选地，溢流腔w内的压力小于底流腔y内的压力。本发明对溢流腔内的压力和底流腔内的压力不做具体限定，本领域技术人员可以根据自己的实际需要设置溢流腔内的压力和底流腔内的压力。

旋流除油器本体2022包括：壳体20221、旋流器入口、旋流器溢流管20222、以及底流尾管20223；壳体20221的内部自上而下包括：圆柱形的旋流腔、倒锥形的收缩腔、以及倒锥形的尾锥腔；旋流器入口沿旋流腔对应的壳体的切向设置，并且与进液口连通20213；旋流器溢流管20222设置在壳体20221的顶部，并且与溢流腔w连通；底流尾管20223设置在壳体20221的底部，并且与底流腔y连通。

旋流除油器的工作原理是：静态除油器的流出液体从切向高速进入旋流腔，在腔内急剧旋转，产生强烈的涡流并呈螺旋形向下运动，进入收缩腔后，根据角动量守恒，液体的旋转速度不断加大，形成强大的离心力场，离心分离因数可达2000，相当于密度差放大，凭借密度差放大效应，实现油-液分离，密度小的油相从旋流器溢流管流出，密度大的液相从旋流器底流尾管流出。

在本发明中，所述过滤除油器中的填料可以包括：石英砂、无烟煤、核桃壳、纤维球、或纤维束。过滤除油器优选为具有机械搅拌功能的核桃壳过滤器。具有机械搅拌功能的核桃壳过滤器运行时，水流自上而下，经布水器、滤料层、集水器，完成过滤；反洗时，搅拌器翻转滤料，水流自下而上，使滤料得到彻底清洗再生。

陶瓷膜除油器的陶瓷膜孔径为0.05～0.2μm，优选为0.05～0.1μm。

请继续参见图3，中和沉淀装置4包括：沉淀器401和与沉淀器401连通的集泥罐402；沉淀器401与超滤装置5连通；集泥罐402与脱水机6连通。

请继续参见图3，超滤装置5包括：超滤设备501和与超滤设备501连通的集水罐502；超滤设备501与沉淀器401的出液口连通；集水罐502与沉淀器401的进液口连通，并且与脱水机6连通；超滤设备501的内部设置有超滤膜，所述超滤膜的孔径为0.1～0.2μm，膜通量为40～50l/m²·h。超滤膜可以为聚偏氟乙烯中空纤维管，纤维管的内径为0.5～1mm，外径为1.1～1.6mm，纤维管具有多个过滤孔，过滤孔的孔径为0.1～0.2μm。沉淀器401与超滤设备501连通的管线上设置有第三泵。沉淀器401中的上清液通过第三泵c输送至超滤设备501中进行超滤处理。集水罐用于储存超滤设备的反洗排水和脱水机排出的污泥脱水，并将集水罐污水送到沉淀器中。

请继续参见图3，本发明提供的处理废离子液体的系统还包括：循环盐水罐8、结晶蒸发设备9、以及干燥机10；循环盐水罐8与超滤装置5中的超滤设备501、混合装置1、以及结晶蒸发设备9连通；结晶蒸发设备9与干燥机10连通；干燥机10与脱水机6连通。超滤装置的滤出水流入循环盐水罐贮存，循环盐水罐中盐水的第一部分流入混合装置1作为消解液循环利用，第二部分流入结晶蒸发设备9进行蒸发结晶，产生以氯化钠为主的固体颗粒和蒸馏水，第三部分返回至所述超滤设备501作为反洗液。结晶蒸发后的结晶尾液排入尾液罐，结晶尾液序批式流入干燥机内进行干燥处理，产生杂盐。脱水机脱水处理后的低盐脱水污泥分时间段序批式单独输送至干燥机中进行干燥处理，从而获得主要包含氢氧化铝和氢氧化铜的固体物质。干燥机采用热媒把蒸发结晶产生的尾液干化成杂盐，把低盐脱水污泥干化成干污泥，干污泥主要含有氢氧化铝和氢氧化铜。

循环盐水罐8与混合装置1的连通管线上设置有第四泵d，通过第四泵d将盐水的第一部分输送至混合装置1。

在本发明中，脱水机可选用离心机或板框式脱水机。

请继续参见图3，本发明提供的处理废离子液体的系统还包括：尾液罐11和淘洗槽12；尾液罐11设置在连通结晶蒸发设备9与干燥机10的管线上；淘洗槽12与脱水机6互通。结晶蒸发后的结晶尾液进入尾液罐中贮存，然后流入干燥机内进行干燥处理。脱水机脱水处理后的高盐脱水污泥输送至淘洗槽，被其中加入的蒸馏水稀释后，变为低盐湿污泥，返回脱水机中继续进行脱水处理。

本发明还提供一种处理废离子液体的方法。该方法在上述处理废离子液体的系统中进行，方法包括以下步骤：

废离子液体和消解液在混合装置1混合，混合液体流入除油装置2，经除油装置2油液分离后，形成油相和液相，液相流入电解槽3，作为电解液进行电解反应，电解液中的cu²⁺被还原为单质铜，同时阳极被氧化，向电解液中释放al³⁺。

电解反应产生的废电解液进入中和沉淀装置4，并且向中和沉淀装置4中添加碱液，进行酸碱中和反应，之后进行沉淀，上清液流入超滤装置5进行超滤处理，沉淀于中和沉淀装置4底部的污泥流入脱水机6进行脱水处理。

该方法可以处理废离子液体为废氯铝酸盐离子液体。消解液主要包括：水、钠离子、氯离子、铜离子、铝离子和酸溶油等。

本发明中的电解反应在外加直流电压作用下进行，铝阳极氧化并释放铝离子，由于电解液中本身存在铝离子，不新增其他离子，不会使后续处理过程复杂化。依据氧化还原过程电荷平衡，还原1mol的二价铜离子需要氧化2/3mol的铝为三价铝离子。按质量核算，18g铝可以还原64g铜，折合1g铝可以还原3.56g铜。

阴极反应：

阳极反应：

总反应：

原电池电动势：

说明此反应是自发的反应，在外加电压作用下反应速度更快。

电解槽阳极选择惰性材料时，因电解液存在高浓度氯离子，部分氯离子被氧化产生氯气。

原电池电动势：

说明在电解槽阳极为惰性材料时，不能发生自发反应，只有在外加电压作用下反应进行。尤其是，氯气有毒，收集难度大，因此本发明的电解槽的阳极为铝阳极。

电解槽出流液体进入沉淀器。

沉淀器在投加碱液，如naoh的条件下，产生氢氧化铝和少量氢氧化铜沉淀物，反应如下：

本发明的处理废离子液体的方法还包括：油相流入污油罐7中贮存，污油罐7中的污油切水返回至除油装置2继续进行除油处理。

在本发明中，酸碱中和反应ph调节目标值为8.0～9.0；由于沉淀物颗粒细小，为了使沉淀加速，需要向中和沉淀装置4中添加助凝剂，助凝剂选用聚丙烯酰胺(pam)时的用量为20～40mg/l，投加，沉淀器可采用机械加速澄清器或高密池，或者可实现污泥沉淀的其他沉淀器形式。沉淀物进入淘洗槽，沉淀器出流液体经第三泵c加压进入超滤设备。

在本发明中，混合液体流入除油装置2，经除油装置2油液分离后，形成油相和液相包括以下步骤：

首先混合液体流入静态除油器201中，重力除油停留时间不小于6小时，例如6～8小时，混合液体分为第一油相和第一液相。

第一液相流入旋流除油器202中，经过旋流分离，形成第二油相和第二液相。

第二液相流入过滤除油器203中，经过过滤分离，形成第三油相和第三液相。

第三液相流入陶瓷膜除油器204中，经过膜分离，形成第四油相和第四液相。

经过上述各个除油器的除油处理，去除了非离子液体中的绝大部分污油。去除的污油(第一油相、第二油相、第三油相、以及第四油相)流入污油罐7中储存，产生的污油切水返回至静态除油器201内继续进行重力沉淀。第一液相中油含量为800～1500mg/l。第二液相中油含量为80～120mg/l。第三液相中油含量为10～15mg/l。第四液相中油含量约为1mg/l。

本发明的处理废离子液体的方法还包括：超滤设备501的滤出水流入循环盐水罐8中贮存；在对超滤设备501进行反洗时，循环盐水罐8中的贮存水返回至超滤设备501，反洗排水流入集水罐502；脱水机6脱水处理产生的废水，流入集水罐中；集水罐502中的废水返回至沉淀器401中循环处理；循环盐水罐8中的贮存水第一部分流入混合装置1中作为消解液循环利用，第二部分流入结晶蒸发设备9进行蒸发结晶，产生以氯化钠为主的固体颗粒和蒸馏水，第三部分返回至超滤设备501作为超滤反洗水；蒸发结晶产生的尾液和脱水处理产生的污泥分时间段分别序批式流入干燥机10中进行干燥处理，尾液干燥处理后产生杂盐和蒸馏水；污泥干燥处理后产生氢氧化铝、氢氧化铜和蒸馏水。

蒸发结晶设备包括进料泵和循环泵。蒸发结晶产生的尾液经干燥机干燥后产生的杂盐可以外送有相应资质的公司处理。

本发明的处理废离子液体的方法还包括：脱水处理产生的高盐脱水污泥流入淘洗槽12，产生的低盐污泥回流至脱水机6重新进行脱水处理；蒸发结晶产生的蒸馏水和干燥处理产生的蒸馏水流入淘洗槽12，用以降低高盐脱水污泥的含盐量。经过脱水机处理后的高盐脱水污泥的含水率(水+溶解盐):(水+溶解盐+沉淀物)不大于70％，形成的高盐脱水污泥进入淘洗槽，蒸发结晶设备产生的蒸馏水也进入淘洗槽，淘洗槽内设置有搅拌设备，缓慢搅拌使脱水污泥和蒸馏水混合，以达到稀释盐分的作用，淘洗槽满后，淘洗槽内稀释污泥再返回离心机脱水，污泥经淘洗后，脱水污泥的含盐量大幅度下降。

实施例1

本实施例提供一种处理废离子液体的系统。该系统包括：依次连通的混合装置1、静态除油器201、旋流除油器202、过滤除油器203、以及陶瓷膜除油器204、电解槽3、沉淀器401、以及超滤设备501，与中和沉淀装置4连通的脱水机6、与除油装置2连通的污油罐7、与沉淀器401连通的集泥罐402、与超滤设备501连通的集水罐502、循环盐水罐8、结晶蒸发设备9、干燥机10、尾液罐11、以及淘洗槽12。电解槽3的阴极为铜电极，阳极为铝电极。集泥罐402与脱水机6连通，集水罐502与沉淀器401的进液口连通，循环盐水罐8与超滤装置5中的超滤设备501、混合装置1、以及结晶蒸发设备9连通，结晶蒸发设备9、尾液罐11、以及干燥机10依次连通，淘洗槽12与脱水机6互通。

实施例2

本实施例提供一种处理废离子液体的方法。该方法包括以下步骤：

废离子液体和消解液在混合装置1混合，混合液体流入除油装置2。

首先混合液体流入静态除油器201中，重力除油停留8小时，混合液体分为第一油相和第一液相。

第一液相流入旋流除油器202中，经过旋流分离，形成第二油相和第二液相。

第二液相流入过滤除油器203中，经过过滤分离，形成第三油相和第三液相。

第三液相流入陶瓷膜除油器204中，经过膜分离，形成第四油相和第四液相。

第四液相流入电解槽3，作为电解液进行电解反应，电解液中的cu²⁺被还原为单质铜附着在铜阴极上，同时阳极被氧化，向电解液中释放al³⁺。

电解反应产生的废电解液进入沉淀器401，并且向中和沉淀装置4中添加碱液和聚丙烯酰胺，进行酸碱中和反应，之后进行沉淀，沉淀于沉淀器401底部的污泥流入集泥罐402，再流入脱水机6进行脱水处理。上清液流入超滤设备501进行超滤处理，产生的高盐溶液流入循环罐8。

循环盐水罐8中的贮存水第一部分流入混合装置1中作为消解液循环利用，第二部分流入结晶蒸发设备9进行蒸发结晶，产生以氯化钠为主的固体颗粒和蒸馏水，第三部分返回至超滤设备501用作超滤反洗水。

蒸发结晶产生的结晶尾液和脱水处理产生的污泥流入干燥机10中分时间段分别序批式进行干燥处理，尾液经干燥处理产生杂盐和蒸馏水；污泥经干燥机处理产生蒸馏水和以氢氧化铝和氢氧化铜为主的干污泥。

蒸发结晶产生的蒸馏水和干燥处理产生蒸馏水进入淘洗槽12。

脱水处理产生的高盐脱水污泥输送至淘洗槽12，与其中的蒸馏水混合，形成低盐湿污泥，返回至脱水机6继续进行脱水处理。

实施例3

利用实施例2的方法处理废三乙胺盐酸盐离子液体。该废离子液体流量255kg/h，主要组分是油20％，氯离子56％，铜离子13％，铝离子11％。

(1)循环浓盐水

循环倍数取50，循环质量流量为wr＝(50+1)×255kg/h＝13005kg/h，体积流量qr＝10.9m³/h。经盐平衡计算，循环浓盐水氯化钠浓度为23.6％。

(2)喷射器

选择液-液型喷射器，出口流量11m³/h，出口压力0.12～0.2mpa，进口压力0.21～0.4mpa，吸入口流量不小于500l/h。

(3)静态除油器

停留时间取8小时，静态除油器有效容积为v1＝10.9×8＝87m³。实现油-液初步分离，出流液体中油可达到1000mg/l左右。

(4)旋流除油器

采用水力旋流器结构，单只旋流器额定流量4m³/h，共设3只，轻组分油相从溢流口排出，重组分液相从尾管排出。旋流除油器采用容积式布置，3只旋流器布置在一个圆形的压力容器内，容器用两块隔板隔为3个腔：溢流腔、入口腔和底流腔，3只旋流器安装在入口腔，旋流器尾管伸入底流腔，旋流器溢流管伸入溢流腔。入口腔接进液口，溢流腔接出油口，底流腔接出液口。当入口压力为0.51mpa时，底流压力为0.28mpa，可直接进入过滤除油器；溢流压力为0.12mpa，可直接进入污油罐。进液油浓度在1000mg/l，分流比8％条件下，液相中油浓度可以控制在50mg/l左右。

(5)过滤除油器

过滤除油器采用机械搅拌核桃壳过滤器，设计滤速不大于20m/h，过滤器直径800mm，搅拌功率0.55kw。过滤除油器出流液体中油含量可达10mg/l左右。

(6)陶瓷膜除油器

陶瓷膜孔径采用0.1μm，错流过滤形式运行，过膜压差控制在0.16mpa，陶瓷膜除油器出流液体中油含量可达1mg/l左右，陶瓷膜除油器出流液体进入电解槽。

废离子液体共含油分95kg/h，去除油分后循环盐水质量流量wr＝12910kg/h，密度1190kg/m³，循环体积流量为qr＝10.85m³/h。经计算，铜离子2510mg/l，铝离子2120mg/l。

(7)电解槽

电解槽阴极采用片状铜电极，阳极采用片状铝电极。电解槽型式：采用翻转式，以利于取出电极；电流密度取20ma/cm²，水温30℃，停留时间2h。

进液[cu²⁺]＝2510mg/l，铜回收率90％，出液[cu²⁺]＝251mg/l；进液[al³⁺]＝2120mg/l，出液[al³⁺]＝2120+(2510-251)/3.56＝2755mg/l。回收金属铜wcu＝24.5kg/h＝215t/a；消耗金属铝wal＝24.5/3.56＝6.88kg/h＝60t/a。

(8)沉淀器

沉淀器功能是在投加naoh条件下，产生氢氧化铝和氢氧化铜沉淀物。

沉淀器采用机械加速澄清器型式。

沉淀器负荷取2m³/m².h，直径取3m。沉淀器进液：2.72kg/h；沉淀器进液：29.9kg/h；cu(oh)2产生量：4.17kg/h；al(oh)3产生量：86.38kg/h；沉淀物总量(干基)：4.17+86.38＝90.55kg/h；折合含固率5％污泥量：1810kg/h；naoh投加量：136kg/h；投加浓度以30％(w/w)计，碱液投加量为453kg/h，其中水分占317kg/h。聚丙烯酰胺(pam)投加量按30mg/l，投加浓度0.5％，pam溶液投加量为65.4kg/h，其中水分占65kg/h。

由于超滤反洗排水和脱水机脱除水经集水罐收集后再排入沉淀器，使得沉淀器进液量增加，进液量增加至16819kg/h，排出污泥量1810kg/h，排出上清液量14919kg/h，折合体积流量12.54m³/h。

(9)超滤设备

上清液进入超滤设备，体积流量12.54m³/h。反洗采用超滤出流液体，来自循环罐，单只最大水反洗强度100l/m²，反洗过程包括：气洗、水反洗、正洗，间隔一定时间后，需要酸洗和碱洗，所有反洗排水进入集水罐。

(10)循环罐

超滤设备出流液体进入循环罐，循环罐水力停留时间不小于3h，容积为35m³。循环罐出流液体分成三路，第一路用泵4定量送入喷射器，第二路供超滤设备反洗用，第三路进入蒸发结晶设备。

(11)蒸发结晶设备

根据水量平衡，本实例进入蒸发结晶设备盐水量为771kg/h，其中含水589kg/h，含氯化钠182kg/h，采用二效蒸发结晶，产生氯化钠固体179kg/h，产生蒸馏水581kg/h。进入蒸发结晶设备盐水中含有少量cod，为了保证结晶盐纯度，应排放少量尾液，尾液排放量取10kg/h，其中氯化钠2.5kg/h，水分7.5kg/h。

(12)尾液罐

因为尾液排放量很小，尾液进入尾液罐储存，储存时间按90天计，尾液罐容积20m³。尾液量积累到一定量后，进入干燥机干燥。

(13)集泥罐

沉淀器产生湿污泥量为1810kg/h，集泥罐内污泥停留时间按不小于24h计。

(14)脱水机和淘洗槽

集泥罐湿污泥泵送进入脱水机，在线投加助凝剂聚丙烯酰胺pam，进泥量10t/h，进泥含液率(水+溶解盐：水+溶解盐+沉淀物)为95％，脱水机采用卧螺离心机，沉淀器产生湿污泥量为43.4t/d，离心机日工作时间为4.3h。脱水污泥含液率按70％计，脱水泥量为302kg/h，脱除盐溶液1508kg/h进入集水罐。脱水泥进入淘洗槽，蒸发结晶设备产生的蒸馏水也进入淘洗槽，淘洗槽规格与集泥罐相同，淘洗槽内设置搅拌设备，缓慢搅拌使脱水泥和蒸馏水混合，以达到稀释盐分的作用，淘洗槽满后，淘洗槽内稀释污泥再返回离心机脱水，脱水污泥含液率仍按70％计，脱水泥量为302kg/h，脱除水进入集水罐。污泥经淘洗后，脱水污泥的含盐量由50kg/h下降至17kg/h。

(15)集水罐

集水罐收集脱水机脱水和超滤反洗排水，合计3490kg/h，停留时间24h，设置容积80m³集水罐一个。

(16)干燥机

淘洗污泥经离心脱水后进入堆场储存或直接进入干燥机。选用真空耙式干燥机，间歇操作。真空耙式干燥机身设置夹套，夹套内流动加热介质，夹套外设置保温层，加热介质优选蒸发结晶设备排出的二次蒸汽，也可以蒸发结晶设备蒸汽凝结水。内胆投放物料并通过耙齿翻动，在真空条件下可以使干燥速度加快，干燥后含水率可控制在15％左右。以干燥后含水率16％计，出料含水量20kg/h，出料含盐量17kg/h，出料含渣量90kg/h，出料总量127kg/h，蒸发水量174kg/h。尾液罐储存至预设容积后，通过干燥机处理形成杂盐，杂盐量2.5kg/h，蒸发水分7.5kg/h。

可见，本发明提供的处理废离子液体的方法，能够回收铜和盐，大幅度减少危废产生量。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。