本实用新型属于废水处理技术领域，尤其涉及一种废酸处理装置，采用太阳能集热器将太阳能转化成热能用于废水的蒸发，降低过程能耗。
背景技术：
酸洗是钢铁元件毛坯在表面热镀、电镀、喷涂前的必要过程，用以清除毛坯原件表面的氧化物，钢铁和钢铁结构件的酸洗过程产生大量的废酸溶液。大中型热镀、电镀厂每月约产生250t以上的废酸液，其废酸溶液一般含3-5%废酸，同时根据镀材和喷涂材料的不同，伴有不同浓度的Fe2+、Fe3+、Al3+、Pb2+、Zn2+等金属离子，因此，该类废酸被视为危险废物，未经处理不能排放。
目前，酸洗废水的处理方法主要有化学沉淀法、膜法处理过程、蒸发浓缩、高温焙烧、负压蒸发结晶和萃取等。化学沉淀法为工业上常用的处理方法，常用的工艺流程为：中和-絮凝-沉淀-排放， 其缺点有（1）仅能去除金属离子，处理后溶液中仍含有大量的盐离子（如NO3-，Cl-，F-），为了达标排放还需采用其他处理方法，处理过程复杂；（2）为保证出水达标，常用中和剂石灰乳需过量投加，产生大量污泥，导致后续污泥处理费用昂贵。膜法处理过程、蒸发浓缩、高温焙烧、负压蒸发结晶、萃取等方法则因能耗高、工艺流程复杂，设备投资及运行费用高等缺点未能在市场上得到广泛推广。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述问题，寻求一种工艺简洁、一次性投资省、运行成本低、充分利用新能源的自动化废酸处理装置。
为了解决上述问题，本发明涉及的废酸处理装置，包括调节池、一级中和反应池、二级中和反应池、三级中和反应池、沉淀池、太阳能蒸发间、烘焙间、酸雾收集罐、碱液制备系统、循环冷凝管、蒸馏水收集池、换热器、太阳能集热器、污泥浓缩池和板框压滤机；酸雾收集罐入口通过引风机与调节池的酸雾排出管连通，出口与一级中和反应池入口连接；调节池、一级中和反应池、二级中和反应池、三级中和反应池沿管路依次连通，且在调节池与一级中和反应池之间的管道上设置一级提升泵，碱液制备系统通过计量泵分别与一级中和反应池、二级中和反应池、三级中和反应池管路连通；三级中和反应池出口与沉淀池入口通过二级提升泵连通，沉淀池的污泥出口通过污泥提升泵与污泥浓缩池相连通，污泥浓缩池的上清液出水口与沉淀池管道连接，污泥浓缩池与板框压滤机相连接，板框压滤机通过泥饼输送带与烘焙间相连，板框压滤机滤液出口通过管道与太阳能蒸发间连接；沉淀池出水口与太阳能蒸发间连接，太阳能蒸发间与烘焙间之间设置废盐输送带，太阳能蒸发间、换热器和太阳能集热器依次连接用于热量的交换；太阳能蒸发间、烘焙间和污泥浓缩池上分别设置排风机，且均通过循环冷凝管和冷凝收集管道与蒸馏水收集池相连通；酸雾收集罐和碱液制备系统内设有NaOH溶液，调节池、浓缩池上部封顶。
本发明涉及的废酸处理装置的具体实施过程包括如下步骤：
（1）酸雾收集：收集钢铁、电镀、热镀等行业生产过程中产生的废酸溶液于调节池内，通过引风机将调节池内酸雾输送到酸雾收集罐内，酸雾收集罐内装有NaOH溶液，当酸雾收集罐内溶液接近饱和时，溶液输送到一级中和反应池；
（2）中和反应：废酸溶液在调节池内进行水质水量调节后通过一级提升泵泵入一级中和反应池，计量泵将碱液制备系统制备的NaOH溶液泵入一级中和反应池，当pH在线监测装置测得溶液pH值为4-5，溶液自流进入二级中和反应池，采用同样的方法调节二级中和反应池内溶液pH在6左右后，溶液自流进入三级中和反应池，同样调节三级中和反应池的溶液pH值在6.5-7，每级中和反应池中设置搅拌机，保证酸碱混合均匀以及中和反应池内无沉淀析出，当pH在线监测装置检测的一级中和反应池、二级中和反应池和三级中和反应池的pH值分别达到设定值时关闭各自反应池相连接的计量泵，一级中和反应池设定pH值为4-5，二级中和反应池设定pH值为6.5-7，三级中和反应池设定pH值为6.5-7；
（3）污泥收集：步骤（2）所得溶液进入沉淀池沉淀，沉淀后的污泥经污泥提升泵直接泵入污泥浓缩池，污泥浓缩池内浓缩后的污泥打入板框压滤机制得泥饼，泥饼随泥饼输送带进入烘焙间，污泥浓缩池内上清液通过管道返回沉淀池，板框压滤机滤液流入太阳能蒸发间；
（4）太阳能蒸发结晶：沉淀池内上清液通过太阳能蒸发间的布水系统进入蒸发池，太阳能集热器将集热管内水加热，通过循环水泵将集热管内热量传递给换热器，换热器与太阳能蒸发间进行热量交换提升太阳能蒸发间内温度，从而将蒸发间内溶液水分蒸发得到结晶废盐；
（5）蒸馏水回收：在太阳能蒸发间、烘焙间和污泥浓缩池内均设置排风系统，排风机大大加快空气流通速率，提高蒸发进程，水蒸汽在随空气对流循环的过程中加快冷凝，沿循环冷凝管管壁流入与循环冷凝管连通的冷凝收集管道，最终流入蒸馏水收集池；
（6）固体废弃物处理：太阳能蒸发间蒸发得到的结晶废盐与步骤（4）得到的泥饼在烘焙间内烘干后一起交由固体废弃物处理公司处理。
本发明与现有技术相比，利用传统酸碱中和法平衡过量H+离子；采用多级中和反应池解决了酸碱中和滞后的问题；采用蒸发工艺，回收蒸馏水用于再生产；蒸发系统采用太阳能，绿色经济；设置酸雾收集罐，防止工艺流程中因酸雾挥发造成二次污染；工艺过程无废气、废水排放。
附图说明：图1是本发明涉及的废酸处理装置工艺流程图；
图中，1：调节池，2：一级中和反应池，3：二级中和反应池，4：三级中和反应池，5：沉淀池，6：太阳能蒸发间，7：烘焙间，8：酸雾收集罐，9：碱液制备系统，10：循环冷凝管，11：蒸馏水收集池，12：换热器，13：太阳能集热器，14：污泥浓缩池，15：板框压滤机。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
如图1所示，本实施例涉及的废酸处理装置，包括调节池1、一级中和反应池2、二级中和反应池3、三级中和反应池4、沉淀池5、太阳能蒸发间6、烘焙间7、酸雾收集罐8、碱液制备系统9、循环冷凝管10、蒸馏水收集池11、换热器12、太阳能集热器13、污泥浓缩池14和板框压滤机15；酸雾收集罐8入口通过引风机与调节池1的酸雾排出管连通，酸雾收集罐8出口与一级中和反应池1入口连接；调节池1、一级中和反应池2、二级中和反应池3、三级中和反应池4排列布置沿管道依次连通，且在调节池1与一级中和反应池2之间的管道上设置一级提升泵，碱液制备系统9通过计量泵分别与一级中和反应池2、二级中和反应池3、三级中和反应池4管路连通；三级中和反应池4出口与沉淀池5入口通过二级提升泵连通，沉淀池5的污泥出口通过污泥提升泵与污泥浓缩池14相连通，污泥浓缩池14的上清液出水口与沉淀池5管道连接，污泥浓缩池14污泥出口与板框压滤机15相连接，板框压滤机15通过泥饼输送带与烘焙间7相连，板框压滤通机15滤液出口通过管道与太阳能蒸发间6连接；沉淀池5出水口与太阳能蒸发间6连接，太阳能蒸发间6与烘焙间7之间设置废盐输送带，太阳能蒸发间6、换热器12和太阳能集热器13依次连接用于热量的交换；太阳能蒸发间6、烘焙间7和污泥浓缩池14上分别设置排风机，且分别通过循环冷凝管10和冷凝收集管道与蒸馏水收集池11相连通；酸雾收集罐8和碱液制备系统9内装有NaOH溶液，调节池1、污泥浓缩池14上部封顶。一级中和反应池2、二级中和反应池3和三级中和反应池4中均设置搅拌机和pH在线监测装置。
本实施例涉及的废酸处理装置的具体实施过程包括如下步骤：
（1）酸雾收集：收集钢铁、电镀、热镀等行业生产过程中产生的废酸溶液于调节池内1，通过引风机将调节池1内酸雾输送到酸雾收集罐8内，酸雾中和酸雾收集罐8内的NaOH溶液，当酸雾收集罐8内溶液接近饱和时将溶液输送至一级中和反应池2；
（2）中和反应：废酸溶液在调节池1内进行水质水量调节后通过一级提升泵泵入一级中和反应池2，计量泵将碱液制备系统9制备的NaOH溶液泵入一级中和反应池2，当pH在线监测装置测得溶液pH值为4-5，溶液自流进入二级中和反应池3，采用同样的方法调节二级中和反应池3内溶液pH在6左右后，溶液自流进入三级中和反应池4，同样调节三级中和反应池4的溶液pH值在6.5-7，一级中和反应池2、二级中和反应池3和三级中和反应池4中均设置搅拌机，保证酸碱混合均匀以及中和反应池内无沉淀析出，当pH在线监测装置检测的一级中和反应池2、二级中和反应池3和三级中和反应池4的pH值分别达到设定值时关闭各自反应池相连接的计量泵，一级中和反应池2设定pH值为4-5，二级中和反应池3设定pH值为6.5-7，三级中和反应池4设定pH值为6.5-7；
（3）污泥收集：步骤（2）所得溶液进入沉淀池5沉淀，沉淀后的污泥经污泥提升泵直接泵入污泥浓缩池14，污泥浓缩池14内浓缩后的污泥打入板框压滤机15制得泥饼，泥饼随泥饼输送带进入烘焙间7，污泥浓缩池14内上清液通过管道返回沉淀池5，板框压滤机15滤液流入太阳能蒸发间6；
（4）太阳能蒸发结晶：沉淀池5内上清液通过太阳能蒸发间6的布水系统进入蒸发池，太阳能集热器13将集热管内水加热，通过循环水泵将集热管内热量传递给换热器12，换热器12与太阳能蒸发间6进行热量交换提升太阳能蒸发间6内温度，从而将蒸发间6内溶液水分蒸发得到结晶废盐；
（5）蒸馏水回收：在太阳能蒸发间6、烘焙间7和污泥浓缩池14内均设置排风系统，排风机大大加快空气流通速率，提高蒸发进程，水蒸汽在随空气对流循环的过程中加快冷凝，沿循环冷凝管10管壁流入与循环冷凝管10连通的冷凝收集管道，最终流入蒸馏水收集池11；
（6）固体废弃物处理：太阳能蒸发间6蒸发得到的结晶废盐与步骤（3）得到的泥饼在烘焙间7内烘干后一起交由固体废弃物处理公司处理。
实施例1：
以某热镀锌厂为例，该厂年加工镀锌板约80000t，热镀过程产生废盐酸量约为44000m3/a，废液pH约为2~3，COD<400mg/L，SS<90mg/L，总Fe<250mg/L，总Zn<35mg/L。按照图1所示工艺流程进行废酸处理，以每年工作365天，每天24小时工作计，设计处理能力为5m3/h。
收集废酸溶液于调节池内1，进行45分钟的水质水量调节后，通过一级提升泵打入一级中和反应池2。碱液制备系统9制备0.1mol/L的NaOH溶液，通过计量泵将NaOH溶液泵入一级中和反应池2内调节pH至4-5，二级中和反应池3内调节pH至6左右，三级中和反应池4内调节最终pH至6.5-7。二级提升泵提升废液至沉淀池5，在沉淀池5内进行沉淀，沉淀污泥通过污泥提升泵泵入板框压滤机14，板框压滤机14制备的泥饼通过泥饼传送带输送至烘焙间7，板框压滤机14滤液流入太阳能蒸发间6进行蒸发。太阳能集热器13将太阳能以热能的形式输送至太阳能蒸发间6，提升太阳能蒸发间6温度至50-70℃。沉淀池5底部的污泥每月清理一次泵入板框压滤机14，太阳能蒸发后的固体废物7-10天清理一次，两部分废物在烘焙间7使用污泥烘干设备烘干，约产生固体废物0.25m3/d作为危险废物外运交由危险废弃物处理公司处理。调节池1内产生挥发性HCl，通过引风机溶解于含有1mol/L的NaOH强碱溶液的酸雾收集罐8，当NaOH溶液接近饱和时，酸雾收集罐8内溶液导入一级中和反应池2。污泥浓缩池14、太阳能蒸发间6和烘焙间7内的蒸汽随通风系统进入循环冷凝管10，遇管壁冷凝后收集于蒸馏水收集池11。