真空闪蒸器主要由真空闪蒸罐、真空闪蒸分离罐、真空闪蒸冷凝器、水环式真空泵、沉降槽给料泵和真空闪蒸冷凝液泵组成。低压闪蒸后的黑水(0.25MPa，139℃)借助压差送人真空闪蒸罐(-0.056MPa)进行闪蒸、降温和浓缩，黑水降温至78℃后在静态混合器与絮凝剂充分混合，然后经沉降槽给料泵加压进入沉降槽，上层较清的灰水返回系统循环利用。真空闪蒸罐内的不凝性气体经解析后随副产蒸汽进入真空闪蒸冷凝器，蒸汽转化为冷凝液，不凝气和冷凝液再进入真空闪蒸分离罐进行分离，冷凝液由真空闪蒸冷凝液泵加压送至灰水槽循环再利用，不凝性气体由水环式真空泵抽出放空。
真空闪蒸器位于三级闪蒸的末端，直接决定了黑水中酸性气体的解析效果和黑水温度，故真空度是真空闪蒸器的核心控制指标。由于絮凝剂对黑水温度要求较高(一般在＜80℃的水温环境下才能起到较好的絮凝效果，从而控制灰水悬浮物含量在指标范围内)，在运行过程中，若真空闪蒸器的真空度低，甚至会出现超压、超温等现象，进而对系统水质和水系统的热负荷产生较大的影响。
