CN108793561A - 应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明本发明涉及一种应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统及方法。所述零排放系统，包括：废水收集箱、TMT(三巯基均三嗪三钠盐)螯合除镉装置、膜法脱氨装置、DRO除硫脲装置、双级离子交换装置、板框压滤机、烘干机、冷凝器和PLC控制系统。本发明的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，具有较高的净化效果，同时也保护了环境，提高水的利用率，也降低了设备的投资成本和运行成本，并且此装置具有抗污染性强、耐酸碱、化学稳定性好、机械强度高、清洗维护方便、使用寿命长等特点。

Description

应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统及方法
技术领域
本发明涉及一种应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统及方法。
背景技术
随着环境污染的日益严重，目前很多工厂的废液排放严重影响了生态环境，而高效薄膜电池生产线的镉氨废液是极其污染环境的一种，国家明确要求限制排放。传统的直接蒸馏和先除镉再蒸馏等技术存在净化效果不好，投资成本和运行成本高，污染环境，化学稳定性差，寿命短且不易清理等问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统。
本发明的一种应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，包括：废水收集箱、TMT(三巯基均三嗪三钠盐)螯合除镉装置、膜法脱氨装置、DRO除硫脲装置、双级离子交换装置、板框压滤机、烘干机、冷凝器和PLC控制系统；所述废水收集箱分别与所述TMT鳌合除镉装置和所述板框压滤机连通，所述板框压滤机分别与所述废水收集箱和所述烘干机连通，所述烘干机与所述冷凝器连通，所述冷凝器与所述TMT鳌合除镉装置分别与所述膜法脱氨装置连通，所述膜法脱氨装置与所述DRO除硫脲装置连通，所述DRO除硫脲装置的浓缩端与所述蒸发结晶器连通，所述DRO除硫脲装置和所述蒸发结晶器分别与所述双级离子交换装置连通，所述PCL控制系统用于控制所述废水收集箱、所述TMT螯合除镉装置、所述聚合氯化铝加药装置、所述膜法脱氨装置、所述DRO除硫脲装置、所述双级离子交换装置、所述板框压滤机、所述烘干机和所述冷凝器。
本发明的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，具有较高的净化效果，同时也保护了环境，提高水的利用率，也降低了设备的投资成本和运行成本，并且此装置具有抗污染性强、耐酸碱、化学稳定性好、机械强度高、清洗维护方便、使用寿命长等特点。
另外，本发明上述的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，还包括：TMT加药装置和聚合氯化铝加药装置，所述TMT加药装置和所述聚合氯化铝加药装置均与所述TMT鳌合除镉装置连通。
进一步地，在所述废水收集箱中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述TMT螯合除镉装置中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述膜法脱氨装置中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述DRO除硫脲装置中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述双级离子交换装置中设置有多个监测仪表和多个自动阀中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述板框压滤机中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述烘干机中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述冷凝器中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制。
本发明的另一个目的在于提出所述的系统实现高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放的方法。
所述的系统实现高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放的方法，包括如下步骤：S101：将镉氨废水输入到所述废水收集箱中，然后将所述镉氨废水输入到所述TMT鳌合除镉装置中，并向所述TMT鳌合除镉装置中加入TMT-15和聚合氯化铝搅拌反应，得到镉泥和上清液；S102：将所述镉泥输入到所述板框压滤机中，进行一次脱水处理后得到的水输入到废水收集箱中，一次脱水处理后的所述镉泥输入到烘干机中，进行二次脱水处理，二次脱水处理后得到的水输入到所述冷凝器中，然后回收至所述膜法脱氨装置中，二次脱水处理后的所述镉泥排出；S103：将所述步骤S101得到的上清液输入到所述膜法脱氨装置中，同时通入质量浓度为95％的硫酸并搅拌反应，得到的硫酸铵通过膜法脱氨装置中的脱氨膜排出所述膜法脱氨装置，并将脱氨后的所述上清液的pH值调节至11.5～12.5，然后输入到所述DRO除硫脲装置中，所述DRO除硫脲装置的浓缩端的镉液输入到所述蒸发结晶器中进行结晶处理，将结晶处理后得到的晶体排出，得到的冷凝液输入至所述双级离子交换装置中；S104：经DRO除硫脲装置处理后的所述上清液输入至所述双级离子交换装置中，控制所述双级离子交换装置流出的水中镉的含量小于0.005mg/L。
进一步地，在所述膜法脱氨装置中排出的硫酸铵水的质量浓度为20％。
进一步地，在所废水收集箱中加入CdS、CdSO4、NH4OH、THS，用于调节废水水质并起缓冲作用。
进一步地，在调节所述脱氨后的所述上清液的pH值时用NaOH。
本发明的附加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
图1是本发明的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1所示，实施例1提出了的一种应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，包括：废水收集箱、TMT螯合除镉装置、膜法脱氨装置、DRO除硫脲装置、双级离子交换装置、板框压滤机、烘干机、冷凝器和PLC控制系统；所述废水收集箱分别与所述TMT鳌合除镉装置和所述板框压滤机连通，所述板框压滤机分别与所述废水收集箱和所述烘干机连通，所述烘干机与所述冷凝器连通，所述冷凝器与所述TMT鳌合除镉装置分别与所述膜法脱氨装置连通，所述膜法脱氨装置与所述DRO除硫脲装置连通，所述DRO除硫脲装置的浓缩端与所述蒸发结晶器连通，所述DRO除硫脲装置和所述蒸发结晶器分别与所述双级离子交换装置连通，所述PCL控制系统用于控制所述废水收集箱、所述TMT螯合除镉装置、所述聚合氯化铝加药装置、所述膜法脱氨装置、所述DRO除硫脲装置、所述双级离子交换装置、所述板框压滤机、所述烘干机和所述冷凝器。
本发明的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，具有较高的净化效果，同时也保护了环境，提高水的利用率，也降低了设备的投资成本和运行成本，并且此装置具有抗污染性强、耐酸碱、化学稳定性好、机械强度高、清洗维护方便、使用寿命长等特点。
优选的，所述的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，还包括：TMT加药装置和聚合氯化铝加药装置，所述TMT加药装置和所述聚合氯化铝加药装置均与所述TMT鳌合除镉装置连通，使加药更加方便。
优选的，在所述废水收集箱、TMT螯合除镉装置、膜法脱氨装置、DRO除硫脲装置、双级离子交换装置、板框压滤机、烘干机、冷凝器中均设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制，便于对整个系统进行监控。
实施例2
实施例2提出了利用所述的系统实现高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放的方法，包括如下步骤：
(1)将镉氨废水输入到所述废水收集箱中，然后将所述镉氨废水输入到所述TMT鳌合除镉装置中，并向所述TMT鳌合除镉装置中加入TMT-15和聚合氯化铝搅拌反应，得到镉泥和上清液。
(2)将所述镉泥输入到所述板框压滤机中，进行一次脱水处理后得到的水输入到废水收集箱中，一次脱水处理后的所述镉泥输入到烘干机中，进行二次脱水处理，二次脱水处理后得到的水输入到所述冷凝器中，然后回收至所述膜法脱氨装置中，二次脱水处理后的所述镉泥排出。
(3)将所述步骤(1)得到的上清液输入到所述膜法脱氨装置中，同时通入质量浓度为95％的硫酸并搅拌反应，得到的硫酸铵通过膜法脱氨装置中的脱氨膜排出所述膜法脱氨装置，并将脱氨后的所述上清液的pH值调节至12，然后输入到所述DRO除硫脲装置中，所述DRO除硫脲装置的浓缩端的镉液输入到所述蒸发结晶器中进行结晶处理，将结晶处理后得到的晶体排出，得到的冷凝液输入至所述双级离子交换装置中。
(4)经DRO除硫脲装置处理后的所述上清液输入至所述双级离子交换装置中，控制所述双级离子交换装置流出的水中镉的含量小于0.005mg/L。
实施例3
实施例3提出了一种利用所述的系统实现高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放的方法，包括如下步骤：
(1)在废水进水端设置废水收集箱(其中包含CdS、CdSO4、NH4OH、THS)，用于调节废水水质并起缓冲的作用。
(2)在废水收集箱后设置TMT螯合除镉装置，在螯合除镉装置添加高效复合除镉药剂、并配合添加PAC(聚合氯化铝)，经过搅拌反应池的充分接触，在斜板沉淀池中形成难溶于水的硫化镉，去掉绝大部分废水中的镉。
(3)在TMT螯合除镉装置的沉淀端设置板框压滤机，使TMT螯合除镉装置沉淀区产生的镉泥，进行初步的脱水处理，压缩镉泥的体积，同时将压滤机产生的水回用至废水收集箱，以免对环境造成污染。
(4)在板框压滤机后设置烘干机，进行进一步的脱水处理，压缩镉泥的体积，减少系统处理危险废弃物的成本。
(5)在烘干机后设置冷凝器，用于回收冷凝液，将冷凝液回收至膜法脱氨装置前，经后续的DRO除硫脲装置进一步处理，以免冷凝液中夹带的镉污染环境。
(6)在TMT螯合除镉装置后设置膜法脱氨装置，经TMT螯合除镉装置处理后的上清液添加NaOH将PH值调至11.5-12.5，含氨氮的上清液进入膜法脱氨装置，并在脱氨膜的一侧加入95％的浓H2SO4,使其反应生成铵盐(2NH3+H2SO4→(NH4)2SO4)，防止氨气对环境造成污染，同时生成的铵盐还可作为肥料进行回用。
(7)在脱氨装置后设置DRO除硫脲装置，将废液中微量的镉及其他化合物化合物进行净化处理，使回用水纯度更高。
(8)在DRO除硫脲装置浓缩端设置蒸发结晶装置，使DRO除硫脲装置浓缩端的微量的镉及其他化合物化进行结晶处理，压缩危险废弃物的体积，减少系统处理危险废弃物的成本；同时将蒸发结晶装置后产生的冷凝液回收至双级离子交换装置的进水端，防止冷凝液中微量的镉对环境造成污染。
(9)在DRO除硫脲装置后设置双级离子交换装置，对使出水中镉的含量持续稳定地小于0.005mg/L(几乎为0mg/L)，出水镉含量满足生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)，对系统起到一个保护作用，同时也使回用水的纯度更高。
(10)同时各个装置内设置多个监测仪表和自动阀，主要采用PLC，对整个系统进行全方位控制，实现高效自动化，延长系统的使用寿命和便于人员操作。
综上，本发明的有益效果为：
a.本发明专利所述的一种应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统是基于目前对镉氨废水的各个含量指标的特殊性巧妙结合提出的，采用独特的工艺设计和控制方式，使系统出水达到较高的净化效果，净化后的净水直接可回用至纯水CBD纯水系统，减少水资源的浪费；
b.本发明专利采用独特的工艺设计和控制方式，对高效薄膜电池生产线产生的镉氨废水进行特有的设计，取代了传统的直接蒸发和先化学除镉再蒸发的工艺，减少系统的投资成本和运行成本；
c.本发明专利采用独特的工艺设计和控制方式，对高效薄膜电池生产线产生的镉氨废水进行了零排放的工艺设计，杜绝了镉氨对环境造成的污染；
d.本发明专利通过对装置内各个点的时时监测，全方位控制装置各个位置的运行参数，保证装置更稳定的运行；
e.本发明专利基于对膜装置操作维护性，提出PLC系统对各个仪表和阀门进行全面的控制、监测和记录，便于对后期系统若出现故障，可进行有效的解决及排查。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，其特征在于，包括：
废水收集箱、TMT螯合除镉装置、膜法脱氨装置、DRO除硫脲装置、双级离子交换装置、板框压滤机、烘干机、冷凝器和PLC控制系统；
所述废水收集箱分别与所述TMT鳌合除镉装置和所述板框压滤机连通，所述板框压滤机分别与所述废水收集箱和所述烘干机连通，所述烘干机与所述冷凝器连通，所述冷凝器与所述TMT鳌合除镉装置分别与所述膜法脱氨装置连通，所述膜法脱氨装置与所述DRO除硫脲装置连通，所述DRO除硫脲装置的浓缩端与所述蒸发结晶器连通，所述DRO除硫脲装置和所述蒸发结晶器分别与所述双级离子交换装置连通，所述PCL控制系统用于控制所述废水收集箱、所述TMT螯合除镉装置、所述聚合氯化铝加药装置、所述膜法脱氨装置、所述DRO除硫脲装置、所述双级离子交换装置、所述板框压滤机、所述烘干机和所述冷凝器。
2.根据权利要求1所述的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，其特征在于，还包括：TMT加药装置和聚合氯化铝加药装置，所述TMT加药装置和所述聚合氯化铝加药装置均与所述TMT鳌合除镉装置连通。
3.根据权利要求1所述的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，其特征在于，在所述废水收集箱中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述TMT螯合除镉装置中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述膜法脱氨装置中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述DRO除硫脲装置中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述双级离子交换装置中设置有多个监测仪表和多个自动阀中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述板框压滤机中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述烘干机中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制；在所述冷凝器中设置有多个监测仪表和多个自动阀，并通过PLC控制系统进行控制。
4.利用权利要求1所述的系统实现高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101：将镉氨废水输入到所述废水收集箱中，然后将所述镉氨废水输入到所述TMT鳌合除镉装置中，并向所述TMT鳌合除镉装置中加入TMT-15和聚合氯化铝搅拌反应，得到镉泥和上清液；
S102：将所述镉泥输入到所述板框压滤机中，进行一次脱水处理后得到的水输入到废水收集箱中，一次脱水处理后的所述镉泥输入到烘干机中，进行二次脱水处理，二次脱水处理后得到的水输入到所述冷凝器中，然后回收至所述膜法脱氨装置中，二次脱水处理后的所述镉泥排出；
S103：将所述步骤S101得到的上清液输入到所述膜法脱氨装置中，同时通入质量浓度为95％的硫酸并搅拌反应，得到的硫酸铵通过膜法脱氨装置中的脱氨膜排出所述膜法脱氨装置，并将脱氨后的所述上清液的pH值调节至11.5～12.5，然后输入到所述DRO除硫脲装置中，所述DRO除硫脲装置的浓缩端的镉液输入到所述蒸发结晶器中进行结晶处理，将结晶处理后得到的晶体排出，得到的冷凝液输入至所述双级离子交换装置中；
S104：经DRO除硫脲装置处理后的所述上清液输入至所述双级离子交换装置中，控制所述双级离子交换装置流出的水中镉的含量小于0.005mg/L。
5.根据权利要求4所述的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，其特征在于，在所述膜法脱氨装置中排出的硫酸铵水的质量浓度为20％。
6.根据权利要求4所述的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，其特征在于，在所废水收集箱中加入CdS、CdSO4、NH4OH、THS，用于调节废水水质并起缓冲作用。
7.根据权利要求4所述的应用于高效薄膜电池生产线的镉氨废水零排放系统，其特征在于，在调节所述脱氨后的所述上清液的pH值时用NaOH。
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