CN108840399A - 一种新能源汽车电池的废液处理流程 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电池的废液处理流程，具体步骤如下：步骤一，正常运行产水；步骤二，第一次反洗；步骤三，第一次气洗；步骤四，酸再生；步骤五，酸排浓；步骤六，碱再生；步骤七，碱排浓；步骤八，第二次反洗；步骤九，第二次气洗；步骤十，正洗；步骤十一，回流；步骤十二，正常运行产水。本发明可以从电池废液中回收重金属；还可以从湿法冶金溶液中浓缩、提取和回收重金属；本方法可以从电镀淋洗液中回收工业有用金属，可以去除处理室中的金属污染物，可以在钙离子浓度很高的情况下从金属表面修饰工厂废水中选择性去除痕量重金属，还可以在存在氮化合物、多元羧酸和磷酸盐等配位剂的情况下进行选择性提取。

Description

一种新能源汽车电池的废液处理流程

技术领域

本发明涉及废液处理领域，具体是一种新能源汽车电池的废液处理流程。

背景技术

随着汽车数量的增多以及汽车污染严重程度的加大，人们加快了新能源汽车的研究进程。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

电池是新能源汽车的重要组成部分，为新能源汽车提供动力。电池使用后会报废，但是需要对报废电池的废液进行处理，电池废液中含有大量的重金属，废液处理不仅可以回收重金属和有用金属进行再利用，还可以避免污染地下水。现有的电池废液处理工艺主要是调整PH值，混凝沉淀出水经过过滤或者吸附就直接排放，但是进水水质变化波动性大，处理系统没有足够的缓冲能力很难保证出水的稳定性，现有的废液处理以普通树脂吸附或者反渗透为主，普通树脂吸附的技术缺点在于：重金属废水在混凝沉淀效果不好情况下进入树脂吸附塔，会让树脂瞬间吸附饱和，并且由于混凝沉淀效果不好，使树脂形成板结，从而报废，重金属废水在普通树脂吸附过程中对树脂饱和容量和树脂优先选择离子要求极高，造成即便混凝效果很好，大量不需要去除的离子也被树脂吸附，从而导致饱和时间也较短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源汽车电池的废液处理流程，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新能源汽车电池的废液处理流程，具体步骤如下：

步骤一，正常运行产水，进水阀、产水阀同时开启，两个切换阀关闭，使两台树脂塔串联运行，当有一台进入非产水状态时，相应的切换阀开启；

步骤二，第一次反洗：排放槽的排放泵开启，树脂塔提供反洗水并且两台树脂塔间的切换阀开启，保证一台反洗时另一台处于工作状态，过程开始反洗进水启动阀开启，过程结束反洗排水气动阀启动进行排水，至树脂反洗阀开启，反洗时间为5-15分钟，根据树脂脏易程度决定时间；

步骤三，第一次气洗：气洗开始鼓风机开启，气洗进气气动阀打开，排气阀打开，过程期间其他阀门不参与活动，气洗为特殊状态下启用，一般情况下再生时气洗步骤不参与，所谓特殊情况为树脂板结或者树脂反洗时发现过脏时，手动排水后再气洗；

步骤四，酸再生：再生过程主要是利用H₂SO₄完成，当酸再生开始时，硫酸加药阀开启，树脂塔上的药注气动阀同时开启，再生排浓阀开启，此过程根据再生周期表规定，时间由30-50分钟，用酸量0.3吨-0.5吨；

步骤五，酸排浓：当酸再生完成时，树脂塔上的药注气动阀开启，再生排浓阀开启，此过程根据再生周期表规定，时间由30—50分钟，根据进酸时间确定排浓时间，进酸时间长，排浓时间长，反之亦然，最终目标是让树脂塔中的水体显中性或略偏酸性；

步骤六，碱再生：碱再生主要是利用NaOH完成转型，当碱再生开始时，液碱加药阀开启，树脂塔上的药注气动阀同时开启，再生排浓阀开启，此过程根据再生周期表规定，时间由30-50分钟，用碱量0.4吨-0.6吨，确保碱的投加量，使酸再生后的树脂全部转型成为螯合树脂；

步骤七，碱排浓：当碱再生完成时，树脂塔上的药注气动阀开启，再生排浓阀开启，此过程根据再生周期表规定，时间由30-50分钟，根据进碱时间确定排浓时间，进碱时间长，排浓时间长，反之亦然，使之树脂塔内的水体显中性或略偏碱性；

步骤八，第二次反洗：排放槽排放泵开启树脂塔提供反洗水，并且两台树脂塔间的切换阀开启，保证一台反洗时另一台处于工作状态，过程开始反洗进水启动阀开启，过程结束反洗排水气动阀启动进行排水，至树脂反洗阀开启，反洗时间为5-7分钟，作用是使树脂转型充分；

步骤九，第二次气洗：气洗开始鼓风机开启，气洗进气气动阀打开，排气阀打开，过程期间其他阀门不参与活动，气洗为特殊状态下启用，一般情况下再生时气洗步骤不参与，所谓特殊情况为树脂板结或者树脂反洗时发现过脏时手动排水后再气洗；

步骤十，正洗：当树脂罐需要正洗时，进水阀开启，正洗排水阀开启进行排水，正洗过程结束的同时排气阀打开排气，过程期间其他阀门不参与活动，正洗时间为4-6分钟；

步骤十一，回流：反洗、气洗、正洗结束后，回流过程开始运行，目的是降低重金属离子对树脂塔后序构筑物的影响，回流过程开始进水气动阀和回流排水气动阀同时开启，回流时间为6-10分钟；

步骤十二，正常运行产水，进水阀、产水阀同时开启，两个切换阀关闭，使两台树脂塔串联运行，当有一台进入非产水状态时，相应的切换阀开启。

作为本发明进一步的方案：树脂塔的内部包括应切力树脂粉、溶气型曝气器、滤料防漏器、在线pH检测仪、氯离子检测仪以及电动阀门。

作为本发明进一步的方案：树脂塔采用SUS316L材料制作并且树脂塔的内部采用衬塑工艺处理。

作为本发明进一步的方案：应切力树脂粉为带有螯合的亚氨基二乙酸官能团的弱酸性大孔阳离子交换树脂。

作为本发明进一步的方案：溶气型曝气器采用微气泡搅拌曝气器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的方法使用效果好，可以从电池废液中回收重金属，满足人们的使用需求；本方法还可以从湿法冶金溶液中浓缩、提取和回收重金属，回收的重金属应用于矿浆离子交换过程；本方法可以从电镀淋洗液中回收工业有用金属，可以去除处理室中的金属污染物，可以在钙离子浓度很高的情况下从金属表面修饰工厂废水中选择性去除痕量重金属，还可以在存在氮化合物、多元羧酸和磷酸盐等配位剂的情况下进行选择性提取，使用范围广。

附图说明

图1为新能源汽车电池的废液处理流程的系统结构示意图。

图2为新能源汽车电池的废液处理流程中树脂塔的外部示意图。

图3为新能源汽车电池的废液处理流程中应切力树脂粉的使用环境图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种新能源汽车电池的废液处理流程，具体步骤如下：

步骤一，正常运行产水，进水阀、产水阀同时开启，两个切换阀关闭，使两台树脂塔串联运行，当有一台进入非产水状态时，相应的切换阀开启；

步骤二，第一次反洗：排放槽的排放泵开启，树脂塔提供反洗水并且两台树脂塔间的切换阀开启，过程开始反洗进水启动阀开启，过程结束反洗排水气动阀启动进行排水，至树脂反洗阀开启，反洗时间为5-15分钟；

步骤三，第一次气洗：气洗开始鼓风机开启，气洗进气气动阀打开，排气阀打开；

步骤四，酸再生：酸再生开始时，硫酸加药阀开启，树脂塔上的药注气动阀同时开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，用硫酸量0.3吨-0.5吨；

步骤五，酸排浓：当酸再生完成时，树脂塔上的药注气动阀开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，根据进酸时间确定排浓时间，进酸时间长，排浓时间长，反之亦然；

步骤六，碱再生：碱再生开始时，液碱加药阀开启，树脂塔上的药注气动阀同时开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，用碱量0.4吨-0.6吨；

步骤七，碱排浓：树脂塔上的药注气动阀开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，根据进碱时间确定排浓时间，进碱时间长，排浓时间长，反之亦然；

步骤八，第二次反洗：排放槽排放泵开启树脂塔提供反洗水，并且两台树脂塔间的切换阀开启，过程开始反洗进水启动阀开启，过程结束反洗排水气动阀启动进行排水，至树脂反洗阀开启，反洗时间为5-7分钟；

步骤九，第二次气洗：气洗开始鼓风机开启，气洗进气气动阀打开，排气阀打开；

步骤十，正洗：当树脂罐需要正洗时，进水阀开启，正洗排水阀开启进行排水，正洗过程结束的同时排气阀打开排气，正洗时间为4-6分钟；

步骤十一，回流：反洗、气洗、正洗结束后，回流过程开始运行，回流过程开始进水气动阀和回流排水气动阀同时开启，回流时间为6-10分钟。

步骤十二，正常运行产水，进水阀、产水阀同时开启，两个切换阀关闭，使两台树脂塔串联运行，当有一台进入非产水状态时，相应的切换阀开启。

实施例2

一种新能源汽车电池的废液处理流程，具体步骤如下：

步骤一，正常运行产水，进水阀、产水阀同时开启，两个切换阀关闭，使两台树脂塔串联运行，当有一台进入非产水状态时，相应的切换阀开启；

步骤二，第一次反洗：排放槽的排放泵开启，树脂塔提供反洗水并且两台树脂塔间的切换阀开启，过程开始反洗进水启动阀开启，过程结束反洗排水气动阀启动进行排水，至树脂反洗阀开启，反洗时间为5-15分钟；

步骤三，第一次气洗：气洗开始鼓风机开启，气洗进气气动阀打开，排气阀打开；

步骤四，酸再生：酸再生开始时，硫酸加药阀开启，树脂塔上的药注气动阀同时开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，用硫酸量0.3吨-0.5吨；

步骤五，酸排浓：当酸再生完成时，树脂塔上的药注气动阀开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，根据进酸时间确定排浓时间，进酸时间长，排浓时间长，反之亦然；

步骤六，碱再生：碱再生开始时，液碱加药阀开启，树脂塔上的药注气动阀同时开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，用碱量0.4吨-0.6吨；

步骤七，碱排浓：树脂塔上的药注气动阀开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，根据进碱时间确定排浓时间，进碱时间长，排浓时间长，反之亦然；

步骤八，第二次反洗：排放槽排放泵开启树脂塔提供反洗水，并且两台树脂塔间的切换阀开启，过程开始反洗进水启动阀开启，过程结束反洗排水气动阀启动进行排水，至树脂反洗阀开启，反洗时间为5-7分钟；

步骤九，第二次气洗：气洗开始鼓风机开启，气洗进气气动阀打开，排气阀打开；

步骤十，正洗：当树脂罐需要正洗时，进水阀开启，正洗排水阀开启进行排水，正洗过程结束的同时排气阀打开排气，正洗时间为4-6分钟；

步骤十一，回流：反洗、气洗、正洗结束后，回流过程开始运行，回流过程开始进水气动阀和回流排水气动阀同时开启，回流时间为6-10分钟。

步骤十二，正常运行产水，进水阀、产水阀同时开启，两个切换阀关闭，使两台树脂塔串联运行，当有一台进入非产水状态时，相应的切换阀开启。

本发明的工作原理是：树脂塔的数量为两座，采用SUS316L内部衬塑材质，具体尺寸应视处理水量而定，主要作用即为废水处理的池体，SUS316L材质本身具备极高的防腐功能，在内部进行衬塑处理，对设备起到更好的防护作用，因为重金属废水在处理及树脂粉的再生过程均会用到大量的酸碱性药剂，腐蚀性大。

应切力树脂粉是一类带有螯合的亚氨基二乙酸官能团的弱酸性大孔阳离子交换树脂，它可以从弱酸性溶液中选择性提取重金属阳离子到弱碱性溶液中。从中性水溶液中去除二价阳离子依据下列选择性顺序：Cu²⁺>VO²⁺>UO₂ ²⁺>Pb²⁺>Ni²⁺>Zn²⁺>Cd²⁺>Fe²⁺>Be²⁺>Mn²⁺>Ca²⁺>Mg²⁺ >Sr²⁺>Ba²⁺>Na⁺，应切力树脂粉是单分散的，即均一粒径分布的，与非均相粒径分布的离子交换树脂相比，其精良的动力学行为使其有着更快的离子吸收以及对交换容量更好的利用。应切力树脂粉的结构式为：

，即

，

应切力树脂粉的反应原理为：

。

溶气型曝气器主要的目的是废水在进入树脂塔后与应切力树脂粉进行微气泡搅拌，在溶解空气的作用下更加有利于应切力树脂粉对相关离子的吸附作用，并且本身应切力树脂粉的吸附是可选择性，有利于做到离子的回收与利用。滤料防漏器的作用是树脂塔在进行出水操作时防止应切力树脂粉随着出水溢出，避免影响树脂塔的使用寿命。

树脂塔分为运行、反洗一、气洗、再生、反洗二、气洗、正洗、回流切换、再生、备用四种状态并可自动切换，具体方式如下：运行：当化学镍系多介质过滤罐产水气动阀开启时，树脂塔开始运行，进水、产水气动阀开启，其它阀门处于关闭状态；

反洗一：当两台中的一台树脂需要反洗时，排放槽排放泵开启树脂塔提供反洗水，并且两台树脂塔间的切换阀开启，保证一台反洗时另一台处于工作状态，过程开始反洗进水启动阀开启，过程结束反洗排水气动阀启动进行排水，过程期间其他阀门不参与活动，反洗进水启动阀和反洗排水气动阀可根据事先设定时间开启（时间由现场决定），各系树脂塔反洗时间不同；

气洗：气洗开始鼓风机开启，气洗进气气动阀打开，过程结束排气阀打开，过程期间其他阀门不参与活动，气洗进气阀、排气阀的打开根据事先设定好的时间决定，各系树脂塔气洗时间不同（时间由现场决定）；

再生：再生过程主要是利用H₂SO₄和NaOH完成，当再生开始时，硫酸加药阀开启，树脂塔上的药注气动阀同时开启，单次硫酸加药阀门开启时间可根据事先设定时间开启（时间由现场决定），硫酸药注结束后，浓排气动阀开启，随即NaOH加药气动阀开启，树脂塔上药注阀门再次开启，NaOH转型结束后，浓排气动阀开启排空，单次NaOH加药阀门开启时间可根据事先设定时间开启（时间由现场决定）整个再生过程结束，期间其它阀门不参加活动；

反洗二：当两台中的一台树脂需要反洗时，排放槽排放泵开启树脂塔提供反洗水，并且两台树脂塔间的切换阀开启，保证一台反洗时另一台处于工作状态，过程开始反洗进水启动阀开启，过程结束反洗排水气动阀启动进行排水，过程期间其他阀门不参与活动，反洗进水启动阀和反洗排水气动阀可根据事先设定时间开启（时间由现场决定），各系树脂塔反洗时间不同；

气洗：气洗开始鼓风机开启，气洗进气气动阀打开，过程结束排气阀打开，过程期间其他阀门不参与活动，气洗进气阀、排气阀的打开根据事先设定好的时间决定，各系树脂塔气洗时间不同（时间由现场决定）；

正洗：当树脂罐需要正洗时，进水阀开启，过程结束后正洗排水阀开启进行排水，正洗过程结束的同时排气阀打开排气，过程期间其他阀门不参与活动，进水阀、正洗排水阀、排气阀的根据事先设定时间开启（时间由现场决定）；

回流：反洗、气洗、正洗结束后，回流过程开始运行，目的是降低重金属离子对树脂塔后序构筑物的影响，回流过程开始进水气动阀和回流排水气动阀同时开启，阀门开启时间可根据事先设定时间开启（时间由现场决定）；

运行：当树脂塔反洗、正洗、气洗、再生、回流等一系列非工作状态结束后，进水阀门仍然开启，回流阀关闭，树脂间切换阀关闭，两台树脂塔同时工作。

本发明将两座树脂塔、应切力树脂粉、溶气型曝气器等配合使用，可以对电池废液中的重金属进行回收。

本发明的方法还适用于从湿法冶金溶液中浓缩、提取和回收重金属，回收的重金属应用于矿浆离子交换过程；本方法可以从电镀淋洗液中回收工业有用金属，可以去除处理室中的金属污染物，可以在钙离子浓度很高的情况下从金属表面修饰工厂废水中选择性去除痕量重金属，还可以在存在氮化合物、多元羧酸和磷酸盐等配位剂的情况下进行选择性提取，氮化合物如氨、脂肪胺和芳香胺，多元羧酸如柠檬酸、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸、草酸和酒石酸，磷酸盐如二磷酸四钠和多聚磷酸钠。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种新能源汽车电池的废液处理流程，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，正常运行产水，进水阀、产水阀同时开启，两个切换阀关闭，两台树脂塔串联运行，当有一台进入非产水状态时，相应的切换阀开启；

步骤二，第一次反洗：排放槽的排放泵开启，树脂塔提供反洗水并且两台树脂塔间的切换阀开启，过程开始反洗进水启动阀开启，过程结束反洗排水气动阀启动进行排水，至树脂反洗阀开启，反洗时间为5-15分钟；

步骤三，第一次气洗：气洗开始鼓风机开启，气洗进气气动阀打开，排气阀打开；

步骤四，酸再生：酸再生开始时，硫酸加药阀开启，树脂塔上的药注气动阀同时开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，用硫酸量0.3吨-0.5吨；

步骤五，酸排浓：当酸再生完成时，树脂塔上的药注气动阀开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，根据进酸时间确定排浓时间，进酸时间长，排浓时间长，反之亦然；

步骤六，碱再生：碱再生开始时，液碱加药阀开启，树脂塔上的药注气动阀同时开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，用碱量0.4吨-0.6吨；

步骤七，碱排浓：树脂塔上的药注气动阀开启，再生排浓阀开启，时间为30-50分钟，根据进碱时间确定排浓时间，进碱时间长，排浓时间长，反之亦然；

步骤八，第二次反洗：排放槽排放泵开启树脂塔提供反洗水，并且两台树脂塔间的切换阀开启，过程开始反洗进水启动阀开启，过程结束反洗排水气动阀启动进行排水，至树脂反洗阀开启，反洗时间为5-7分钟；

步骤九，第二次气洗：气洗开始鼓风机开启，气洗进气气动阀打开，排气阀打开；

步骤十，正洗：当树脂罐需要正洗时，进水阀开启，正洗排水阀开启进行排水，正洗过程结束的同时排气阀打开排气，正洗时间为4-6分钟；

步骤十一，回流：反洗、气洗、正洗结束后，回流过程开始运行，回流过程开始进水气动阀和回流排水气动阀同时开启，回流时间为6-10分钟；

步骤十二，正常运行产水，进水阀、产水阀同时开启，两个切换阀关闭，两台树脂塔串联运行，当有一台进入非产水状态时，相应的切换阀开启。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池的废液处理流程，其特征在于，所述树脂塔的内部包括应切力树脂粉、溶气型曝气器、滤料防漏器、在线pH检测仪、氯离子检测仪以及电动阀门。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车电池的废液处理流程，其特征在于，所述树脂塔采用SUS316L材料制作并且树脂塔的内部采用衬塑工艺处理。

4.根据权利要求2所述的新能源汽车电池的废液处理流程，其特征在于，所述应切力树脂粉为带有螯合的亚氨基二乙酸官能团的弱酸性大孔阳离子交换树脂。

5.根据权利要求2所述的新能源汽车电池的废液处理流程，其特征在于，所述溶气型曝气器采用微气泡搅拌曝气器。