CN113003808A - 清洗电池的废液循环回收再生系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种清洗电池的废液循环回收再生系统和方法，所述系统包括：用于收集废液的废液收集装置、杀菌装置、过滤提纯装置和进水流量控制装置，其中，所述废液收集装置的入口端与生产线的废液排出口相连，所述废液收集装置的出口端与所述杀菌装置的入口端相连；所述杀菌装置的出口端与过滤提纯装置的一端相连，所述过滤提纯装置的另一端连接所述进水流量控制装置的入口端；所述进水流量控制装置将再生的液体输送到所述生产线并控制进入所述生产线的水量，其中，所述过滤提纯装置包括树脂交换提纯装置，用于对经杀菌过滤后的液体进行树脂交换提纯。本发明的系统和方法能够将清洗电池产生的废液100％回收利用，而且对环境无任何污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种废液循环回收再生的系统和方法，具体地，涉及一种将清洗电池的废液循环回收再生的系统和方法，更具体地，涉及一种将清洗纽扣电池的废液循环回收再生的系统和方法。
背景技术
众所周知，在生产纽扣电池的生产过程中，在电池完成封口工序后，由于在生产过程中经过了多道工序，封口后的电池表面会有碱液或其他污染物残留，因此，需要对电池表面进行清洗。
目前，清洗电池的方法包括：将封口后的电池放入酸缸清洗，酸缸内存放有加入了柠檬酸或碳酸的清水，这种加入了柠檬酸或碳酸的清水可将电池表面的碱液或污染物清洗去除，然后将电池放入清水缸进行清洗，清水缸分为3缸，依次先将电池放入第3缸、清洗完后进入第2缸、然后再进入第1缸，经第1缸清洗后的水会作为废液直接排走，进入市政管道或水处理厂。
上述清洗电池后的废液直接排走，有两大弊端，一方面是废液中有污染物，直接排出会对水源造成污染，而且增加了污水处理的成本；另一方面是废液直接排走，没有加以利用，造成水资源的浪费，因此，需要一种废液可回收再生系统，从而节约资源并减少对环境的污染。
发明内容
因此，本发明要解决的一个技术问题是：提供一种节约资源且对环境友好的、能够将清洗电池后的废液循环再生的系统和方法。
在一个实施方式中，本发明涉及一种清洗电池的废液循环回收再生系统，所述系统包括：用于收集废液的废液收集装置、杀菌装置、过滤提纯装置和进水流量控制装置，其中，所述废液收集装置的入口端与生产线的废液排出口相连，所述废液收集装置的出口端与所述杀菌装置的入口端相连；所述杀菌装置的出口端与过滤提纯装置的一端相连，所述过滤提纯装置的另一端连接所述进水流量控制装置的入口端；所述进水流量控制装置将再生的液体输送到所述生产线并控制进入所述生产线的水量，其特征在于：所述过滤提纯装置包括树脂交换提纯装置，用于对经杀菌过滤后的液体进行树脂交换提纯。
优选地，所述树脂交换提纯装置包括:第一树脂交换机、第二树脂交换机和控制箱，其中，树脂交换提纯装置的入口端处具有第一树脂交换机，树脂交换提纯装置的出口端处具有第二树脂交换机，第一树脂交换机与第二树脂交换机相连，第一树脂交换机和第二树脂交换机均连接到控制箱，所述控制箱用于控制流入第一树脂交换机和第二树脂交换机中的液体的树脂交换，以去除金属离子。
优选地，第一树脂交换机和第二树脂交换机中分别放置有阳极树脂和阴极树脂，所述阳极树脂和阴极树脂用于所述液体的树脂交换，其中，所述阴极树脂采用D201、D301或D401型号的树脂和阳极树脂采用C-50E、C-100E、C-200E型号的树脂。
优选地，所述过滤提纯装置还包括碳滤装置和滤芯过滤装置，其中，所述碳滤装置的一端与所述杀菌装置的出口端相连，所述碳滤装置的另一端与滤芯过滤装置的入口端相连，所述滤芯过滤装置的出口端与树脂交换提纯装置的入口端相连。
优选地，所述碳滤装置中包含目数为10-200的活性炭，优选为目数为10-60的活性炭；滤芯过滤装置中滤芯的孔径为1-15μm,优选是5-10μm。
在另一实施方式中，本发明涉及一种清洗电池的废液循环回收再生方法，所述方法包括：用于将清洗电池后的废液从生产线的排出口收集到废液收集装置的废液收集步骤，用于将收集的废液在杀菌装置中进行杀菌的杀菌步骤，用于将杀菌后的液体在过滤提纯装置中进行过滤提纯的过滤提纯步骤，以及用于将过滤提纯后的液体根据生产需要的流量供给到所述生产线的进水流量控制步骤；其特征在于：所述过滤提纯步骤包括在树脂交换提纯装置中用阳极树脂和阴极树脂对经杀菌过滤后的液体进行树脂交换和提纯的树脂交换提纯步骤。
优选地，所述阴极树脂采用D201、D301或D401型号的树脂和阳极树脂采用C-50E、C-100E、C-200E型号的树脂，经提纯后的液体电导率在0.1MΩ.cm以上或10μs/cm以下。
优选地，所述过滤提纯步骤还包括将杀菌后的液体在碳滤装置中进行碳滤的碳滤步骤，以及经碳滤后在滤芯过滤装置中进行滤芯过滤的滤芯过滤步骤，其中，经滤芯过滤后的液体输送到树脂交换提纯装置进行树脂交换和提纯。
优选地，所述碳滤装置中包含目数为10-200的活性炭，优选为目数为10-60的活性炭；滤芯过滤装置中滤芯的孔径为1-15μm,优选是5-10μm。
优选地，所述树脂交换提纯装置还包括控制箱，用于在所述树脂交换提纯步骤中控制树脂交换的开启和关闭以及进行树脂交换的液体的流量。以上为本发明的循环回收再生系统和方法，采用本发明的废液循环回收再生系统和方法可实现将清洗电池产生的废液100％回收利用，同时，再生的水质完全能够达到生产需求的技术效果，并且每天能够处理大量的废液，不仅大量节约了水资源，而且对环境无任何污染。
附图说明
通过附图以及下面的描述，可以更好地理解本发明的技术方案，其中：
图1是本发明的清洗电池后的废液循环回收再生系统的结构示意图；
图2是本发明的清洗电池后的废液循环回收再生方法的流程图；
图3是本发明的过滤提纯步骤的流程图。
具体实施方式
图1示出了本发明的清洗电池后的废液循环回收再生系统的结构示意图。本发明的电池清洗后的废液循环回收再生系统包括废液收集装置101、杀菌装置102、过滤提纯装置10和进水流量控制装置20。
如图1所示，废液收集装置101的一端与生产线115的排水口100相连，用于将清洗电池后的废液从排水口100通过管道流入废液收集装置101的一端，废液收集装置101的大小可以根据生产线排出的废液的量来设置；废液收集装置101的材料可以但不限于玻璃纤维、聚丙烯(PP)或水泥，优选地为PP。废液收集装置101的另一端可以与杀菌装置103直接相连，也可以通过水泵102与杀菌装置103相连，从而通过水泵102增压来提高从废液收集装置101进入杀菌装置103的水压。
在本实施方式中，杀菌装置103的一端与水泵102的出口相连，而杀菌装置103的另一端与过滤提纯装置10中的碳滤装置104的入口端相连，杀菌装置103可以是紫外线或超声波杀菌或其他形式的杀菌装置，优选地是紫外线杀菌灯。
本发明的过滤提纯装置10包括：碳滤装置104、滤芯过滤装置105以及树脂交换提纯装置。树脂交换提纯装置包括第一树脂交换机106、第二树脂交换机107和控制箱108。其中，碳滤装置104利用其内部的活性炭吸附污物，可选用粒度是目数为10-200的活性炭，优选地目数为10-60的活性炭，当活性炭吸附的污物过多时，可通过反冲的方法对活性炭进行再生清洁。
碳滤装置104的出口端与滤芯过滤装置105的入口端相连，以将碳滤后的液体送入滤芯过滤装置105中进一步过滤，该滤芯过滤装置105中滤芯的材料可以但不限于棉质、PP或陶瓷，其中，滤芯的孔径可以是1-15μm,优选是5-10μm。
滤芯过滤装置105的出口端与树脂交换提纯装置中的第一树脂交换机106相连，而第一树脂交换机106与第二树脂交换机107相连，且第一树脂交换机106的顶部端口和第二树脂交换机107的顶部端口均连接到控制箱108，控制箱108中设置有控制器，用来控制第一树脂交换机106和第二树脂交换机107的开启和关闭、流经第一树脂交换机106和第二树脂交换机107的液体的流量以及第一树脂交换机106和第二树脂交换机107工作状况(包括但不限于：电导率、PH值)；其中，阳极树脂和阴极树脂分别放置在第一树脂交换机106和第二树脂交换机107中，例如，可根据需要，在第一树脂交换机106中放置阳极树脂，而在第二树脂交换机107中放置阴极树脂；经滤芯过滤装置105过滤后的液体先进入第一树脂交换机106进行树脂交换，以去除阳离子；然后再进入第二树脂交换机107进行树脂交换，以去除阴离子。也可以根据需要，将阴极树脂放置在第一树脂交换机106中，而将阳极树脂放置在第二树脂交换机107中。通过树脂交换后，水质会达到纯水水质，检测电导率应在0.1MΩ.cm以上或10μs/cm以下。本发明适用的阳极树脂的型号可以是C-50E、C-100E、C-200E，优选C-100E；本发明适用的阴极树脂的型号可以是D201、D301、D401，优选D301。图1仅仅示出了本发明的杀菌装置103、碳滤装置104、滤芯过滤装置105以及树脂交换提纯装置的一种连接关系，这些装置可以根据需要以任何需要的顺序排布和连接，以满足过滤杀菌提纯的需要，例如，杀菌装置与碳滤装置互换位置。
本发明的进水流量控制装置20包括缓冲储水装置109、精密过滤装置110、进水池113以及流量控制开关114。经树脂交换提纯装置树脂交换提纯后的水可通过水泵或自流的方式进入缓冲储水装置109，在该实施例中，采用自流的方式进入缓冲储水装置109，其中，该缓冲储水装置109的大小可以根据生产线所需的水量来设置，该缓冲储水装置的材料可以但不限于是玻璃纤维、PP或水泥，最少可以储存生产线半天所需的水量以方便操作，且保护水不受污染。该缓冲储水装置109的出口端与精密过滤装置110相连，该精密过滤装置110用于精确控制从缓冲储水装置109排出而进入生产线的水量，该精密过滤装置110的滤芯孔径可以是1-15μm,优选为1-5μm。用于给生产线115供水的进水池113的入口端与精密过滤器110的出口端之间可以采用水泵的连接方式或自流管的连接方式，而该流量控制开关114可以是分别对应于水泵和自流管方式的浮球和电子开关。作为优选，可以在流量控制开关114和精密过滤器110之间加装流量计112，以测量流入进水池113中的液体的流量，如图1所示。
图2示出了本发明的清洗电池后的废液循环回收再生方法的流程图。本发明的废液循环回收再生方法包括废液收集步骤A、杀菌步骤B、过滤提纯步骤C和进水流量控制步骤D。
如图1和2所示，废液收集步骤A包括将生产线115从排出口100排出的废液收集到废液收集装置101，废液收集装置101的大小可以根据生产线排出的废液的量来设置，废液收集装置101的材料可以但不限于玻璃纤维、聚丙烯(PP)或水泥，经废液收集装置101收集的废液流入杀菌装置103。废液收集装置101可以与杀菌装置103直接相连，也可以通过水泵与杀菌装置103相连，优选地，废液收集装置101的另一端通过水泵102与杀菌装置103相连，从而通过水泵102增压来提高从废液收集装置101进入杀菌装置103的水压。
经收集的废液被输送到杀菌装置103进行杀菌处理(即，杀菌步骤B)，该杀菌处理可以采用紫外线或超声波杀菌、或其他形式的杀菌方式，该杀菌装置优选地采用优选地是紫外线杀菌灯。
经杀菌后的液体被输送到过滤提纯装置10进行过滤提纯步骤C，如图3所示，该步骤C包括碳滤步骤C1、滤芯过滤步骤C2和树脂交换提纯步骤C3。其中，碳滤步骤C1包括利用碳滤装置104内部的活性炭吸附污物，其中选用的活性炭的粒度范围为目数为10-200的活性炭，优选地为目数为10-60的活性炭，当活性炭吸附的污物过多时，可通过反冲的方法对活性炭进行再生清洁。经碳滤后的液体进入滤芯过滤装置105中进行滤芯过滤步骤C2，以进一步去除杂质，该滤芯过滤装置105中滤芯的材料可以但不限于棉质、PP或陶瓷，其中，滤芯的孔径可以是1-15μm,优选是5-10μm。经进一步去除杂质的液体进入树脂交换提纯装置进行树脂交换提纯步骤C3。其中，树脂交换提纯装置包括第一树脂交换机106、第二树脂交换机107和控制箱108；其中，滤芯过滤装置105的出口端与树脂交换提纯装置中的第一树脂交换机106相连，而第一树脂交换机106与第二树脂交换机107相连，且第一树脂交换机106的顶部端口和第二树脂交换机107的顶部端口均连接到控制箱108，控制箱108中设置有控制器，用来控制第一树脂交换机106和第二树脂交换机107的开启和关闭、流经第一树脂交换机106和第二树脂交换机107的液体的流量以及第一树脂交换机106和第二树脂交换机107工作状况(包括但不限于：电导率、PH值)。在本发明中，阳极树脂和阴极树脂分别放置在第一树脂交换机106和第二树脂交换机107中，例如，可根据需要，在第一树脂交换机106中放置阳极树脂，而在第二树脂交换机107中放置阴极树脂；经滤芯过滤装置105过滤后的液体先进入第一树脂交换机106进行树脂交换，以去除阳离子；然后再进入第二树脂交换机107进行树脂交换，以去除阴离子。经树脂交换后，去除液体中的金属离子，水质会达到纯水水质，检测电导率应在0.1MΩ.cm以上或10μs/cm以下。本发明适用的阳极树脂的型号可以是C-50E、C-100E、C-200E，优选C-100E；本发明适用的阴极树脂的型号可以是D201、D301、D401，优选D301。图2仅仅示出了本发明的杀菌步骤B、碳滤步骤C1、滤芯过滤步骤C2和树脂交换提纯步骤C3的一种顺序关系，这些步骤可以根据需要以任何需要的顺序排布，以满足过滤杀菌提纯的作用，例如，杀菌步骤与碳滤步骤互换位置。
经过滤提纯后的液体被输送到进水流量控制装置20以进水流量控制步骤D。其中，进水流量控制装置20包括缓冲储水装置109、精密过滤装置110、进水池113以及流量控制开关114。该进水流量控制步骤D包括：将经树脂交换提纯后的液体送入缓冲储水装置109进行缓冲，然后精密过滤装置110结合流量控制开关114对输送到生产线115的水量进行精确控制。作为优选，可以在流量控制开关114和精密过滤器110之间加装流量计112，以测量流入进水池113中的液体的流量。
在本发明的一个实施例中的废液循环回收再生系统包含废液收集装置101、杀菌装置102、过滤提纯装置10和进水流量控制装置20,其连接关系如图1所示。其中，废液收集装置101的容积为103，而废液收集装置101的材料选用PP；杀菌装置102采用紫外线杀菌灯；过滤提纯装置10包括：碳滤装置104、滤芯过滤装置105以及树脂交换提纯装置，其中，碳滤装置104中活性炭选用粒度为目数为60的活性炭，滤芯过滤装置105中滤芯的材料为PP，滤芯的孔径为5μm，树脂交换提纯装置中的树脂型号为C-100E；进水流量控制装置20包括缓冲储水装置109、精密过滤装置110、进水池113以及流量控制开关114，其中，缓冲储水装置109的容积为103、材质为PP，精密过滤装置110中的滤芯孔径为1μm；在该实施例中，流量控制开关114采用水泵111结合浮球的方式，同时在流量控制开关114和精密过滤器110之间加装流量计112。
在该实施例中，经树脂交换提纯后的纯水的电导率可以达到0.1MΩ.cm以上或10μs/cm以下；采用本实施例的废液循环回收再生系统可实现生产产生的废液100％回收利用，再生的水质完全能够达到生产需求，每天处理的水量能够达到约15m3,每月可以节省用水400m3以上。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、
“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经参考本发明的实施例描述了本发明，但能够想到，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本领域普通技术人员可以推导出许多变型，因此，本领域普通技术人员容易想到的变型被认作本发明的一部分。本发明的范围在所附的权利要求书中限定。
Claims (10)
1.一种清洗电池的废液循环回收再生系统，所述系统包括：用于收集废液的废液收集装置、杀菌装置、过滤提纯装置和进水流量控制装置，其中，所述废液收集装置的入口端与生产线的废液排出口相连，所述废液收集装置的出口端与所述杀菌装置的入口端相连；所述杀菌装置的出口端与过滤提纯装置的一端相连，所述过滤提纯装置的另一端连接所述进水流量控制装置的入口端；所述进水流量控制装置将再生的液体输送到所述生产线并控制进入所述生产线的水量，其特征在于：所述过滤提纯装置包括树脂交换提纯装置，用于对经杀菌过滤后的液体进行树脂交换提纯。
2.根据权利要求1所述的清洗电池的废液循环回收再生系统，其特征在于：所述树脂交换提纯装置包括:第一树脂交换机、第二树脂交换机和控制箱，其中，树脂交换提纯装置的入口端处具有第一树脂交换机，树脂交换提纯装置的出口端处具有第二树脂交换机，第一树脂交换机与第二树脂交换机相连，第一树脂交换机和第二树脂交换机均连接到控制箱，所述控制箱用于控制流入第一树脂交换机和第二树脂交换机中的液体的树脂交换，以去除金属离子。
3.根据权利要求2所述的清洗电池的废液循环回收再生系统，其特征在于：第一树脂交换机和第二树脂交换机中分别放置有阳极树脂和阴极树脂，所述阳极树脂和阴极树脂用于所述液体的树脂交换，其中，所述阴极树脂采用D201、D301或D401型号的树脂和阳极树脂采用C-50E、C-100E、C-200E型号的树脂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的清洗电池的废液循环回收再生系统，其特征在于：所述过滤提纯装置还包括碳滤装置和滤芯过滤装置，其中，所述碳滤装置的一端与所述杀菌装置的出口端相连，所述碳滤装置的另一端与滤芯过滤装置的入口端相连，所述滤芯过滤装置的出口端与树脂交换提纯装置的入口端相连。
5.根据权利要求4所述的清洗电池的废液循环回收再生系统，其特征在于：所述碳滤装置中包含目数为10-200的活性炭，优选为目数为10-60的活性炭；滤芯过滤装置中滤芯的孔径为1-15μm,优选是5-10μm。
6.一种清洗电池的废液循环回收再生方法，所述方法包括：用于将清洗电池后的废液从生产线的排出口收集到废液收集装置的废液收集步骤，用于将收集的废液在杀菌装置中进行杀菌的杀菌步骤，用于将杀菌后的液体在过滤提纯装置中进行过滤提纯的过滤提纯步骤，以及用于将过滤提纯后的液体根据生产需要的流量供给到所述生产线的进水流量控制步骤；其特征在于：所述过滤提纯步骤包括在树脂交换提纯装置中用阳极树脂和阴极树脂对经杀菌过滤后的液体进行树脂交换和提纯的树脂交换提纯步骤。
7.根据权利要求6所述的清洗电池的废液循环回收再生方法，其特征在于：所述阴极树脂采用D201、D301或D401型号的树脂和阳极树脂采用C-50E、C-100E、C-200E型号的树脂，经提纯后的液体电导率在0.1MΩ.cm以上或10μs/cm以下。
8.根据权利要求6所述的清洗电池的废液循环回收再生方法，其特征在于：所述过滤提纯步骤还包括将杀菌后的液体在碳滤装置中进行碳滤的碳滤步骤，以及经碳滤后在滤芯过滤装置中进行滤芯过滤的滤芯过滤步骤，其中，经滤芯过滤后的液体输送到树脂交换提纯装置进行树脂交换和提纯。
9.根据权利要求8所述的清洗电池的废液循环回收再生方法，其特征在于：所述碳滤装置中包含目数为10-200的活性炭，优选为目数为10-60的活性炭；滤芯过滤装置中滤芯的孔径为1-15μm,优选是5-10μm。
10.根据权利要求7所述的清洗电池的废液循环回收再生方法，其特征在于：所述树脂交换提纯装置还包括控制箱，用于在所述树脂交换提纯步骤中控制树脂交换的开启和关闭以及进行树脂交换的液体的流量。
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