CN114956425A - 废旧锂电池回收废水的处理系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池回收利用技术领域，提供一种废旧锂电池回收废水的处理系统及其处理方法。该系统包括分离装置、过滤膜装置、MVR蒸发装置、干燥装置和净化装置等。本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统及其处理方法，其通过分离装置和过滤膜装置对废水进行两步分离，将废水中的有机相进行回收，实现了高价值资源的回收利用；通过MVR蒸发装置和干燥装置处理水相得到纯净的硫酸盐产物，并通过净化装置能够回收系统中纯水。通过本发明的废旧锂电池回收废水的处理系统处理废旧锂电池，实现了资源高效回收利用，减少甚至达到零排放，降低废旧锂电池废水处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池回收利用技术领域，尤其涉及一种废旧锂电池回收废水的处理系统及其处理方法。
背景技术
随着新能源行业的不断发展和离子电池的大量使用，产生了大量的退役废旧锂电池，废旧锂电池的循环利用行业迎来了发展。目前废旧锂电池的循环利用，以物理-火法与湿法联合回收工艺为主，在工艺的末端会产生大量的萃取余液等锂电池回收废水。其中回收废水是以碱性金属离子(包括Na+、NH4 +、Mg2+等)、SO4 2-以及部分含有萃取剂的煤油为主的酸性高盐废水，该废水处理难度较大且废水的直接排放(特别是其中的煤油和萃取剂)会对环境产生严重的损害。
目前，对废旧锂电池回收废水中含油废水的处理方法主要是：
1)活性炭吸附+蒸发结晶。废旧锂电池经过贵金属资源回收后，萃取余液中废水经过活性炭吸附可以去除其中含油的有机物，如煤油、萃取剂等；经过萃取后的废水，直接蒸发结晶得到硫酸盐。该方法中的活性炭活化再生及活化过程中产生的固体废弃物的处理增加了工艺成本，吸附的萃取剂和油分不能回收利用。
2)膜法分离+蒸发结晶。其是利用膜法对含油废水和含盐废水进行分离，并对含盐废水蒸发结晶，获得硫酸盐。该方法中的膜法分离油分和含盐废水，易造成膜的堵塞和污染，造成膜的清洗困难，增加了操作成本。
综上，以上两种方法均存在废水处理和回收困难和不彻底，以及成本较高的缺陷。
发明内容
本发明提供一种废旧锂电池回收废水的处理系统及其处理方法，用以解决现有技术中废旧锂电池废水回收困难、不彻底以及回收成本高的缺陷。
本发明提供一种废旧锂电池回收废水的处理系统，包括：
分离装置，所述分离装置用于将废水分离为水相A和有机相A；
过滤膜装置，所述水相A通入所述过滤膜装置，所述过滤膜装置用于将所述水相A分离为水相B和有机相B；
MVR蒸发装置，所述水相B通入所述MVR蒸发装置连接，所述MVR蒸发装置用于将所述水相B分离为冷凝水C、浓液C和结晶产物；
干燥装置，所述结晶产物通入所述干燥装置，所述干燥装置用于将所述结晶产物干燥得到产物A；
净化装置，所述冷凝水C通入所述净化装置，所述净化装置用于对所述冷凝水C进行吸附得到纯水。
根据本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统，还包括：
高级氧化装置，所述浓液C通入所述高级氧化装置，所述高级氧化装置用于对所述浓液进行氧化处理并与所述水相A混合通入所述过滤膜装置。
根据本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统，还包括冷凝水储罐，所述冷凝水储罐连接于所述MVR蒸发装置与所述净化装置之间，用于储存所述冷凝水C。
根据本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统，所述分离装置包括隔油池。
根据本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统，所述干燥装置包括离心干燥装置。
根据本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统，所述净化装置包括活性炭吸附装置。
根据本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统，所述过滤膜装置内部设有陶瓷膜和/或疏油膜。
根据本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统，所述MVR蒸发装置包括单效、双效、降膜、升膜和强制MVR蒸发装置的其中一种。
本发明还提供一种采用上述实施例的废旧锂电池回收废水的处理系统的处理方法，包括：
S1、利用分离装置将废水分离为水相A和有机相A：
S2、利用过滤膜装置，对步骤S1产生的水相A进行过滤分离，并得到有机相B和水相B；
S3、将步骤S2产生的水相B泵入至MVR蒸发装置，并得到冷凝水C、浓液C和结晶产物；
S4、将步骤S3中的结晶产物经离心干燥后，得到硫酸盐；
S5、将步骤S3中的冷凝水C于冷凝水储罐暂存，进入净化装置吸附，得到纯水。
根据本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统的处理方法，还包括：
S6、将步骤S3中的浓液C通入高级氧化装置中，出水与所述水相A混合回流至过滤膜装置。
本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统及其处理方法，其通过分离装置和过滤膜装置对废水进行两步分离，将废水中的有机相进行回收，实现了高价值资源的回收利用；通过MVR蒸发装置和干燥装置处理水相得到纯净的硫酸盐产物，并通过净化装置能够回收系统中纯水。通过本发明的废旧锂电池回收废水的处理系统处理废旧锂电池，实现了资源高效回收利用，减少甚至达到零排放，降低废旧锂电池废水处理成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的废旧锂电池回收废水的处理系统的结构示意图；
附图标记：
1：原液罐；2：隔油池；3：过滤膜装置；4：MVR蒸发装置；5：离心干燥装置；6：冷凝水储罐；7：活性炭吸附装置；8：高级氧化装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1描述本发明的一种废旧锂电池回收废水的处理系统。该处理系统包括：分离装置、过滤膜装置3、MVR蒸发装置4、干燥装置和净化装置。
其中，分离装置用于将废水分离为水相A和有机相A；水相A通入过滤膜装置3，过滤膜装置3用于将水相A分离为水相B和有机相B；水相B通入MVR蒸发装置4连接，MVR蒸发装置4用于将水相B分离为冷凝水C、浓液C和结晶产物；结晶产物通入干燥装置，干燥装置用于将结晶产物干燥得到产物A；冷凝水C通入净化装置，净化装置用于对冷凝水C进行吸附得到纯水。
具体来说，本发明中的分离装置可采用隔油池2，其与盛有废水的原液罐1连通，用于将废水分离成为水相A和有机相A，分离出的有机相A进行回收利用；分离出的水相A通过过滤膜装置3进行过滤，进一步将水相A分离成为水相B和有机相B，分离出的有机相B与分离出的有机相A进行回收利用。通过隔油池2和过滤膜装置3对废水进行两次分离，分离出的有机相(主要是含有萃取剂的磺化煤油)回收利用，实现了高价值资源的回收利用，分离出的水相通入到MVR蒸发装置4中进行蒸发结晶，结晶产物通过干燥装置进一步干燥，从而得到较为纯净的硫酸盐产物；经过MVR蒸发装置4得到的冷凝水C经吸附后，可以达到回收利用的标准；而MVR蒸发装置4产生的浓液C也可以经过氧化后通入到过滤膜装置3，分解其中溶解性有机物。
本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统，其通过分离装置和过滤膜装置3对废水进行两步分离，将废水中的有机相进行回收，实现了高价值资源的回收利用；通过MVR蒸发装置4和干燥装置处理水相得到纯净的硫酸盐产物，并通过净化装置能够回收系统中纯水，可以将纯水利用到本系统的药剂配制方面。通过本发明的废旧锂电池回收废水的处理系统处理废旧锂电池，实现了资源高效回收利用，减少甚至达到零排放，降低废旧锂电池废水处理成本。
在本发明的其中一个实施例中，该废旧锂电池回收废水的处理系统还包括：高级氧化装置8，浓液C通入高级氧化装置8，高级氧化装置8用于对浓液进行氧化处理并与水相A混合通入过滤膜装置3。在本实施例中，对经过MVR蒸发后的浓液需要经过高级氧化处理后，再与水相混合泵入过滤膜装置3，降低了进水的有机物含量，且膜的浓缩液基本也以有机相为主，通过设置高级氧化装置8对浓液C进行矿化或分解，去除浓液C中溶解性有机物，实现了系统零排放；另外，对废水进行高级氧化处理，还降低了过滤膜装置3的负载。优选地，高级氧化装置8添加以过硫酸盐、过氧化氢或臭氧氧化等为主的氧化剂，不引入新的杂质，且加入量小，运行成本低。当然，在不引入新杂质的条件下，也可以采用光化学氧化、催化湿式氧化、声化学氧化、臭氧氧化或电化学氧化等氧化手段。
在本发明的其中一个实施例中，该废旧锂电池回收废水的处理系统还包括冷凝水储罐6，冷凝水储罐6连接于MVR蒸发装置4与净化装置之间，用于储存冷凝水C。通过在MVR蒸发装置4与净化装置之间设置冷凝水储罐6，对MVR蒸发装置4中产生的冷凝水C进行暂存。
在本发明的其中一个实施例中，分离装置包括隔油池2；干燥装置包括离心干燥装置5；净化装置包括活性炭吸附装置7；过滤膜装置3内部设有陶瓷膜和/或疏油膜；MVR蒸发装置4为所述MVR蒸发装置包括单效、双效、降膜、升膜和强制MVR蒸发装置的其中一种，优选采用双效降膜MVR蒸发装置4。本发明提供一种优选实施例，分离装置采用隔油池2，用于分离水相和有机相，除此之外实现油水分离的方法还包括化学药剂的添加，如破乳剂等；干燥装置采用离心干燥装置5，对结晶产物进行离心干燥；净化装置采用活性炭吸附装置7；过滤膜装置3采用陶瓷膜和/或疏油膜进行过滤，与有机相不溶，且分离效率高，可以将浓缩有机相的含水率降至5％以下；MVR蒸发装置4降膜浓缩段采用两级降膜串联蒸发：第一效降膜产生的蒸汽作为第二效降膜的加热蒸汽，本工艺结合了传统多效和MVR工艺的优点，理论上1吨加热蒸汽可产生2吨蒸馏水，降低了系统的运行成本。另外，上述的MVR蒸发装置4可采用反渗透装置、多效蒸发装置或电渗析装置等其他浓缩装置代替，但上述设备在使用过程中存在诸多问题，如反渗透和电渗析需要更换清洗膜、多效蒸发系统的蒸汽成本，因此目前MVR蒸发浓缩是最为经济可行的方案。
本发明还提供一种基于上述实施例的废旧锂电池回收废水的处理系统的处理方法。该处理方法包括：
S1、利用分离装置将废水分离为水相A和有机相A：
S2、利用过滤膜装置3，对步骤S1产生的水相A进行过滤分离，并得到有机相B和水相B；
S3、将步骤S2产生的水相B泵入至MVR蒸发装置4，并得到冷凝水C、浓液C和结晶产物；
S4、将步骤S3中的结晶产物经离心干燥后，得到硫酸盐；
S5、将步骤S3中的冷凝水C于冷凝水储罐6暂存，进入净化装置吸附，得到纯水；
S6、将步骤S3中的浓液C通入高级氧化装置8中，出水与水相A混合回流至过滤膜装置3。
本发明提供的一种废旧锂电池回收废水的处理系统的处理方法，与上述实施例的废旧锂电池回收废水的处理系统配合使用，其实现了资源高效回收利用，减少甚至达到零排放，降低废旧锂电池废水处理成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种废旧锂电池回收废水的处理系统，其特征在于，包括：
分离装置，所述分离装置用于将废水分离为水相A和有机相A；
过滤膜装置，所述水相A通入所述过滤膜装置，所述过滤膜装置用于将所述水相A分离为水相B和有机相B；
MVR蒸发装置，所述水相B通入所述MVR蒸发装置连接，所述MVR蒸发装置用于将所述水相B分离为冷凝水C、浓液C和结晶产物；
干燥装置，所述结晶产物通入所述干燥装置，所述干燥装置用于将所述结晶产物干燥得到产物A；
净化装置，所述冷凝水C通入所述净化装置，所述净化装置用于对所述冷凝水C进行吸附得到纯水。
2.根据权利要求1所述的废旧锂电池回收废水的处理系统，其特征在于，还包括：
高级氧化装置，所述浓液C通入所述高级氧化装置，所述高级氧化装置用于对所述浓液进行氧化处理并与所述水相A混合通入所述过滤膜装置。
3.根据权利要求1所述的废旧锂电池回收废水的处理系统，其特征在于，还包括冷凝水储罐，所述冷凝水储罐连接于所述MVR蒸发装置与所述净化装置之间，用于储存所述冷凝水C。
4.根据权利要求1所述的废旧锂电池回收废水的处理系统，其特征在于，所述分离装置包括隔油池。
5.根据权利要求1所述的废旧锂电池回收废水的处理系统，其特征在于，所述干燥装置包括离心干燥装置。
6.根据权利要求1所述的废旧锂电池回收废水的处理系统，其特征在于，所述净化装置包括活性炭吸附装置。
7.根据权利要求1所述的废旧锂电池回收废水的处理系统，其特征在于，所述过滤膜装置内部设有陶瓷膜和/或疏油膜。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的废旧锂电池回收废水的处理系统，其特征在于，所述MVR蒸发装置包括单效、双效、降膜、升膜和强制MVR蒸发装置的其中一种。
9.一种采用根据权利要求1至8中任意一项所述的废旧锂电池回收废水的处理系统的处理方法，其特征在于，包括：
S1、利用分离装置将废水分离为水相A和有机相A：
S2、利用过滤膜装置，对步骤S1产生的水相A进行过滤分离，并得到有机相B和水相B；
S3、将步骤S2产生的水相B泵入至MVR蒸发装置，并得到冷凝水C、浓液C和结晶产物；
S4、将步骤S3中的结晶产物经离心干燥后，得到硫酸盐；
S5、将步骤S3中的冷凝水C于冷凝水储罐暂存，进入净化装置吸附，得到纯水。
10.根据权利要求9所述的废旧锂电池回收废水的处理系统的处理方法，其特征在于，还包括：
S6、将步骤S3中的浓液C通入高级氧化装置中，出水与所述水相A混合回流至过滤膜装置。
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