CN117776423A - 一种废水脱氨处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种废水脱氨处理系统，包括第一pH调节器、第一降膜蒸发器、第一降膜分离器、第二降膜蒸发器、第二降膜分离器、二次分离器、离心压缩机、第一强制循环蒸发器、第二强制循环蒸发器、结晶分离器，所述第一pH调节器连接有汽提塔，所述汽提塔连接有沉淀池，所述沉淀池连接有第一反应池，所述第一反应池连接有第二反应池。本发明具有以下优点：实现了重金属、氨氮、金属盐的综合回收利用，节约资源，实现废水废渣零排放；简化了工艺流程；能耗低；通过各个装置之间的有序布置及连接，能够实现三元废水中物质的资源化处理回收，且该系统占地面积小、自动化水平高、人工运行成本低、资源利用率高、环境友好，具有推广价值。

Description

一种废水脱氨处理系统

技术领域

本发明涉及三元母液废水处理技术领域，尤其涉及一种废水脱氨处理系统。

背景技术

在国家倡导绿色发展理念的背景下，动力电池行业乘着新能源快速发展的东风，规模日渐壮大。镍钴锰三元动力电池材料因其能量密度高、循环寿命长、质量轻等优点，被公认为是最有前景的车用动力电池之一，目前正呈现爆发式增长，从而带动了三元动力电池材料的核心原料—三元动力电池材料前驱体(以下简称“三元前驱体”)亦呈爆发式增长。

三元前驱体通常由三元液(硫酸镍、钴、锰的混合溶液)、液碱与氨水在一定条件下液相合成，再经陈化、固液分离、流水洗涤、干燥、过筛、除铁、包装等工序制成成品；固液分离和流水洗涤环节分别产生母液和洗涤水；三元前驱体的母液pH为12-13，金属离子(Co2+、+Ni2+、+Mn2+)浓度约100mg/L，氨氮约5-10g/L，硫酸钠浓度约100-150g/L。洗涤水pH为6-8，金属离子浓度约20mg/L，氨氮约1-2g/L，硫酸钠浓度约10-15g/L；每生产一吨三元前驱体产生母液15m3，洗水10m3，水量较大；母液和洗涤水水质基本相同，但浓度差异较大，导致处理工艺难度大、成本高、效果差。

现有的类似技术，如中国专利CN201610971652.9，采用旋流电解技术除重金属离子，但由于重金属含量较低，因此旋流电解的电流效率极低、电耗大，且容易产生易燃易爆的副产品氢气；其脱氨单元采用的多相临界膜技术无法直接得到氨水，需要先得到富氨溶液，再用蒸汽加热解吸制得氨水，流程复杂。中国专利CN201410507744.2采用低温冷冻结晶的方式回收金属盐，结晶后溶液采用脱氨塔进行脱氨，脱氨后溶液经过DTRO浓缩，再用MVR蒸发结晶，需要进行三级冷冻-加热-冷却-加热的过程，能源消耗极大。

为此，设计一种废水脱氨处理系统，简化流程，节省能源，解决以上问题。

发明内容

本发明为克服以上不足，提供一种废水脱氨处理系统，包括第一pH调节器、第一降膜蒸发器、第一降膜分离器、第二降膜蒸发器、第二降膜分离器、二次分离器、离心压缩机、第一强制循环蒸发器、第二强制循环蒸发器、结晶分离器，所述第一pH调节器连接有汽提塔，所述汽提塔连接有沉淀池，所述沉淀池连接有第一反应池，所述第一反应池连接有第二反应池，所述第二反应池连接有第二pH调节器，所述第二pH调节器连接有一级换热器，所述一级换热器连接有二级换热器，所述二级换热器连接有三级换热器，所述三级换热器的物料出口连接第一降膜蒸发器的物料进口，第一降膜蒸发器的物料出口连接第一降膜分离器，所述第一降膜分离器的蒸汽出口连接第二降膜蒸发器的蒸汽进口，第二降膜蒸发器的物料出口连接所述第二降膜分离器，所述第二降膜分离器的出口连接二次分离器的进口，所述二次分离器的出口连接离心压缩机的进口，所述离心压缩机的出口连接第一强制循环蒸发器的进口，所述第一强制循环蒸发器的底部出口连接第二强制循环蒸发器的顶部进口，所述第二强制循环蒸发器的底部出口通过强制循环泵连接第一强制循环蒸发器的进口；所述第一强制循环蒸发器的顶部出口连接结晶分离器，所述第二强制循环蒸发器的顶部出口连接所述结晶分离器；所述结晶分离器连接有干燥装置；

所述第一降膜蒸发器的物料进口连接所述一级换热器的物料出口；所述第二降膜蒸发器连接所述二级换热器；所述第一降膜分离器连接所述第一降膜蒸发器；所述第二降膜分离器连接所述第二降膜蒸发器。

优选的，所述第一降膜蒸发器连接有第一除沫器；所述第二降膜蒸发器连接有第二除沫器。

优选的，所述母液进入第一pH调节器之前先通过搅拌罐搅拌。

优选的，所述母液进入第一pH调节器之前通过过滤器过滤掉杂质。

优选的，所述过滤器为压滤器。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种废水脱氨处理系统，具有以下优点：

1、实现了重金属、氨氮、水分、金属盐的综合回收利用,节约资源,实现废水废渣零排放；

2、可脱氨直接回收氨水,并同时除去重金属离子,简化了工艺流程,降低生产成本；

3、能耗低,通过合理的流程设计和能源利用，降低了生产成本。

4、通过各个装置之间的有序布置及连接，能够实现三元废水中物质的资源化处理回收，且该系统占地面积小、自动化水平高、人工运行成本低、资源利用率高、环境友好，具有推广价值。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

具体实施方式

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

如图1所示，一种废水脱氨处理系统，包括第一pH调节器、第一降膜蒸发器、第一降膜分离器、第二降膜蒸发器、第二降膜分离器、二次分离器、离心压缩机、第一强制循环蒸发器、第二强制循环蒸发器、结晶分离器，所述第一pH调节器连接有汽提塔，所述汽提塔连接有沉淀池，所述沉淀池连接有第一反应池，所述第一反应池连接有第二反应池，所述第二反应池连接有第二pH调节器，所述第二pH调节器连接有一级换热器，所述一级换热器连接有二级换热器，所述二级换热器连接有三级换热器，所述三级换热器的物料出口连接第一降膜蒸发器的物料进口，第一降膜蒸发器的物料出口连接第一降膜分离器，所述第一降膜分离器的蒸汽出口连接第二降膜蒸发器的蒸汽进口，第二降膜蒸发器的物料出口连接所述第二降膜分离器，所述第二降膜分离器的出口连接二次分离器的进口，所述二次分离器的出口连接离心压缩机的进口，所述离心压缩机的出口连接第一强制循环蒸发器的进口，所述第一强制循环蒸发器的底部出口连接第二强制循环蒸发器的顶部进口，所述第二强制循环蒸发器的底部出口通过强制循环泵连接第一强制循环蒸发器的进口；所述第一强制循环蒸发器的顶部出口连接结晶分离器，所述第二强制循环蒸发器的顶部出口连接所述结晶分离器；所述结晶分离器连接有干燥装置；

所述第一降膜蒸发器的物料进口连接所述一级换热器的物料出口；所述第二降膜蒸发器连接所述二级换热器；所述第一降膜分离器连接所述第一降膜蒸发器；所述第二降膜分离器连接所述第二降膜蒸发器。

优选的，所述第一降膜蒸发器连接有第一除沫器；所述第二降膜蒸发器连接有第二除沫器。

优选的，所述母液进入第一pH调节器之前先通过搅拌罐搅拌。

优选的，所述母液进入第一pH调节器之前通过过滤器过滤掉杂质。

优选的，所述过滤器为压滤器。

使用方法：

母液废水进入汽提塔前在第一pH调节器内预调节pH值≥12(一般母液的原始pH为12-13，满足进水要求)，调节好pH后，使氨以游离状态存在于水中，通入汽提塔，从塔釜通蒸汽将氨气从水中蒸出来，氨气在塔顶换热冷却后冷凝成20％的氨水回用，蒸氨后液氨氮含量小于15ppm，钴镍锰等重金属在碱性条件下，通入沉淀池自然沉淀；随后通入第一反应池，在第一反应池内投加氢氧化钠，以将重金属离子形成氢氧化物沉淀；随后通入第二反应池，在第二反应池内投加重金属捕捉剂和絮凝剂，以充分捕捉经第一反应池沉淀后的三元废水中的重金属离子并形成絮状物沉淀，从第二反应池出口流出脱氨废水；

脱氨废水进入一级换热器进行热交换；经过一级换热器预热后的物料，继续与二级换热器进行热交换；经过二级换热器预热后的物料，继续与三级换热器进行热交换，达到第一降膜蒸发器的蒸发温度；

到达温度的脱氨废水进入到第一降膜蒸发器内循环蒸发，物料蒸发后的蒸汽进入第一降膜分离器进行气液分离，第一降膜分离器产生的液相回到第一降膜蒸发器内进行循环蒸发，第一降膜分离器产生的气相作为热源进入到第二降膜蒸发器加热物料；第一降膜分离器产生的气相通过第一除沫器减少气沫夹带；第一降膜蒸发器产生的蒸汽冷凝水进入到冷凝水罐，作为一级换热器的热源；第二降膜蒸发器产生的蒸汽冷凝水进入到冷凝水罐，作为二级换热器的热源；第二降膜分离器产生的气相通过第二除沫器减少气沫夹带；第二降膜分离器产生的蒸汽进入到二次分离器；蒸汽和蒸汽不凝汽经二次分离器净化后，进入到离心压缩机压缩，升温后作为二次蒸汽依次进入到第一强制循环蒸发器、第二强制循环蒸发器作为热源；第二强制循环蒸发器通过强制循环泵将物料输入第一强制循环蒸发器循环蒸发；第一强制循环蒸发器、第二强制循环蒸发器的产物通入结晶分离器中结晶，结晶体通过干燥装置干燥后得到元明粉(硫酸钠结晶体)。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种废水脱氨处理系统，其特征在于，包括第一pH调节器、第一降膜蒸发器、第一降膜分离器、第二降膜蒸发器、第二降膜分离器、二次分离器、离心压缩机、第一强制循环蒸发器、第二强制循环蒸发器、结晶分离器，所述第一pH调节器连接有汽提塔，所述汽提塔连接有沉淀池，所述沉淀池连接有第一反应池，所述第一反应池连接有第二反应池，所述第二反应池连接有第二pH调节器，所述第二pH调节器连接有一级换热器，所述一级换热器连接有二级换热器，所述二级换热器连接有三级换热器，所述三级换热器的物料出口连接第一降膜蒸发器的物料进口，第一降膜蒸发器的物料出口连接第一降膜分离器，所述第一降膜分离器的蒸汽出口连接第二降膜蒸发器的蒸汽进口，第二降膜蒸发器的物料出口连接所述第二降膜分离器，所述第二降膜分离器的出口连接二次分离器的进口，所述二次分离器的出口连接离心压缩机的进口，所述离心压缩机的出口连接第一强制循环蒸发器的进口，所述第一强制循环蒸发器的底部出口连接第二强制循环蒸发器的顶部进口，所述第二强制循环蒸发器的底部出口通过强制循环泵连接第一强制循环蒸发器的进口；所述第一强制循环蒸发器的顶部出口连接结晶分离器，所述第二强制循环蒸发器的顶部出口连接所述结晶分离器；所述结晶分离器连接有干燥装置；

所述第一降膜蒸发器的物料进口连接所述一级换热器的物料出口；所述第二降膜蒸发器连接所述二级换热器；所述第一降膜分离器连接所述第一降膜蒸发器；所述第二降膜分离器连接所述第二降膜蒸发器。

2.根据权利要求1所述的一种废水脱氨处理系统，其特征在于，所述第一降膜蒸发器连接有第一除沫器；所述第二降膜蒸发器连接有第二除沫器。

3.根据权利要求2所述的一种废水脱氨处理系统，其特征在于，所述母液进入第一pH调节器之前先通过搅拌罐搅拌。

4.根据权利要求2或3所述的一种废水脱氨处理系统，其特征在于，所述母液进入第一pH调节器之前通过过滤器过滤掉杂质。

5.根据权利要求4所述的一种废水脱氨处理系统，其特征在于，所述过滤器为压滤器。