CN207986914U - 一种洗涤废水零排放处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种洗涤废水零排放处理系统，包括：调节池，进行废水均质化处理；预过滤系统，对废水进行预过滤处理；超滤系统，对预过滤系统透过液进行再过滤；反渗透系统，进行浓缩过滤处理，得到含微量杂质的产水和浓缩液；净水系统，对产水进行进一步除盐后作为工艺水回用于生产；氨回收系统，向浓缩液投加碱液后进行高纯度氨水回收；金属回收系统，回收废水中Ni、Co、Mo等金属氢氧化物。本实用新型提供的洗涤废水零排放处理系统实现废水中铵离子和金属离子的有效分离回收，并分别得到高纯度的氨水和金属氢氧化物；洗涤废水零排放处理系统还设有蒸发结晶系统，能够得到高纯度的工业盐，实现了洗涤废水的零排放处理。
Description
技术领域
本实用新型属于锂电材料生产废水处理领域，涉及一种锂电材料生产废水进行零排放处理系统。
背景技术
锂（Li）是一种银白色的金属元素，质软，是密度最小的金属。用于原子反应堆、制轻合金及电池等。锂和它的化合物并不像其他的碱金属那么典型，因为锂的电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层，使得锂容易极化其他的分子或离子，自己本身却不容易受到极化。这一点就影响到它和它的化合物的稳定性。锂号称“稀有金属”，其实它在地壳中的含量不算“稀有”，地壳中约有0.0065%的锂，其丰度居第二十七位。已知含锂的矿物有150多种，其中主要有锂辉石、锂云母、透锂长石等。海水中锂的含量不算少，总储量达2600亿吨，可惜浓度太小，提炼实在困难。某些矿泉水和植物机体里，含有丰富的锂。如有些红色、黄色的海藻和烟草中，往往含有较多的锂化合物，可供开发利用。中国的锂矿资源丰富，以中国的锂盐产量计算，仅江西云母锂矿就可供开采上百年。
由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。锂镍钴电池是锂镍电池和锂钴电池的固溶体（综合体），兼具锂镍和锂钴的优点，一度被产业界认为是最有可能取代锂钴电池的新正极材料，但钴正极电池在放电的过程中往往会形金属锂。因为金属锂具有易燃的特性，如果安全措施失效时，金属锂往往引发燃烧，所以安全性还是无法有更大突破。因此，全球相关业者的主要发展集中在基于锰或磷酸铁的正极：“LiNiO2”（锂镍电池）、“LiNi0.8Co0.2O2”（锂镍钴电池）、“LiMn2O4”（锂锰电池）和LFP（磷酸锂铁电池）以提升其安全性，但提高安全性的代价是电池容量略有下降，且使电池的老化速度加快。
实用新型内容
本实用新型目的在于，克服已有技术的不足，提供一种简单、低能耗的洗涤废水零排放处理系统。
为此，本实用新型提供以下技术方案来实现：
一种洗涤废水零排放处理系统，其特征在于，所述洗涤废水零排放处理系统包括：
- 调节池，所述调节池用于进行废水均质化处理，使进入后端系统的水质保持稳定；
- 预过滤系统，所述预过滤系统用于对调节池中流出的废水进行预过滤处理，用于除去悬浮颗粒物和油状有机物；
- 超滤系统，所述超滤系统用于对预过滤系统的透过物进行再过滤处理，用于去除胶状物质和大分子有机物；
- 反渗透系统，所述反渗透系统用于对超滤系统的透过液进行反渗透处理，得到只含微量杂质的产水和浓缩液；
- 净水系统，所述净水系统用于对反渗透系统中所得到的产水进一步除盐处理；
- 氨回收系统，所述氨回收系统用于回收反渗透系统的浓缩液中的氨；以及
- 金属回收系统，所述金属回收系统用于回收废水中Ni、Co、Mo金属氢氧化物。
在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：
优选地，所述预过滤系统由多介质过滤装置和活性炭过滤装置组成。
优选地，多介质过滤装置对均质调节池内废水进行粗过滤处理，去除胶体、絮状物和颗粒性物质，系统回收率为98~100%。
优选地，活性炭过滤装置对多介质过滤装置的透过液进一步过滤吸附处理，去除废水中含有的微量油状有机物，系统回收率为98~100%。
优选地，超滤系统对活性炭过滤装置的出水进行过滤处理，系统回收率为90~95%。超滤系统设有超滤浓水回流管道，超滤浓水回流管道连接至调节池。
优选地，所述反渗透系统包括第一级反渗透系统和第二级反渗透系统，所述第一级反渗透系统包括第一段反渗透装置和第二段反渗透装置，第一段反渗透装置的浓缩液出口与第二段反渗透装置的入口相连接，第一段反渗透装置和第二段反渗透装置的产水出口均与第二级反渗透系统的入口相连接。
优选地，反渗透系统所选用的膜装置为致密型膜元件，系统回收率为85%，操作压力为20~25bar，膜通量为13~15LMH。
优选地，所述净水系统为EDI系统，所述EDI系统是一种将电渗析和离子交换相结合的脱盐新系统，用于对反渗透系统中所得到的纯水进行进一步除盐后作为工艺水回用于生产。
优选地，所述氨回收系统包括：换热器、脱氨塔以及氨回收器，所述换热器的入口管道上设有调节浓缩液pH值的碱液投加入口，反渗透系统的浓缩液作为富氨溶液进入换热器，所述换热器用于对富氨溶液进行加热，所述换热器的富氨溶液出口与脱氨塔相连接，所述脱氨塔用于对换热器升温过的富氨溶液进行脱氨并得到氨气和贫氨溶液，所述脱氨塔的贫氨溶液出口与换热器相连接并以贫氨溶液作为热媒加热进入换热器中的富氨溶液，换热器的贫氨溶液出口连接至金属回收系统，所述脱氨塔的氨气出口与氨回收器相连接。
反渗透系统浓缩液为含有大量NH3的硫酸钠溶液，通过往废水中投加碱液调节pH至合适范围，并通过换热器进行加热，
优选地，pH应控制在10.00-10.50。
优选地，温度应控制在50-60℃。
优选地，脱氨塔产生的NH3进入氨回收器生成浓度为15-20%的高纯浓氨水。
优选地，所述洗涤废水零排放处理系统还包括：蒸发结晶系统，所述金属回收系统和蒸发结晶系统之间设有反应器。
优选地，所述反应器上设有酸液投加入口或者反应器的入口管道上设有酸液投加入口。金属回收系统的废液导入至反应器后投加酸液回调pH至中性，反应器连接蒸发结晶系统将处理至中性的废水导入所述蒸发结晶系统进行蒸发结晶处理得到工业盐产品。
优选地，蒸发结晶系统为MVR蒸发器，用于蒸发结晶处理器导入的废水得到工业盐产品。所述蒸发结晶系统的出口连接至反渗透系统的二级反渗透装置的入口对蒸发后的冷凝水进行纯水制备处理。
本实用新型所提供的洗涤废水零排放处理系统实现了锂电生产洗涤废水的“零排放”及资源化处理，在实现浓盐水蒸发结晶资源化的同时也对废水中的金属元素和NH3进行了浓缩处理并回用，提高了其回收的收率，具有如下优点：
（1）本实用新型所提供的洗涤废水零排放处理系统通过超滤系统、反渗透系统、金属回收系统和氨回收系统实现了废水中铵离子和金属离子的有效分离和回收，并分别得到高纯度的氨水和金属氢氧化物；洗涤废水零排放处理系统还设有蒸发结晶系统，在对废水中铵离子和金属离子进行有效分离回收的同时，还能够得到高纯度的工业盐，实现了洗涤废水的零排放处理；
（2）本实用新型提供预过滤系统，所述预过滤系统由多介质过滤装置和活性炭过滤装置组成，多介质过滤装置对均质调节池内废水进行粗过滤处理，去除胶体、絮状物和颗粒性物质，系统回收率为98~100%，活性炭过滤装置对多介质过滤装置的透过液进一步过滤吸附处理，去除废水中含有的微量油状有机物，系统回收率为98~100%，通过预过滤系统降低了废水中的杂质含量；
（3）本实用新型提供两级两段反渗透系统，即包括第一段反渗透装置和第二段反渗透装置的第一级反渗透系统和第二级反渗透系统，对废水实现了浓缩减量化处理，减少后面系统的投资和运行成本，又能提高氨回收的效果；
（4）本实用新型提供EDI系统对反渗透系统的产水进行净化处理，回收95%以上的水量回用于生产；
（5）本实用新型还提供换热器，通过换热器回收经过脱氨塔脱氨后的贫氨溶液中的热量用于加热进入换热器的反渗透系统的浓缩液（反渗透系统的浓缩液也即是富氨溶液），从而实现了对贫氨溶液热量的回收，同时还能对进入换热器的反渗透系统的浓缩液进行升温加热；
（6）本实用新型所提供的洗涤废水零排放处理系统集成化和自动化程度高，占地面积小，人工操作量少。采用本实用新型提供的洗涤废水零排放处理系统处理锂电材料洗涤废水，兼具经济效益和社会效益，具有研究和推广价值。
附图说明
图1为本实用新型所提供的一种废酸资源化利用处理系统的示意图；
图中：101-调节池；201-多介质过滤装置；202-活性炭过滤装置；301-超滤系统；401-第一段反渗透装置；402-第二段反渗透装置；411-第二级反渗透系统；501-EDI系统；601-换热器； 602-脱氨塔；603-氨回收器；604-碱液投加入口；701-金属回收系统；801-反应器；802-酸液投加入口；901-MVR蒸发器。
具体实施方式
参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。
一种洗涤废水零排放处理系统，包括：
- 调节池101，用于进行废水均质化处理，使进入后端系统的水质保持稳定；
- 预过滤系统，用于对调节池101中流出的废水进行预过滤处理，用于除去悬浮颗粒物和油状有机物；
- 超滤系统301，用于对预过滤系统的透过物进行再过滤处理，用于去除胶状物质和大分子有机物；
- 反渗透系统，用于对超滤系统301的透过液进行反渗透处理，得到只含微量杂质的产水和浓缩液；
- 净水系统，用于对反渗透系统中所得到的产水进一步除盐处理；
- 氨回收系统，用于回收反渗透系统的浓缩液中的氨；以及
- 金属回收系统701，用于回收废水中Ni、Co、Mo金属氢氧化物
在本实施例中，调节池101有设置进水管道，超滤浓水回流管道以及配置机械搅拌装置用于废水的均质化处理。
预过滤系统包括：多介质过滤装置201和活性炭过滤装置202，多介质过滤装置201对调节池101流出的洗涤废水进行过滤处理，去除悬浮物和颗粒性物质，活性炭过滤装置202对多介质过滤装置201的透过液进行进一步过滤吸附处理，去除其中含有的少量油状有机物。
反渗透系统包括第一级反渗透系统和第二级反渗透系统411，第一级反渗透系统包括第一段反渗透装置401和第二段反渗透装置402，第一段反渗透装置401的浓缩液出口与第二段反渗透装置402的入口相连接，第一段反渗透装置401和第二段反渗透装置402的产水出口均与第二级反渗透系统411的入口相连接。
净水系统为EDI系统501，用于对反渗透系统中所得到的产水进一步除盐处理。
氨回收系统包括：换热器601、脱氨塔602以及氨回收器603，换热器601的入口管道上设有调节浓缩液pH值的碱液投加入口604，反渗透系统的浓缩液作为富氨溶液进入换热器601，换热器601用于对富氨溶液进行加热，换热器601的富氨溶液出口与脱氨塔602相连接，脱氨塔602用于对换热器601升温过的富氨溶液进行脱氨并得到氨气和贫氨溶液，脱氨塔602的贫氨溶液出口与换热器601相连接并以贫氨溶液作为热媒加热进入换热器601中的富氨溶液，换热器601的贫氨溶液出口连接至金属回收系统701，脱氨塔602的氨气出口与氨回收器603相连接。
洗涤废水零排放处理系统还包括：蒸发结晶系统，金属回收系统701和蒸发结晶系统之间设有反应器801。在本实施例中，蒸发结晶系统为MVR蒸发器901，用于蒸发结晶处理器导入的废水得到工业盐产品。蒸发结晶系统的出口连接至反渗透系统的二级反渗透装置的入口对蒸发后的冷凝水进行纯水制备处理。
在本实施例中，反应器801上设有酸液投加入口802，当然在其他实施例中，也可以在反应器801的入口管道上设有酸液投加入口802。金属回收系统701的废液导入至反应器801后投加酸液，本实施例中投加H2SO4，回调pH至中性，反应器801连接蒸发结晶系统将处理至中性的废水导入蒸发结晶系统进行蒸发结晶处理得到工业盐产品。
上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种洗涤废水零排放处理系统，其特征在于，所述洗涤废水零排放处理系统包括：
- 调节池，所述调节池用于进行废水均质化处理，使进入后端系统的水质保持稳定；
- 预过滤系统，所述预过滤系统用于对调节池中流出的废水进行预过滤处理，用于除去悬浮颗粒物和油状有机物；
- 超滤系统，所述超滤系统用于对预过滤系统的透过物进行再过滤处理，用于去除胶状物质和大分子有机物；
- 反渗透系统，所述反渗透系统用于对超滤系统的透过液进行反渗透处理，得到只含微量杂质的产水和浓缩液；
- 净水系统，所述净水系统用于对反渗透系统中所得到的产水进一步除盐处理；
- 氨回收系统，所述氨回收系统用于回收反渗透系统的浓缩液中的氨；以及
- 金属回收系统，所述金属回收系统用于回收废水中Ni、Co、Mo金属氢氧化物。
2.根据权利要求1所述的一种洗涤废水零排放处理系统，其特征在于，所述超滤系统设有超滤浓水回流管道，所述超滤浓水回流管道连接至调节池。
3.根据权利要求1所述的一种洗涤废水零排放处理系统，其特征在于，所述预过滤系统包括：多介质过滤装置和活性炭过滤装置所述多介质过滤装置对调节池流出的洗涤废水进行过滤处理，去除悬浮物和颗粒性物质，所述活性炭过滤装置对多介质过滤装置的透过液进行进一步过滤吸附处理，去除其中含有的少量油状有机物。
4.根据权利要求1所述的一种洗涤废水零排放处理系统，其特征在于，所述反渗透系统包括第一级反渗透系统和第二级反渗透系统，所述第一级反渗透系统包括第一段反渗透装置和第二段反渗透装置，第一段反渗透装置的浓缩液出口与第二段反渗透装置的入口相连接，第一段反渗透装置和第二段反渗透装置的产水出口均与第二级反渗透系统的入口相连接。
5.根据权利要求1所述的一种洗涤废水零排放处理系统，其特征在于，所述净水系统为EDI系统，所述EDI系统用于对反渗透系统中所得到的产水进一步除盐处理。
6.根据权利要求1所述的一种洗涤废水零排放处理系统，其特征在于，所述氨回收系统包括：换热器、脱氨塔以及氨回收器，所述换热器的入口管道上设有调节浓缩液pH值的碱液投加入口，反渗透系统的浓缩液作为富氨溶液进入换热器，所述换热器用于对富氨溶液进行加热，所述换热器的富氨溶液出口与脱氨塔相连接，所述脱氨塔用于对换热器升温过的富氨溶液进行脱氨并得到氨气和贫氨溶液，所述脱氨塔的贫氨溶液出口与换热器相连接并以贫氨溶液作为热媒加热进入换热器中的富氨溶液，换热器的贫氨溶液出口连接至金属回收系统，所述脱氨塔的氨气出口与氨回收器相连接。
7.根据权利要求1所述的一种洗涤废水零排放处理系统，其特征在于，所述洗涤废水零排放处理系统还包括：蒸发结晶系统，所述金属回收系统和蒸发结晶系统之间设有反应器。
8.根据权利要求7所述的一种洗涤废水零排放处理系统，其特征在于，所述反应器上设有酸液投加入口或者反应器的入口管道上设有酸液投加入口。
9.根据权利要求7所述的一种洗涤废水零排放处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶系统为MVR蒸发器。
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