CN210934498U - 一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，包括脱氨废水箱、管式膜组件、RO膜原水箱、一级RO膜组件、RO浓水箱与二级RO膜组件；所述脱氨废水箱出水口通过供料泵、保安滤器连接管式膜组件进水口，管式膜组件还包括透过液口与浓缩液口，管式膜组件透过液口接入RO膜原水箱；RO膜原水箱出水口通过供料泵、保安滤器连接一级RO膜组件进水口，一级RO膜组件还包括透过液口与浓缩液口，一级RO膜组件浓缩液口接入RO浓水箱；RO浓水箱出水口通过供料泵、保安滤器连接二级RO膜组件进水口，二级RO膜组件还包括透过液口与浓缩液口。
Description
技术领域
本实用新型涉及三元前驱体废水处理技术领域，具体为一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备。
背景技术
镍钴锰锂三元正极材料综合了LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2三种层状材料的优点，其综合性能优于以上任一单一组分正极材料，存在明显的三元协同效应，被认为是最有应用前景的新型正极材料。近年来，在新能源汽车领域，三元锂电池的占有率不断上升，原本采用磷酸铁锂电池的北汽新能源和江淮，也在新产品里全面改用三元锂电。除此之外，包括吉利、奇瑞、长安、众泰、中华等大部分国内主流车企都纷纷退出磷酸铁锂而采用三元动力电池的新能源车型。
目前，三元前驱体制备最普遍的方法是共沉淀法，即在液相化学合成粉体材料中应用最为广泛，一般是向原料硫酸盐溶液中添加适当的沉淀剂，使得原料液中的目标离子沉淀析出，再经过滤、洗涤、干燥和热分解等后续处理工序而得到所需的粉体材料。
因此，在整个生产过程中产生了大量的废水，主要污染物pH碱性、镍、钴、锰、锌、氨氮等；另外还含有大量的硫酸钠盐，除氨之后仍不能排放，现有的方式是除氨之后对废水进行蒸发结晶或者冷冻结晶，但是由于废水量大，耗能非常大。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，旨在实现资源回收利用，减少废水量，降低处理的能耗。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，包括脱氨废水箱、管式膜组件、RO膜原水箱、一级RO膜组件、RO浓水箱与二级RO膜组件；
所述脱氨废水箱出水口通过供料泵、保安滤器连接管式膜组件进水口，管式膜组件还包括透过液口与浓缩液口，管式膜组件透过液口接入RO膜原水箱；
RO膜原水箱出水口通过供料泵、保安滤器连接一级RO膜组件进水口，一级RO膜组件还包括透过液口与浓缩液口，一级RO膜组件浓缩液口接入RO浓水箱；
RO浓水箱出水口通过供料泵、保安滤器连接二级RO膜组件进水口，二级 RO膜组件还包括透过液口与浓缩液口；
还包括脱气膜原水箱、供料泵、脱气膜组件、硫酸循环水箱与循环泵，所述脱气膜组件膜废水侧进口通过供料泵与脱气膜原水箱出水口连接，膜废水侧出口接入脱氨废水箱；膜的另一侧进水口、出水口与硫酸循环水箱、循环泵闭环连接。
为了充分进行浓缩过滤，所述管式膜组件进水口安装有循环泵，管式膜组件浓缩液口的分管连接循环泵；且管式膜组件浓缩液口各管路均安装有阀门，通过阀门循环几次后再输出。
为了充分进行浓缩，所述一级RO膜组件进水口安装有循环泵，一级RO 膜组件浓缩液口的分管连接循环泵；且一级RO膜组件浓缩液口各管路均安装有阀门，通过阀门循环几次后再输出。
为了充分进行浓缩，所述二级RO膜组件进水口安装有循环泵，二级RO 膜组件9浓缩液口的分管连接循环泵；且二级RO膜组件浓缩液口各管路均安装有阀门，通过阀门循环几次后再输出。
为方便加药，所述脱气膜原水箱出水口管路与脱氨废水箱出水口管路分别外接NaOH加药管路与硫酸加药管路。
为了防止废水在浓缩时盐分在系统内结垢，防止微生物在系统内滋生从而造成膜的污堵，所述RO膜原水箱出水口管路外接阻垢剂加药管路与杀菌剂加药管路。
优选的，所述管式膜组件的截留孔径在50KD-200KD之间，操作压力为 0-8Bar，操作温度为常温5-45℃。
优选的，所述一级RO膜组件采用的是卷式反渗透有机膜，其材质为聚酰胺，操作压力为25-35Bar，操作温度为常温。
优选的，所述二级RO膜组件采用的是平板式反渗透有机膜，操作压力为 50-65Bar，操作温度为常温。
本实用新型的有益效果：系统可连续运行，回收减少脱氨后废水量，减少后续处理的能耗。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，包括脱氨废水箱4、管式膜组件5、RO膜原水箱6、一级RO膜组件7、RO浓水箱8与二级RO膜组件9；
所述脱氨废水箱4出水口通过供料泵、保安滤器连接管式膜组件5进水口，管式膜组件5还包括透过液口与浓缩液口，管式膜组件5透过液口接入 RO膜原水箱6；
RO膜原水箱6出水口通过供料泵、保安滤器连接一级RO膜组件7进水口，一级RO膜组件7还包括透过液口与浓缩液口，一级RO膜组件7浓缩液口接入RO浓水箱8；
RO浓水箱8出水口通过供料泵、保安滤器连接二级RO膜组件9进水口，二级RO膜组件9还包括透过液口与浓缩液口。
本实用新型用膜集成设备处理脱氨后的三元废水，其中脱氨处理部分采用脱气膜原水箱1、供料泵、脱气膜组件2、硫酸循环水箱3与循环泵，所述脱气膜组件1膜废水侧进口通过供料泵与脱气膜原水箱1出水口连接，膜废水侧出口接入脱氨废水箱4；膜的另一侧进水口、出水口与硫酸循环水箱3、循环泵闭环连接。
举例三元废水中污染物主要有Na2SO4浓度为10-30g/L，NH3-N浓度为 500-5000ppm，金属离子浓度为50-500ppm，pH值为10-14。三元废水先进入脱气膜组件2，脱气膜组件2采用的是疏水性极好的有机中空纤维膜，根据现有技术，进脱气膜前将pH调节到大于12，调节pH后废水在膜的一侧流过时废水中的NH3-N会以气体的形式透过膜进入到膜的另一侧，而膜的另一侧是 20％的硫酸溶液，透过膜的NH3-N与硫酸反应生成硫酸铵；废水经过脱气膜后 NH3-N浓度可以低于10ppm；将废水pH调回7-8，然后再进入管式膜组件5。
上述硫酸循环罐3中的硫酸溶液需要定期置换，置换出来的硫酸铵溶液可以冷冻结晶后回收其中的硫酸铵，而上清液可以继续加入到硫酸循环罐3 使用。
脱氨废水经供料泵泵入管式膜组件5，管式膜组件5的截留孔径在 50KD-200KD之间，操作压力为0-8Bar，操作温度为常温(5-45℃)，能有效的去除废水中的不溶性物质，其产水浊度小于1NTU；浑浊液可经固液分离后可再次进入膜集成设备；其澄清液进入一级RO膜组件7，该系统采用的是卷式反渗透有机膜，其材质为聚酰胺，一级RO膜系统操作压力为25-35Bar，操作温度为常温，在一级RO膜输送泵出口设置了阻垢剂加药系统和杀菌剂加药系统，阻垢剂加药系统主要是废水在浓缩时盐分在系统内结垢，杀菌剂加药系统主要是防止微生物在系统内滋生从而造成膜的污堵；
一级RO膜组件7回收率为30-60％，产水硫酸钠含量小于200ppm，金属离子浓度小于0.1ppm，NH3-N浓度小于10ppm，可以回用或者排放；其浓缩液进入二级RO膜组件9。二级RO膜组件9采用的是平板式反渗透有机膜，其操作压力为50-65Bar，操作温度为常温；
二级RO膜系统回收率为30-50％，产水硫酸钠含量小于200ppm，金属离子浓度小于0.1ppm，NH3-N浓度小于10ppm；可以回用或者排放；而浓水中硫酸钠80-120g/L，金属离子浓度为500-5000ppm，其体积为三元废水的5-15％；大大减少了含硫酸钠的废水量，减少了后续的处理耗能；而该浓液可冷冻结晶后回收其中的硫酸钠，上清液再由客户进行深度处理。
另外；
所述管式膜组件5进水口安装有循环泵，管式膜组件5浓缩液口的分管 10连接循环泵；且管式膜组件5浓缩液口各管路均安装有阀门；所述一级RO 膜组件7进水口安装有循环泵，一级RO膜组件7浓缩液口的分管10连接循环泵；且一级RO膜组件7浓缩液口各管路均安装有阀门；所述二级RO膜组件9进水口安装有循环泵，二级RO膜组件9浓缩液口的分管10连接循环泵；且二级RO膜组件9浓缩液口各管路均安装有阀门。为了充分进行浓缩过滤，通过阀门循环几次后再输出。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，其特征在于，包括脱氨废水箱(4)、管式膜组件(5)、RO膜原水箱(6)、一级RO膜组件(7)、RO浓水箱(8)与二级RO膜组件(9)；
所述脱氨废水箱(4)出水口通过供料泵、保安滤器连接管式膜组件(5)进水口，管式膜组件(5)还包括透过液口与浓缩液口，管式膜组件(5)透过液口接入RO膜原水箱(6)；
RO膜原水箱(6)出水口通过供料泵、保安滤器连接一级RO膜组件(7)进水口，一级RO膜组件(7)还包括透过液口与浓缩液口，一级RO膜组件(7)浓缩液口接入RO浓水箱(8)；
RO浓水箱(8)出水口通过供料泵、保安滤器连接二级RO膜组件(9)进水口，二级RO膜组件(9)还包括透过液口与浓缩液口；
还包括脱气膜原水箱(1)、供料泵、脱气膜组件(2)、硫酸循环水箱(3)与循环泵，所述脱气膜组件(2)膜废水侧进口通过供料泵与脱气膜原水箱(1)出水口连接，膜废水侧出口接入脱氨废水箱(4)；膜的另一侧进水口、出水口与硫酸循环水箱(3)、循环泵闭环连接。
2.根据权利要求1所述一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，其特征在于，所述管式膜组件(5)进水口安装有循环泵，管式膜组件(5)浓缩液口的分管(10)连接循环泵；且管式膜组件(5)浓缩液口各管路均安装有阀门。
3.根据权利要求1所述一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，其特征在于，所述一级RO膜组件(7)进水口安装有循环泵，一级RO膜组件(7)浓缩液口的分管(10)连接循环泵；且一级RO膜组件(7)浓缩液口各管路均安装有阀门。
4.根据权利要求1所述一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，其特征在于，所述二级RO膜组件(9)进水口安装有循环泵，二级RO膜组件(9) 浓缩液口的分管(10)连接循环泵；且二级RO膜组件(9)浓缩液口各管路均安装有阀门。
5.根据权利要求1所述一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，其特征在于，所述脱气膜原水箱(1)出水口管路与脱氨废水箱(4)出水口管路分别外接NaOH加药管路与硫酸加药管路。
6.根据权利要求1所述一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，其特征在于，所述RO膜原水箱(6)出水口管路外接阻垢剂加药管路与杀菌剂加药管路。
7.根据权利要求1所述一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，其特征在于，所述管式膜组件(5)的截留孔径在50KD-200KD之间，操作压力为0-8Bar，操作温度为常温5-45℃。
8.根据权利要求1所述一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，其特征在于，所述一级RO膜组件(7)采用的是卷式反渗透有机膜，其材质为聚酰胺，操作压力为25-35Bar，操作温度为常温。
9.根据权利要求1所述一种用于处理三元前驱体废水的膜集成设备，其特征在于，所述二级RO膜组件(9)采用的是平板式反渗透有机膜，操作压力为50-65Bar，操作温度为常温。
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| CN114956380A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-08-30 | 昆山三一环保科技有限公司 | 三元废水预处理方法及系统 |
| CN115057505A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-09-16 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种三元正极材料前驱体洗涤废液的处理装置及方法 |
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