CN214115241U - 一种锂电池废水的回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种锂电池废水的回收系统，包括：依次连接的沉淀分离模块、AOP系统和盐回收模块；沉淀分离模块包括依次连接的调节池和一级膜；盐回收模块包括依次连接的二级膜、三级膜、钠盐分离装置和锂盐分离装置；二级膜设有与AOP系统连接的进水口和与三级膜连接的出水口；三级膜设有回用水出口和第一母液出口，第一母液出口与钠盐分离装置连接；钠盐分离装置设有第二母液出口和钠盐出口，第二母液出口与锂盐分离装置连接；锂盐分离装置设有第三母液出口和锂盐出口。该回收系统可以实现锂电池废水的深度处理和资源化利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域，特别涉及一种锂电池废水的回收系统。
背景技术
锂电池是一种具有安全、环保以及性能优异等诸多优势的可充电型能源，被广泛应用于各行各业。然而锂电池生产过程中所产生的工业废水却会给环境带来严重的污染，因而需要对其进行处理。
目前的锂电池废水工艺主要包含三种：第一种主要做锂电池废水某一段或其中几步的处理装置；第二种主要做锂电池废水前处理的工艺；第三种主要做锂电池废水前处理和深度处理的工艺，深度处理后主要得到达标回用水和固体杂盐，固体杂盐仍对环境有害且其中的锂资源无法回收利用。
如上所述，现有锂电池废水的工艺路线处理后得到的主要是回用水，包含深度处理工艺的还能得到固体盐，但固体盐中所含的锂并没有得到回收利用，资源化程度不高；其中包含的工艺段较多路线较长，部分工段占地面积较大。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术未回收锂电池废水中的锂盐的缺陷，提供一种锂电池废水的回收系统，通过该工艺可得到达标回用水、钠盐和锂盐，实现锂电池废水的资源化利用，并且具有路线较短，自动化程度高的优点。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题。
本实用新型提供了一种锂电池废水的回收系统，其包括有：沿锂电池废水传输方向依次连接的沉淀分离模块、AOP系统和盐回收模块；
所述的沉淀分离模块包括沿锂电池废水传输方向连接的调节池和一级膜；
所述的盐回收模块包括依次连接的二级膜、三级膜、钠盐分离装置和锂盐分离装置；所述的二级膜设有与所述的AOP系统连接的进水口和与所述的三级膜连接的出水口；
所述的三级膜设有回用水出口和第一母液出口，所述的第一母液出口与所述的钠盐分离装置连接；
所述的钠盐分离装置设有第二母液出口和钠盐出口，所述的第二母液出口与所述的锂盐分离装置连接；
所述的锂盐分离装置设有第三母液出口和锂盐出口。
其中，优选地，所述的一级膜设有一污泥出口和一废水出口，所述的污泥出口还与一污泥系统连接，所述的废水出口与所述的AOP系统连接；所述的污泥系统设有一干泥出口和一上清液出口，所述的上清液出口与所述的调节池连接。
其中，优选地，所述的一级膜还设有一级膜反洗水出口，所述的一级膜反洗水出口和所述的调节池相连。
其中，优选地，所述的一级膜为MBR膜、超滤膜和陶瓷膜中的一种或多种，主要功能是进行物料物理分离，去除水中的悬浮颗粒物、浊度、大分子有机物，延长后续膜系统的使用寿命。
其中，优选地，所述的AOP系统为臭氧催化氧化系统、紫外线催化氧化系统和电催化氧化系统中的一种或多种，主要功能是产生大量的•OH自由基，利用高活性羟基自由基进攻大分子有机物并与之反应，从而破坏有机分子结构达到氧化去除有机物的目的，实现高效的氧化处理。
其中，优选地，所述的二级膜为NF膜或等离子分离膜，主要功能是允许某些单价离子通过但截留二价以上的多价离子，达到分离溶液中氯化钠和硫酸钠的效果；所述的二级膜还设有与所述调节池连接的二级膜反洗水出口。
其中，优选地，所述的三级膜为反渗透膜、碟管式反渗透膜和高压反渗透膜中的一种或多种，主要功能是对废水进行浓缩，减少废水蒸发量，从而降低运行能耗；所述的三级膜还设有与所述调节池连接的三级膜反洗水出口；更优选地，所述的三级膜为反渗透膜和碟管式反渗透膜，所述的反渗透膜和所述的碟管式反渗透膜依次串联连接。在更优选的方案中，所述的反渗透膜设有第一回用水出口、反渗透膜母液出口和与所述调节池连接的三级膜反洗水出口，所述的碟管式反渗透膜还设有第二回用水出口和与所述的钠盐分离装置连接的碟管式反渗透膜母液出口。
其中，优选地，所述的钠盐分离装置为多效蒸发器或MVR蒸发器，加热蒸发溶液，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，主要功能是得到钠盐。
其中，优选地，所述的锂盐分离装置为沉锂结晶反应器，采用添加碳酸钠，形成溶解度较小的碳酸锂析出，主要功能是得到锂盐。
其中，本领域技术人员知晓，AOP为高级氧化处理技术（Advanced OxidationProcess）的简称，AOP系统能够使可生化性差、相对分子质量大的高浓度有机废水直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还在环境类激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势。
其中，本领域技术人员知晓，MVR蒸发器是英文（Mechanical VaporRecompression）的缩写，是一种新型高效节能蒸发设备。
其中，本领域技术人员知晓，UF膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.01微米的过滤膜。
其中，本领域技术人员知晓，MBR膜为膜反应生物器。
其中，本文所述的“一种或多种”，表示一种、两种、三种、四种、五种、六种或更多。
其中，本领域技术人员知晓，TOC表示总有机碳，是以碳的含量表示水中有机物的总量。
其中，本领域技术人员知晓，TDS是Total dissolved solids的简称，表示溶解性固体总量，它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固体。
本实用新型的积极进步效果在于：
通过调节池和一级膜的结合，去除水中的悬浮颗粒物、浊度、大分子有机物，延长后续膜系统的使用寿命；
一级膜的出水进入AOP系统去除有机物，实现高效的氧化处理，保护后续盐回收装置；
盐回收装置包括二级膜、三级膜、钠盐分离装置和锂盐分离装置，实现了钠盐和锂盐的分别回收利用，和达标回用水的排放（TOC和TDS相比原水都显著降低）；
该系统具有工艺路线短、自动化程度高、占地面积小的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的锂电池废水的回收系统的流程图。
图1的附图标记如下：
调节池1
锂电池废水进水口101
一级膜2
废水出口201
污泥出口202
一级膜反洗水出口203
污泥系统3
干泥出口301
上清液出口302
AOP系统4
二级膜5
二级膜出水口501
二级膜进水口502
二级膜反洗水出口503
反渗透膜6
第一回用水出口601
反渗透膜母液出口602
三级膜反洗水出口603
钠盐分离装置7
第二母液出口701
钠盐出口702
锂盐分离装置8
第三母液出口801
锂盐出口802
碟管式反渗透膜9
第二回用水出口901
碟管式反渗透膜母液出口902。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图1来更清楚完整地说明本实用新型。
实施例1
本实施例提供了一种锂电池废水的回收系统，如图1所示，包括沿锂电池废水进水口101传输方向依次连接的调节池1和一级膜2，一级膜2设有一废水出口201、一污泥出口202和一级膜反洗水出口203，一级膜反洗水出口203与调节池1连接，污泥出口202与污泥系统3连接；污泥系统3设有一干泥出口301和一上清液出口302，上清液出口302与调节池1连接；废水出口201与AOP系统4连接；二级膜5设有与AOP系统4连接的二级膜进水口502、与反渗透膜6连接的二级膜出水口501和与调节池1连接的二级膜反洗水出口503。
本实施例中三级膜由反渗透膜6和碟管式反渗透膜9串联连接形成，反渗透膜6设有第一回用水出口601、反渗透膜母液出口602和三级膜反洗水出口603，反渗透膜母液出口602与碟管式反渗透膜9连接，三级膜反洗水出口603与调节池1连接；碟管式反渗透膜9还设有一与钠盐分离装置7连接的碟管式反渗透膜母液出口902和第二回用水出口901；钠盐分离装置7设有一第二母液出口701和一钠盐出口702，第二母液出口701与锂盐分离装置8连接；锂盐分离装置8设有一第三母液出口801和一锂盐出口802。
本实施例中，一级膜2为MBR膜、超滤膜和陶瓷膜中的一种或多种，主要功能是进行物料物理分离，去除水中的悬浮颗粒物、浊度、大分子有机物，延长后续膜系统的使用寿命。
本实施例中，AOP系统4为臭氧催化氧化系统、紫外线催化氧化系统和电催化氧化系统中的一种或多种，主要功能是产生大量的•OH自由基，利用高活性羟基自由基进攻大分子有机物并与之反应，从而破坏有机分子结构达到氧化去除有机物的目的，实现高效的氧化处理。
本实施例中，二级膜5为NF膜或等离子分离膜，主要功能是允许某些单价离子通过但截留二价以上的多价离子，可以达到分离溶液中氯化钠和硫酸钠的效果。
本实施例中，三级膜的主要功能是对废水进行浓缩，减少废水蒸发量，从而降低运行能耗。
本实施例中，钠盐分离装置7为多效蒸发器或MVR蒸发器。加热蒸发溶液，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，主要功能是得到钠盐。
本实施例中，锂盐分离装置8为沉锂结晶反应器，采用添加碳酸钠，形成溶解度较小的碳酸锂析出，主要功能是得到锂盐。
本实施例中，锂电池废水进水口101的数据值见表1.1和表1.2，其中TOC值为1320mg/L，TDS值为4507mg/L，Na的含量为922mg/L，Li的含量为258mg/L，Cl的含量为2540.0mg/L；
经过调节池1和膜工艺的处理，第一回用水出口601的数据值见表2.1和表2.2，其TOC值降为1.0mg/L，TDS值降为200mg/L，pH值为7.0，Cl的含量为130.68mg/L；第二回用水出口901的数据值见表3.1和表3.2，其TOC值降为4.9mg/L，TDS值降为200mg/L，pH值为7.0，Cl的含量为130.68mg/L；
经过钠盐分离装置7分离出的钠盐出口702和锂盐分离装置8分离出的锂盐出口802的产物的效果数据见表4.1和表4.2，分离出的钠盐中钠的含量为31.921%，分离出的锂盐中锂的含量为18.775%。钠盐中的钠的回收率为(产量*含量) *100%/（水量*浓度）=(0.0046*103*0.31921) *100%/（2.083*103*922*10-6）=76.38%，锂盐中的锂的回收率为(产量*含量) *100%/（水量*浓度）=(0.00225*103*0.18775) *100%/（2.083*103*258*10-6）=78.70%。
以上所述的，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种锂电池废水的回收系统，其特征在于，其包括有：沿锂电池废水传输方向依次连接的沉淀分离模块、AOP系统和盐回收模块；
所述的沉淀分离模块包括沿锂电池废水传输方向连接的调节池和一级膜；
所述的盐回收模块包括依次连接的二级膜、三级膜、钠盐分离装置和锂盐分离装置；所述的二级膜设有与所述的AOP系统连接的进水口和与所述的三级膜连接的出水口；
所述的三级膜设有回用水出口和第一母液出口，所述的第一母液出口与所述的钠盐分离装置连接；
所述的钠盐分离装置设有第二母液出口和钠盐出口，所述的第二母液出口与所述的锂盐分离装置连接；
所述的锂盐分离装置设有第三母液出口和锂盐出口。
2.如权利要求1所述的锂电池废水的回收系统，其特征在于，所述的一级膜设有一污泥出口和一废水出口，所述的污泥出口还与一污泥系统连接，所述的废水出口与所述的AOP系统连接；所述的污泥系统设有一干泥出口和一上清液出口，所述的上清液出口与所述的调节池连接。
3.如权利要求2所述的锂电池废水的回收系统，其特征在于，所述的一级膜还设有一级膜反洗水出口，所述的一级膜反洗水出口和所述的调节池相连。
4.如权利要求1所述的锂电池废水的回收系统，其特征在于，所述的一级膜为MBR膜、超滤膜和陶瓷膜中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的锂电池废水的回收系统，其特征在于，所述的AOP系统为臭氧催化氧化系统、紫外线催化氧化系统和电催化氧化系统中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的锂电池废水的回收系统，其特征在于，所述的二级膜为NF膜或等离子分离膜，所述的二级膜还设有与所述调节池连接的二级膜反洗水出口。
7.如权利要求1所述的锂电池废水的回收系统，其特征在于，所述的三级膜为反渗透膜、碟管式反渗透膜和高压反渗透膜中的一种或多种；所述的三级膜还设有与所述调节池连接的三级膜反洗水出口。
8.如权利要求1所述的锂电池废水的回收系统，其特征在于，所述的三级膜为反渗透膜和碟管式反渗透膜，所述的反渗透膜和所述的碟管式反渗透膜依次串联连接，所述的反渗透膜设有第一回用水出口、反渗透膜母液出口和与所述调节池连接的三级膜反洗水出口，所述的碟管式反渗透膜还设有第二回用水出口和与所述的钠盐分离装置连接的碟管式反渗透膜母液出口。
9.如权利要求1所述的锂电池废水的回收系统，其特征在于，所述的钠盐分离装置为多效蒸发器或MVR蒸发器。
10.如权利要求1所述的锂电池废水的回收系统，其特征在于，所述的锂盐分离装置为沉锂结晶反应器。
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