CN214400130U

CN214400130U - 一种水性涂布废水的处理装置

Info

Publication number: CN214400130U
Application number: CN202022935463.0U
Authority: CN
Inventors: 程跃; 刘燕美; 顾挺; 何方波; 刘倩倩
Original assignee: Shanghai Energy New Materials Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Energy New Materials Technology Co Ltd
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2030-12-07

Abstract

本实用新型提供了一种水性涂布废水的处理装置，所述处理装置包括依次连接的沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元。本实用新型根据涂布废水的主要组成，选择相应的操作单元设备构成涂布废水处理装置，依次实现不同组分的分离与回收，其中废水的净化率可达97％以上，回收水中氧化铝含量在0.5wt％以下；所述废水分离后各组分回收率较高，氧化铝回收率达到90％以上，有机物的回收率达到80％以上，且纯度较高，均可再次使用；所述处理装置结构简单，操作方便，废水处理量大，工业化应用前景广阔。

Description

一种水性涂布废水的处理装置

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种水性涂布废水的处理装置。

背景技术

锂离子电池因其优异的电学性能、使用寿命长、绿色环保等优点被广泛应用于电子产品、动力驱动、储能等领域，隔膜是锂离子电池的重要组成部件，传统隔膜以聚乙烯或聚丙烯隔膜为主，但其耐热性能和对电解液的润湿性限制了其应用范围，因此，隔膜涂布应运而生。目前，锂离子电池隔膜的涂布工艺，大致分为水性涂布和油性涂布两种，水性陶瓷涂布相较而言工艺更加简单、环保、成本低，现如今的应用更为广泛。

水性陶瓷涂布所用的浆料通常以氧化铝等无机物为主要组分，再添加溶剂、分散剂、胶粘剂等辅助添加剂配制而成，在隔膜涂布过程中会产生浆料涂布废水，废水中除了含有部分有机添加剂外，还含有大量的氧化铝，如果直接排放，不仅会造成资源浪费，还会污染环境，因而需要对涂布废水进行针对性回收，并尽可能保证回收物的纯净度，便于再次使用。

CN 209735962U公开了一种锂电池隔膜涂布用浆料回收装置，该装置包括破乳箱和过滤回收箱，破乳箱和过滤回收箱之间通过输送管道连接，破乳箱顶部设置有搅拌器、进水口，破乳箱侧壁上设有进料口、破乳剂进口、出料口，出料口与过滤回收箱顶部的进料口连接，过滤回收箱的腔体内由上至下依次设有两级过滤网，侧壁上设有滤网出料口，在二级过滤网下方的侧壁上设有抽气口、出水口、返流口，抽气口与真空泵连接，返流口与输送管道连接，出水口与废水处理系统连接；该装置主要是针对浆料体系中的添加剂进行破乳处理，然后回收浆料，但并未对浆料中的不同组分分别回收利用，回收物纯度较低。

CN 109748469A公开了一种电池隔膜涂布头清洗废水处理装置，该处理装置包括依次连通的重力沉降池、混凝沉淀池、AO膜生物处理单元和卷式纳滤膜单元，所述重力沉降池用于使电池隔膜涂布头清洗废水中的无机颗粒物沉降后排出；所述混凝沉淀池用于向其中加入絮凝剂，利用絮凝剂的作用使清洗废水中悬浮颗粒物沉淀后排出；所述AO膜生物处理单元用于使清洗废水中含氮化合物和有机添加剂去除；所述卷式纳滤膜单元用于去除电池隔膜涂布头清洗废水中的有机污染物，获得清水；该装置对废水中有机物及含氮物进行降解处理，难以再进行利用，且纳滤浓水还需进行后续处理。

综上所述，对于水性涂布废水的处理，还需选择合适的组合设备，有效分离废水中的各组分以提高回收率，并尽可能提高回收物纯度，废水达标排放。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种水性涂布废水的处理装置，所述处理装置根据涂布废水的主要组成，选择相应的操作单元设备构成涂布废水处理流程，不仅能够实现废水的有效净化处理，还可分离回收废水中的无机颗粒以及有机物，得到高纯度的回收物，实现废水的资源化利用。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种水性涂布废水的处理装置，所述处理装置包括依次连接的沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元。

本实用新型中，根据所述涂布废水的来源，例如来自电池隔膜涂布工艺过程，涂布浆料的组成基本为废水的主要组分，因而根据废水中无机颗粒、有机物等组成选择相应的单元操作组合处理，依次实现不同组分的分离与回收，各组分的回收率及纯度较高，便于后续的直接使用，处理后的废水也能够达标排放，达到节能环保的要求。

以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。

作为本实用新型优选的技术方案，所述沉淀单元包括絮凝沉降设备，所述絮凝沉降设备中加入絮凝剂。

本实用新型中，电池隔膜陶瓷涂布时，浆料中主要无机组成为氧化铝，因而废水中含有氧化铝颗粒，通过絮凝沉降的方式分离回收，絮凝剂使废水中的悬浮粒子相碰吸附在一起，形成絮凝团，快速沉降，涂布废水中出现沉淀与水体分层现象；其中，絮凝剂的选择主要包括明矾、聚合氯化铝(PAC)以及聚丙烯酰胺(PAM)等。

作为本实用新型优选的技术方案，所述固液分离单元包括过滤设备；所述过滤设备包括压滤机。

作为本实用新型优选的技术方案，所述固液分离单元的固体出口产出无机物固体，所述固液分离单元的液体出口与氧化还原单元的入口相连。

本实用新型中，经絮凝沉降的无机颗粒物需要与废水进行分离，固液分离常用操作方式为过滤分离，工业上常使用压滤机，对液体与沉淀的混合液施加一定压力，利用过滤介质滤布，Al₂O₃颗粒因其粒径大于过滤介质的孔径被截留在滤室里，液体渗析出来，实现沉淀和液体分离，除去大部分Al₂O₃并回收，同时得到初级滤水。

作为本实用新型优选的技术方案，所述氧化还原单元包括电解处理设备。

本实用新型中，絮凝沉降分离后，对于剩余的无机杂质，常规物理分离的方式难以进一步去除，因而采用电解处理设备，利用氧化还原作用实现杂质分解，电解处理设备基本组件包括阴极板、阳极板、电源等，通过电极反应可充分去除残留的陶瓷杂质以及其他无机杂质离子，使得初级滤水进一步净化。

作为本实用新型优选的技术方案，所述萃取单元包括萃取塔，所述萃取塔上设有废水入口、萃取剂入口、萃取混合液出口和回收水出口，所述萃取混合液出口与精馏单元相连。

本实用新型中，萃取单元主要分离的就是废水中的有机组分，根据有机物的种类相应选择有机溶剂进行萃取，如四氯化碳、乙醚、二硫化碳等，将有机组分从水中分离出来，基本实现废水的提纯，得到的回收水净化率高，达到97％以上。

本实用新型中，所述萃取塔的进出口中，萃取剂入口可连接萃取剂储罐，萃取混合液出口可先连接萃取混合液缓冲罐，再与精馏单元相连，回收水出口则连接回收罐。

作为本实用新型优选的技术方案，所述精馏单元包括精馏塔，所述精馏塔的出口包括萃取剂出口和有机物出口。

本实用新型中，所述废水中的有机物萃取后得到的萃取混合液还需要进行分离，回收萃取剂再次利用，根据萃取剂和有机物的沸点差异，将混合液进行精馏处理，分离有机物和萃取剂，使得两者均可以达到较高的纯度。

作为本实用新型优选的技术方案，所述沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元中，相邻单元之间独立地设有输送泵。

作为本实用新型优选的技术方案，所述沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元中，相邻单元之间的间距独立地为0.1～2m，例如0.1m、0.3m、0.5m、0.8m、1m、1.2m、1.5m、1.8m或2m等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本实用新型中，根据各操作单元之间的连接关系，在各单元之间设置输送泵，为废水的流动提供动力，便于废水的快速处理，同时根据各单元设备的结构及尺寸，相应选择各单元间的距离，既能够使得装置的整体布局合理，占地面积又不会过大。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型根据涂布废水的主要组成，选择相应的操作单元设备构成涂布废水处理装置，依次实现不同组分的分离与回收，其中废水的净化率可达97％以上，回收水中氧化铝含量在0.5wt％以下，萃取剂含量在200ppm以下；

(2)本实用新型所述废水分离后各组分回收率较高，氧化铝回收率达到90％以上，固体产物含水量为0.01～10wt％，有机物的回收率达到80％以上，且纯度较高，均可再次使用；

(3)本实用新型所述处理装置结构简单，操作方便，废水处理量大，工业化应用前景广阔。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的水性涂布废水处理装置的结构示意图；

其中，1-絮凝沉降设备，2-过滤设备，3-电解处理设备，4-萃取塔，5-精馏塔。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型进一步详细说明，但下述的实施例仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型保护范围以权利要求书为准。

本实用新型具体实施方式部分提供了一种水性涂布废水的处理装置，所述处理装置包括依次连接的沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元。

以下为本实用新型典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种水性涂布废水的处理装置，所述处理装置的结构示意图如图1所示，包括依次连接的沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元。

所述沉淀单元包括絮凝沉降设备1，所述絮凝沉降设备1中加入明矾絮凝剂。

所述固液分离单元包括过滤设备2，所述过滤设备2为板式压滤机。

所述固液分离单元的固体出口产出氧化铝固体，所述固液分离单元的液体出口与氧化还原单元的入口相连。

所述氧化还原单元包括电解处理设备3，所述电解处理设备3包括阴极板、阳极板和电源。

所述萃取单元包括萃取塔4，所述萃取塔4上设有废水入口、萃取剂入口、萃取混合液出口和回收水出口，所述萃取混合液出口与精馏单元相连；所述萃取剂选择四氯化碳。

所述精馏单元包括精馏塔5，所述精馏塔5的出口包括萃取剂出口和有机物出口。

所述沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元中，相邻单元之间均设有输送泵，相邻单元之间的间距为1m。

实施例2：

本实施例提供了一种水性涂布废水的处理装置，所述处理装置包括依次连接的沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元。

所述沉淀单元包括絮凝沉降设备1，所述絮凝沉降设备1中加入PAC絮凝剂。

所述固液分离单元包括过滤设备2，所述过滤设备2为带式压滤机。

所述萃取单元包括萃取塔4，所述萃取塔4上设有废水入口、萃取剂入口、萃取混合液出口和回收水出口，所述萃取混合液出口与精馏单元相连；所述萃取剂选择乙醚。

所述沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元中，相邻单元之间均设有输送泵，相邻单元之间的间距为0.5m。

实施例3：

所述沉淀单元包括絮凝沉降设备1，所述絮凝沉降设备1中加入PAM絮凝剂。

所述萃取单元包括萃取塔4，所述萃取塔4上设有废水入口、萃取剂入口、萃取混合液出口和回收水出口，所述萃取混合液出口与精馏单元相连；所述萃取剂选择二硫化碳。

所述沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元中，相邻单元之间均设有输送泵，相邻单元之间的间距为2m。

采用上述实施例中的装置处理涂布废水，处理量可达到10～700m³/天，具体操作流程主要包括：

将待处理的水性涂布废水通过水泵泵入絮凝沉降设备1中，加入絮凝剂将废水中悬浮粒子絮凝，静置沉降后，将絮凝沉降设备1中的混合物泵入压滤机中，压滤机通过压力，将混合液中的絮凝团等固体压制成饼，实现沉淀和液体分离，除去大部分Al₂O₃并回收，同时初级滤水流入电解处理设备3中；

所述初级滤水在电解处理设备3中通过在阳极、阴极上发生氧化还原反应，废液中的无机杂质在电解处理设备中被分解，此时废液中的Al₂O₃成分已处理完成；废水再流进萃取塔4中，通过加入相对应的萃取剂，将有机物与水分离，得到有机物与萃取剂混合液、回收水；有机物与萃取剂混合液进入精馏塔5中，通过精馏将萃取剂与有机物分离，回收萃取剂与有机物；

处理后的废水经过检测，废水的净化率均可达到97％以上，其中Al₂O₃含量低于0.5wt％，萃取剂含量低于200ppm；涂布废水中的Al₂O₃回收率达到90％以上，回收的固体Al₂O₃中水分含量不超过10wt％，有机物的回收率达到80％以上。

综合上述实施例可以看出，本实用新型根据涂布废水的主要组成，选择相应的操作单元设备构成涂布废水处理装置，依次实现不同组分的分离与回收，其中废水的净化率可达97％以上，回收水中氧化铝含量在0.5wt％以下；所述废水分离后各组分回收率较高，氧化铝回收率达到90％以上，有机物的回收率达到80％以上，且纯度较高，均可再次使用；所述处理装置结构简单，操作方便，废水处理量大，工业化应用前景广阔。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细装置，但本实用新型并不局限于上述详细装置，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细装置才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型装置的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种水性涂布废水的处理装置，其特征在于，所述处理装置包括依次连接的沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元。

2.根据权利要求1所述的水性涂布废水的处理装置，其特征在于，所述沉淀单元包括絮凝沉降设备，所述絮凝沉降设备中加入絮凝剂。

3.根据权利要求1所述的水性涂布废水的处理装置，其特征在于，所述固液分离单元包括过滤设备，所述过滤设备包括压滤机。

4.根据权利要求1所述的水性涂布废水的处理装置，其特征在于，所述固液分离单元的固体出口产出无机物固体，所述固液分离单元的液体出口与氧化还原单元的入口相连。

5.根据权利要求1所述的水性涂布废水的处理装置，其特征在于，所述氧化还原单元包括电解处理设备。

6.根据权利要求1所述的水性涂布废水的处理装置，其特征在于，所述萃取单元包括萃取塔，所述萃取塔上设有废水入口、萃取剂入口、萃取混合液出口和回收水出口，所述萃取混合液出口与精馏单元相连。

7.根据权利要求1所述的水性涂布废水的处理装置，其特征在于，所述精馏单元包括精馏塔，所述精馏塔的出口包括萃取剂出口和有机物出口。

8.根据权利要求1所述的水性涂布废水的处理装置，其特征在于，所述沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元中，相邻单元之间独立地设有输送泵。

9.根据权利要求1所述的水性涂布废水的处理装置，其特征在于，所述沉淀单元、固液分离单元、氧化还原单元、萃取单元和精馏单元中，相邻单元之间的间距独立地为0.1～2m。