CN219136464U - 一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置 - Google Patents

Abstract

一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，包括板框压滤系统、超滤系统、耐碱纳滤系统以及耐碱高压反渗透系统，所述板框压滤系统用于过滤废旧电池粉碎后碱浸液中黑料，所述超滤系统将滤液过滤为清相与浓相，清相出口端通过管道进入纳滤进液罐，浓相出口端通过管道进入超滤收集桶；所述耐碱纳滤系统用于分离游离氢氧化钠，所述耐碱纳滤系统包括一级耐碱纳滤系统与二级耐碱纳滤系统；所述耐碱高压反渗透系统用于对分离游离氢氧化钠浓缩，所述耐碱高压反渗透系统包括一级反渗透系统与二级反渗透系统，本实用新型设计简单合理，产水率高，运行稳定性高，出水水质高。

Description

一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置。

背景技术

废旧电池正极集流体铝是两性金属，与酸碱都可以发生反应，而正极活性物质磷酸铁锂、负极材料石墨和负极集流体铜箔均不与碱发生反应，可采用NaOH碱性溶液从废旧锂离子电池的正极集流体中溶解浸出AL及其表面起保护作用的AL2O3 ，实现集流体铝箔的去除和电极材料的富集从而产生了碱性铝酸钠母液和废水。

碱性铝酸钠母液处理主要是用酸进行调解PH，调解后液PH在中性时产生氢氧化铝悬浮沉淀和高盐废水，氢氧化铝悬浮物通过板框压滤可将其回收，高盐废水则是通过蒸发结晶。碱性氯酸纳母液中含有大量游离碱，用酸中和时主要就是中和这一部分碱，后续高盐废水中绝大部分盐都是这部分中和反应后的盐，如果有设备可以将部分游离碱分离出来可以大大降低企业酸的消耗和后续盐蒸发量。企业水处理成本将会降低，环保压力也将减轻。我司膜工艺，主要采用具有选择透过性的膜材料，通过外界施加压力，使游离碱透过膜而其中的铝盐被截留，解决了企业酸消耗量大的困惑以及企业蒸发量大得问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，使游离碱透过膜而其中的铝盐被截留，使游离碱分离出，解决了企业酸消耗量大的困惑以及企业蒸发量大得问题，本实用新型设计简单合理，产水率高，运行稳定性高，出水水质高。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，包括板框压滤系统、超滤系统、耐碱纳滤系统以及耐碱高压反渗透系统，所述板框压滤系统用于过滤废旧电池粉碎后碱浸液中黑料，其进口端连接有原水罐，出口端连接有板框滤液收集罐；

所述超滤系统进口端与板框滤液收集罐通过管道连接，通过超滤系统将滤液过滤为清相与浓相，清相出口端通过管道进入纳滤进液罐，浓相出口端通过管道进入超滤收集桶；

所述耐碱纳滤系统用于分离游离氢氧化钠，所述耐碱纳滤系统包括一级耐碱纳滤系统与二级耐碱纳滤系统；

所述耐碱高压反渗透系统用于对分离游离氢氧化钠浓缩，所述耐碱高压反渗透系统包括一级反渗透系统与二级反渗透系统。

具体的，所述一级耐碱纳滤系统进口端与纳滤进液罐通过管道连接，其浓相出口端通过管道进入纳滤浓相收集罐；透水出口端通过管道与二级耐碱纳滤系统进口端连接。

具体的，所述二级耐碱纳滤系统浓相出口端通过管道返回至纳滤进液罐；透水出口端通过管道与一级反渗透系统进口端连接。

具体的，所述一级反渗透系统浓相出口端通过管道进入反渗透浓相收集罐；透水出口端通过管道与二级反渗透系统进口端连接。

具体的，所述二级反渗透系统浓相出口端通过管道返回一级反渗透系统进口端；透水出口端通过管道与反渗透透水回用罐连接。

具体的，所述超滤系统进口段，清相出口端，浓相出口端设有控制阀门及流量计，所述一级耐碱纳滤系统进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计，所述二级耐碱纳滤系统进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计；所述一级反渗透系统进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计；所述二级反渗透系统进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计。

具体的，所述二级耐碱纳滤系统透水出口端还设有排空阀；所述二级反渗透系统透水出口端还设有排空阀。

具体的，所述超滤系统浓相出口端还设有浓度仪；所述一级耐碱纳滤系统浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪；所述二级耐碱纳滤系统浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪；所述一级反渗透系统浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪；所述二级反渗透系统浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪。

具体的，所述原水罐、板框滤液收集罐、超滤浓相收集罐、纳滤进液罐、纳滤浓相罐、反渗透浓相收集罐和反渗透透水回用罐内均设置有液位监测计。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：

（1）本实用新型提供的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，通过耐碱纳滤系统可以先将游离氢氧化钠先分离开，两级纳滤装置分离保证了透过液氢氧化钠中铝离子含量小于500ppm，铝酸钠浓液PH在10左右，后续加酸过程中只需少量酸调就可以将铝离子沉淀，酸消耗量极低。

（2）本实用新型提供的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，通过耐碱高压反渗透系统将纳滤膜分离出来的游离碱进行浓缩，两级反渗透装置使浓相碱浓度可以达到2~3%，这部分浓碱可以返回前端碱浸工艺段中继续溶铝，反渗透透水可以做作为洗涤水回用，减少了废水的排放。

（3）本实用新型提供的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，设计简单合理，产水率高，运行稳定性高，同时运行成本低，能耗低，经济效益可观。

附图说明

图1是本实用新型实施例整体装置示意图；

图2是本实用新型实施例耐碱纳滤系统的示意图；

图3是本实用新型实施例耐碱高压反渗透系统的示意图；

图中：1、原水罐；2、板框压滤系统；3、板框滤液收集罐；4、超滤系统；5、超滤收集桶；6、纳滤进液罐；7、耐碱纳滤系统；710、一级耐碱纳滤膜装置；720、二级耐碱纳滤膜装置；8、纳滤浓相收集罐；9、耐碱高压反渗透系统；910、一级反渗透装置；920、二级反渗透装置；10、反渗透浓相收集罐；11、反渗透透水回用罐。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，包括收集存放待处理废液的原水罐1，所述原水罐1与板框压滤系统2通过管道连接，通过板框供料泵将废液输送至板框压滤装置进行初步处理，过滤废旧电池粉碎后碱浸液中黑料，压滤后残渣单独收集，滤液流入板框滤液收集罐3内；所述超滤系统4进口端与板框滤液收集罐3通过管道连接，通过送料泵将滤液泵入超滤装置进行过滤，超滤系统4过滤截留的分子量为10KD~300KD；所述超滤系统4将滤液过滤为清相与浓相，清相出口端通过管道与纳滤进液罐6连接，浓相出口端通过管道与超滤收集桶5连接，过滤后的清相流入纳滤进液罐6进行下一工序环节，过滤后的浓相流入超滤收集桶5内；所述超滤收集桶5内浓相通过送料泵输送返回至原水罐1内再次进行压滤、超滤过程；所述超滤系统4采用成都连接流体分离科技有限公司提供的耐碱超滤膜过滤元件过滤，膜型号为LJ6T-UF9050，截留分子量10KD~300KD ,操作压力0~0 .3MPa，运行温度0~50℃，耐受PH为0~11。

如图1-2所示，所述纳滤进液罐6内液体泵送至耐碱纳滤系统7，所述耐碱纳滤系统7用于分离游离氢氧化钠，所述耐碱纳滤系统7包括一级耐碱纳滤系统710与二级耐碱纳滤系统720，所述一级耐碱纳滤系统710进口端与纳滤进液罐6通过管道连接，输料泵将纳滤进液内液体泵送至一级耐碱纳滤系统710进行分离游离碱过程，一级耐碱纳滤系统710包括保安过滤器、高压泵以及一级碱纳滤膜装置，所述一级耐碱纳滤膜装置由多个耐碱纳滤膜元件串联设置运行，一级耐碱纳滤系统浓相出口端通过管道进入纳滤浓相收集罐8；透水出口端通过管道与二级耐碱纳系统720进口端连接；所述二级耐碱纳滤系统720还包括保安过滤器、高压泵以及二级碱纳滤膜装置，所述二级耐碱纳滤膜装置由多个耐碱纳滤膜元件串联设置运行，二级耐碱纳滤系统720的浓相出口端通过管道返回至纳滤进液罐6进行回收再用；透水出口端通过管道与一级反渗透系统910进口端连接，进行下一工序环节；所述一级耐碱纳滤膜装置与二级耐碱纳滤膜装置采用成都连接流体分离科技有限公司提供的型号为：LJ6T NF3-8040N35 ,操作压力0.5~4MPa，耐碱纳滤膜元件采用成都连接流体分离科技有限公司提供的高脱盐率纳滤膜元件。

如图1-3所示，所述耐碱高压反渗透系统9用于对分离游离氢氧化钠浓缩，所述耐碱高压反渗透系统9包括一级反渗透系统910与二级反渗透系统920；设备工作时，二级耐碱纳滤系统720透水出口端将液体泵送至一级反渗透系统910，所述一级反渗透系统910包括高压泵以及一级反渗透装置，所述一级反渗透装置由多个反渗透元件串联设置运行，所述一级反渗透系统910浓相出口端通过管道进入反渗透浓相收集罐10，可通过泵返回预处理碱沉工艺段继续使用；透水出口端通过管道与二级反渗透系统920进口端连接；所述二级反渗透系统920包括高压泵以及二级反渗透装置，所述二级反渗透装置由多个反渗透元件串联设置运行，所述二级反渗透系统920浓相出口端通过管道返回一级反渗透系统910进口端进行回收再用；透水出口端通过管道与反渗透透水回用罐11连接，可通过泵返回洗涤工序段使用；采用成都连接流体分离科技有限公司提供的反渗透装置，型号为：LJ6T-RO58040F35 ,操作压力0.5~8MPa；反渗透元件采用成都连接流体分离科技有限公司提供的高脱盐率反渗透膜元件。

在本实施中，所述超滤系统4进口段，清相出口端，浓相出口端设有控制阀门及流量计，所述一级耐碱纳滤系统710进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计，所述二级耐碱纳滤系统720进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计；所述一级反渗透系统910进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计；所述二级反渗透系统920进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计，在实际处理过程中，根据实际要求控制液体流量，防止管道内液体回流。

在本实施中，所述超滤系统4浓相出口端还设有浓度仪；所述一级耐碱纳滤系统710浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪；所述二级耐碱纳滤系统720浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪；所述一级反渗透系统910浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪；所述二级反渗透系统920浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪；用于监控液体过滤浓度。

在本实施中，所述原水罐1、板框滤液收集罐3、超滤浓相收集罐、纳滤进液罐6、纳滤浓相收集罐8、反渗透浓相收集罐10和反渗透透水回用罐11内均设置有液位监测计，可作为处理系统自动运行启动、停止的条件判断依据。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，包括板框压滤系统（2）、超滤系统（4）、耐碱纳滤系统（7）以及耐碱高压反渗透系统（9），其特征在于，所述板框压滤系统（2）用于过滤废旧电池粉碎后碱浸液中黑料，其进口端连接有原水罐（1），出口端连接有板框滤液收集罐（3）；

所述超滤系统（4）进口端与板框滤液收集罐（3）通过管道连接，通过超滤系统（4）将滤液过滤为清相与浓相，清相出口端通过管道进入纳滤进液罐（6），浓相出口端通过管道进入超滤收集桶（5）；

所述耐碱纳滤系统（7）用于分离游离氢氧化钠，所述耐碱纳滤系统（7）包括一级耐碱纳滤系统（710）与二级耐碱纳滤系统（720）；

所述耐碱高压反渗透系统（9）用于对分离游离氢氧化钠浓缩，所述耐碱高压反渗透系统（9）包括一级反渗透系统（910）与二级反渗透系统（920）。

2.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，其特征在于，所述一级耐碱纳滤系统（710）进口端与纳滤进液罐（6）通过管道连接，其浓相出口端通过管道进入纳滤浓相收集罐（8）；透水出口端通过管道与二级耐碱纳滤系统（720）进口端连接。

3.根据权利要求2所述的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，其特征在于，所述二级耐碱纳滤系统（720）浓相出口端通过管道返回至纳滤进液罐（6）；透水出口端通过管道与一级反渗透系统（910）进口端连接。

4.根据权利要求3所述的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，其特征在于，所述一级反渗透系统（910）浓相出口端通过管道进入反渗透浓相收集罐（10）；透水出口端通过管道与二级反渗透系统（920）进口端连接。

5.根据权利要求4所述的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，其特征在于，所述二级反渗透系统（920）浓相出口端通过管道返回一级反渗透系统（910）进口端；透水出口端通过管道与反渗透透水回用罐（11）连接。

6.根据权利要求5所述的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，其特征在于，所述超滤系统（4）进口段，清相出口端，浓相出口端设有控制阀门及流量计，所述一级耐碱纳滤系统（710）进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计，所述二级耐碱纳滤系统（720）进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计；所述一级反渗透系统（910）进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计；所述二级反渗透系统（920）进口端，浓相出口端，透水出口端设有控制阀门及流量计。

7.根据权利要求6所述的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，其特征在于，所述二级耐碱纳滤系统（720）透水出口端还设有排空阀；所述二级反渗透系统（920）透水出口端还设有排空阀。

8.根据权利要求7所述的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，其特征在于，所述超滤系统（4）浓相出口端还设有浓度仪；所述一级耐碱纳滤系统（710）浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪；所述二级耐碱纳滤系统（720）浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪；所述一级反渗透系统（910）浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪；所述二级反渗透系统（920）浓相出口端，透水出口端还设有浓度仪。

9.根据权利要求8所述的一种废旧锂电池铝酸钠母液及废水的膜处理装置，其特征在于，所述原水罐（1）、板框滤液收集罐（3）、超滤浓相收集罐、纳滤进液罐（6）、纳滤浓相收集罐（8）、反渗透浓相收集罐（10）和反渗透透水回用罐（11）内均设置有液位监测计。

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