公布日：2023.11.21
申請(qǐng)日：2023.09.21
分類(lèi)號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;
C02F101/10(2006.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)及方法，包括純水制備單元、廢水處理單元以及污泥處理單元，純水制備單元包括純水原水依次經(jīng)過(guò)的水下、純水制備裝置以及濃水處理裝置，所述廢水處理單元包括廢水依次經(jīng)過(guò)的廢水收集裝置、物化預(yù)處理裝置、一級(jí)膜處理裝置、二級(jí)膜處理裝置以及蒸發(fā)裝置。本發(fā)明利用多種技術(shù)，多維度設(shè)計(jì)，提供一種穩(wěn)定性高、操作性強(qiáng)的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水循環(huán)零排放系統(tǒng)，最大限度回收磷酸錳鐵鋰和提高純水制備率、廢水回收率，有效降低產(chǎn)線耗水量，極大的提高資源的循環(huán)利用，解決了純水制備過(guò)程自來(lái)水用量大、廢水資源利用低的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了零排放。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括純水制備單元、廢水處理單元以及污泥處理單元；所述純水制備單元包括：水箱，所述水箱用于存儲(chǔ)純水原水，所述水箱與自來(lái)水源連通；純水制備裝置，所述純水制備裝置用于對(duì)純水原水進(jìn)行過(guò)濾、軟化、脫鹽處理，所述純水制備裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述水箱連通的進(jìn)水口、用于排出濃水的濃水出口以及用于排出淡水并與產(chǎn)線物料洗滌單元連通的淡水出口；濃水處理裝置，所述濃水處理裝置用于對(duì)純水原水進(jìn)行脫鹽處理，所述濃水處理裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述純水制備裝置的濃水出口連通的進(jìn)水口、用于排出濃水的濃水出口以及用于排出淡水并與所述水箱連通的淡水出口；所述廢水處理單元包括：廢水收集裝置，所述廢水收集裝置用于收集產(chǎn)線物料洗滌單元產(chǎn)生的廢水；物化預(yù)處理裝置，所述物化預(yù)處理裝置用于對(duì)廢水進(jìn)行混凝沉淀、曝氣、過(guò)濾、軟化處理，所述物化預(yù)處理裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述廢水收集裝置連通的進(jìn)水口、用于排出污泥并且與所述污泥處理單元連通的污泥出口以及用于排出清液的清液出口；一級(jí)膜處理裝置，所述一級(jí)膜處理裝置用于對(duì)廢水進(jìn)行初步脫鹽處理，所述一級(jí)膜處理裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述物化預(yù)處理裝置的清液出口連通的進(jìn)水口、用于排出濃水的濃水出口以及用于排出淡水并與所述水箱連通的淡水出口；二級(jí)膜處理裝置，所述二級(jí)膜處理裝置用于對(duì)廢水進(jìn)行深度脫鹽處理，所述二級(jí)膜處理裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述濃水處理裝置的濃水出口和所述一級(jí)膜處理裝置的濃水出口連通的進(jìn)水口、用于排出濃水的濃水出口以及用于排出淡水并與所述水箱連通的淡水出口；蒸發(fā)裝置，所述蒸發(fā)裝置用于對(duì)廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，所述蒸發(fā)裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述二級(jí)膜處理裝置的濃水出口連通的進(jìn)水口和用于排出冷凝水并與所述水箱連通的冷凝水出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述純水制備裝置包括依次串聯(lián)的石英砂過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、軟化器以及反滲透設(shè)備，所述石英砂過(guò)濾器和所述活性炭過(guò)濾器濾層高度為1.0m，濾速為6-8m/h；所述軟化器包括軟化器罐體、樹(shù)脂以及再生裝置；所述反滲透設(shè)備采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復(fù)合膜，膜的過(guò)濾壓力不超過(guò)1.2Mpa，裝置回收率為70％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述濃水處理裝置為反滲透設(shè)備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復(fù)合膜，膜的過(guò)濾壓力不超過(guò)1.5Mpa，裝置回收率為85％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述物化預(yù)處理裝置包括依次串聯(lián)的一級(jí)混凝/絮凝池、二級(jí)混凝/絮凝系池、曝氣池、石英砂過(guò)濾器、錳砂過(guò)濾器以及軟化器；所述石英砂過(guò)濾器和所述錳砂過(guò)濾器濾層高度為1.0m，濾速為8-12m/h；所述軟化器包括軟化器罐體、樹(shù)脂以及再生裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)膜處理裝置為一級(jí)反滲透設(shè)備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復(fù)合膜，膜的過(guò)濾壓力不超過(guò)2.0Mpa，裝置回收率為67％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述二級(jí)膜處理裝置為二級(jí)反滲透設(shè)備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復(fù)合膜，膜的過(guò)濾壓力不超過(guò)4.0Mpa，裝置回收率為70％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)裝置為可耐受pH＜1廢水的MVR蒸發(fā)器，材質(zhì)為雙相鋼材質(zhì)。
8.一種磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至7任一所述的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)，所述磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)方法包括純化水制備工序、廢水處理工序以及污泥處理工序；所述純化水制備工序包括如下步驟：S2.1、通過(guò)所述水箱將自來(lái)水和回用水收集起來(lái)，水箱中的純水原水被送到所述純水制備裝置；S2.2、通過(guò)所述純水制備裝置對(duì)來(lái)自所述水箱的純水原水進(jìn)行過(guò)濾、軟化、脫鹽處理后分別排出濃水和淡水，濃水被送到所述濃水處理裝置，淡水被送到產(chǎn)線物料洗滌單元作為洗滌用水；S2.3、通過(guò)所述濃水處理裝置對(duì)來(lái)自所述純水制備裝置的濃水進(jìn)行反滲透處理后分別排出濃水和淡水，濃水被送到所述二級(jí)膜處理裝置，淡水被送到所述水箱；所述廢水處理工序包括如下步驟：S1.1、通過(guò)所述廢水收集裝置將產(chǎn)線物料洗滌單元排出的廢水收集起來(lái)，送到所述物化預(yù)處理裝置；S1.2、通過(guò)所述物化預(yù)處理裝置對(duì)來(lái)自所述廢水收集裝置的廢水進(jìn)行混凝沉淀、曝氣、過(guò)濾、軟化處理后排出污泥和清水，污泥被送到污泥處理單元，清水被送到所述一級(jí)膜處理裝置；S1.3、通過(guò)所述一級(jí)膜處理裝置對(duì)來(lái)自所述物化預(yù)處理裝置的清水進(jìn)行初步脫鹽處理后排出濃水和淡水，濃水被送到所述二級(jí)膜處理裝置，淡水被送到所述水箱；S1.4、通過(guò)所述二級(jí)膜處理裝置對(duì)來(lái)自所述一級(jí)膜處理裝置的濃水和來(lái)自所述濃水處理裝置的濃水進(jìn)行進(jìn)一步脫鹽處理后排出濃水和淡水，濃水被送到所述蒸發(fā)裝置，淡水被送到所述水箱；S1.5、通過(guò)所述蒸發(fā)裝置對(duì)來(lái)自所述二級(jí)膜處理裝置的濃水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后排出固廢和冷凝水，固廢被收集起來(lái)，冷凝水被送到所述水箱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)方法，其特征在于，步驟S1.4中使用藥劑分別為NaOH、熟石灰、PAC以及PAM，總反應(yīng)時(shí)間為60-80min。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)方法，其特征在于，步驟S1.5中，使用藥劑分別為Na2CO3、PAC、PAM，總反應(yīng)時(shí)間為45-60min。
發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于如何實(shí)現(xiàn)磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水進(jìn)行有效處理。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)，包括純水制備單元、廢水處理單元以及污泥處理單元；
所述純水制備單元包括：
水箱，所述水箱用于存儲(chǔ)純水原水，所述水箱與自來(lái)水源連通；
純水制備裝置，所述純水制備裝置用于對(duì)純水原水進(jìn)行過(guò)濾、軟化、脫鹽處理，所述純水制備裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述水箱連通的進(jìn)水口、用于排出濃水的濃水出口以及用于排出淡水并與產(chǎn)線物料洗滌單元連通的淡水出口；
濃水處理裝置，所述濃水處理裝置用于對(duì)純水原水進(jìn)行脫鹽處理，所述濃水處理裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述純水制備裝置的濃水出口連通的進(jìn)水口、用于排出濃水的濃水出口以及用于排出淡水并與所述水箱連通的淡水出口；
所述廢水處理單元包括：
廢水收集裝置，所述廢水收集裝置用于收集產(chǎn)線物料洗滌單元產(chǎn)生的廢水；
物化預(yù)處理裝置，所述物化預(yù)處理裝置用于對(duì)廢水進(jìn)行混凝沉淀、曝氣、過(guò)濾、軟化處理，所述物化預(yù)處理裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述廢水收集裝置連通的進(jìn)水口、用于排出污泥并且與所述污泥處理單元連通的污泥出口以及用于排出清液的清液出口；
一級(jí)膜處理裝置，所述一級(jí)膜處理裝置用于對(duì)廢水進(jìn)行初步脫鹽處理，所述一級(jí)膜處理裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述物化預(yù)處理裝置的清液出口連通的進(jìn)水口、用于排出濃水的濃水出口以及用于排出淡水并與所述水箱連通的淡水出口；
二級(jí)膜處理裝置，所述二級(jí)膜處理裝置用于對(duì)廢水進(jìn)行深度脫鹽處理，所述二級(jí)膜處理裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述濃水處理裝置的濃水出口和所述一級(jí)膜處理裝置的濃水出口連通的進(jìn)水口、用于排出濃水的濃水出口以及用于排出淡水并與所述水箱連通的淡水出口；
蒸發(fā)裝置，所述蒸發(fā)裝置用于對(duì)廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，所述蒸發(fā)裝置具有用于接收進(jìn)水并與所述二級(jí)膜處理裝置的濃水出口連通的進(jìn)水口和用于排出冷凝水并與所述水箱連通的冷凝水出口。
進(jìn)一步地，所述純水制備裝置包括依次串聯(lián)的石英砂過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、軟化器以及反滲透設(shè)備，所述石英砂過(guò)濾器和所述活性炭過(guò)濾器濾層高度為1.0m，濾速為6-8m/h；所述軟化器包括軟化器罐體、樹(shù)脂以及再生裝置；所述反滲透設(shè)備采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復(fù)合膜，膜的過(guò)濾壓力不超過(guò)1.2Mpa，裝置回收率為70％。
進(jìn)一步地，所述濃水處理裝置為反滲透設(shè)備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復(fù)合膜，膜的過(guò)濾壓力不超過(guò)1.5Mpa，裝置回收率為85％。
進(jìn)一步地，所述物化預(yù)處理裝置包括依次串聯(lián)的一級(jí)混凝/絮凝池、二級(jí)混凝/絮凝系池、曝氣池、石英砂過(guò)濾器、錳砂過(guò)濾器以及軟化器；所述石英砂過(guò)濾器和所述錳砂過(guò)濾器濾層高度為1.0m，濾速為8-12m/h；所述軟化器包括軟化器罐體、樹(shù)脂以及再生裝置。
進(jìn)一步地，所述一級(jí)膜處理裝置為一級(jí)反滲透設(shè)備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復(fù)合膜，膜的過(guò)濾壓力不超過(guò)2.0Mpa，裝置回收率為67％。
進(jìn)一步地，所述二級(jí)膜處理裝置為二級(jí)反滲透設(shè)備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復(fù)合膜，膜的過(guò)濾壓力不超過(guò)4.0Mpa，裝置回收率為70％。
進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)裝置為可耐受pH＜1廢水的MVR蒸發(fā)器，材質(zhì)為雙相鋼材質(zhì)。
本發(fā)明還提供一種磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)方法，采用所述的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)，所述磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)方法包括純化水制備工序、廢水處理工序以及污泥處理工序；
所述純化水制備工序包括如下步驟：
S2.1、通過(guò)所述水箱將自來(lái)水和回用水收集起來(lái)，水箱中的純水原水被送到所述純水制備裝置；
S2.2、通過(guò)所述純水制備裝置對(duì)來(lái)自所述水箱的純水原水進(jìn)行過(guò)濾、軟化、脫鹽處理后分別排出濃水和淡水，濃水被送到所述濃水處理裝置，淡水被送到產(chǎn)線物料洗滌單元作為洗滌用水；
S2.3、通過(guò)所述濃水處理裝置對(duì)來(lái)自所述純水制備裝置的濃水進(jìn)行反滲透處理后分別排出濃水和淡水，濃水被送到所述二級(jí)膜處理裝置，淡水被送到所述水箱；
所述廢水處理工序包括如下步驟：
S1.1、通過(guò)所述廢水收集裝置將產(chǎn)線物料洗滌單元排出的廢水收集起來(lái)，送到所述物化預(yù)處理裝置；
S1.2、通過(guò)所述物化預(yù)處理裝置對(duì)來(lái)自所述廢水收集裝置的廢水進(jìn)行混凝沉淀、曝氣、過(guò)濾、軟化處理后排出污泥和清水，污泥被送到污泥處理單元，清水被送到所述一級(jí)膜處理裝置；
S1.3、通過(guò)所述一級(jí)膜處理裝置對(duì)來(lái)自所述物化預(yù)處理裝置的清水進(jìn)行初步脫鹽處理后排出濃水和淡水，濃水被送到所述二級(jí)膜處理裝置，淡水被送到所述水箱；
S1.4、通過(guò)所述二級(jí)膜處理裝置對(duì)來(lái)自所述一級(jí)膜處理裝置的濃水和來(lái)自所述濃水處理裝置的濃水進(jìn)行進(jìn)一步脫鹽處理后排出濃水和淡水，濃水被送到所述蒸發(fā)裝置，淡水被送到所述水箱；
S1.5、通過(guò)所述蒸發(fā)裝置對(duì)來(lái)自所述二級(jí)膜處理裝置的濃水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后排出固廢和冷凝水，固廢被收集起來(lái)，冷凝水被送到所述水箱。
進(jìn)一步地，步驟S1.4中使用藥劑分別為NaOH、熟石灰、PAC以及PAM，總反應(yīng)時(shí)間為60-80min。
進(jìn)一步地，步驟S1.5中，使用藥劑分別為Na2CO3、PAC、PAM，總反應(yīng)時(shí)間為45-60min。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)及方法，；
(1)本發(fā)明的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)及方法，利用多種技術(shù)，多維度設(shè)計(jì)，提供一種穩(wěn)定性高、操作性強(qiáng)的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水循環(huán)零排放系統(tǒng)，最大限度回收磷酸錳鐵鋰和提高純水制備率、廢水回收率，有效降低產(chǎn)線耗水量，極大的提高資源的循環(huán)利用，解決了純水制備過(guò)程自來(lái)水用量大、廢水資源利用低的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了零排放；
(2)本發(fā)明的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)及方法，純水制備單元采用一級(jí)、二級(jí)膜處理裝置，有效提升了純水制備率；
(3)本發(fā)明的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)及方法，廢水處理單元采用一級(jí)、二級(jí)混凝/絮凝處理，最大限度去除和回收磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品；
(4)本發(fā)明的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)及方法，廢水處理單元采用錳砂過(guò)濾器進(jìn)一步降低錳離子濃度，采用軟化系統(tǒng)，解決了反滲透系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)易結(jié)垢的問(wèn)題；
(5)本發(fā)明的磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)水零排放循環(huán)系統(tǒng)及方法，廢水處理單元采用一級(jí)、二級(jí)膜處理裝置，有效提升了廢水產(chǎn)水回收率。
（發(fā)明人：陳侃;葉超;王飛龍;臧睿哲;陳士軍）
