公布日：2022.09.30
申请日：2022.06.24
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/121(2019.01)I;C02F11/147(2019.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种锂电池废水零排放处理系统，包括正极清洗废水处理系统、负极清洗废水处理系统、生化处理系统和反渗透浓缩处理系统；正极清洗废水处理系统包括依次连接的正极清洗废水调节池、一级反应池、一级沉淀池、二级反应池和二级沉淀池；负极清洗废水处理系统包括依次连接的负极清洗废水调节池、混凝反应池和沉淀池；生化处理系统包括依次连接的配水池、厌氧UASB反应器、A/O生化池和MBR膜池；反渗透浓缩处理系统包括依次连接的中间水池、一级反渗透系统、二级反渗透系统以及MVR蒸发器。本发明的处理系统可对正极清洗废水和负极清洗废水进行处理，且处理后水质可回用于车间纯水的原水系统，解决了高浓度有机废水难以生化处理和零排放的技术难题。
权利要求书
1.一种锂电池废水零排放处理系统，其特征在于，包括正极清洗废水处理系统、负极清洗废水处理系统、生化处理系统和反渗透浓缩处理系统；所述正极清洗废水处理系统包括依次连接的正极清洗废水调节池、一级反应池、一级沉淀池、二级反应池和二级沉淀池；所述负极清洗废水处理系统包括依次连接的负极清洗废水调节池、混凝反应池和沉淀池；所述生化处理系统包括依次连接的配水池、厌氧UASB反应器、A/O生化池和MBR膜池；所述反渗透浓缩处理系统包括依次连接的中间水池、一级反渗透系统、二级反渗透系统以及MVR蒸发器；其中，所述正极清洗废水处理系统中的二级沉淀池和负极清洗废水处理系统中的沉淀池分别通过管道连接到所述配水池，所述MBR膜池通过管道连接到所述中间水池。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池废水零排放处理系统，其特征在于，所述正极清洗废水处理系统还包括重金属污泥池和污泥压滤机，所述一级沉淀池和二级沉淀池分别通过污泥泵连接到所述重金属污泥池，所述重金属污泥池通过污泥泵连接到污泥压滤机，所述重金属污泥池和污泥压滤机分别通过管道连接到正极清洗废水调节池。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池废水零排放处理系统，其特征在于，所述负极清洗废水处理系统还包括生化污泥池和污泥压滤机，所述沉淀池和MBR膜池分别通过污泥泵连接到所述生化污泥池，所述生化污泥池通过污泥泵连接到污泥压滤机，所述生化污泥池和污泥压滤机分别通过管道连接到负极清洗废水调节池。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池废水零排放处理系统，其特征在于，所述正极清洗废水调节池和负极清洗废水调节池中均安装有曝气系统和液位控制系统，所述一级反应池、二级反应池和混凝反应池中均安装有机械搅拌系统和pH自控系统，所述一级沉淀池、二级沉淀池中均安装有中心导流筒、刮泥机和排泥系统。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池废水零排放处理系统，其特征在于，所述一级反渗透系统包括依次连接的一级保安过滤器、RO装置和RO浓水箱，所述二级反渗透系统包括依次连接的二级保安过滤器、ROR装置和ROR浓水箱，所述ROR装置和MVR蒸发器分别通过管道连接到中间水池。
6.一种锂电池废水零排放处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将正极清洗废水通入到正极清洗废水调节池中，通过其中安装的曝气系统和液位控制系统进行水质和水量的调节；S2.正极清洗废水调节池出水通过提升泵提升至一级反应池中，调节废水的pH为7.0-9.0，并向废水中添加重金属捕捉剂、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，启动机械搅拌系统，使废水中的重金属离子和悬浮物形成矾花；S3.一级反应池出水进入一级沉淀池，一级反应池中形成的矾花通过重力沉降作用进行泥水分离，下层污泥进入重金属污泥池进行污泥浓缩处理；S4.一级反应池的上清液出水进入二级反应池，调节废水的pH为8.0-9.0，并向废水中添加重金属捕捉剂、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，启动机械搅拌系统，使废水中的重金属离子和悬浮物形成矾花；S5.二级反应池出水进入二级沉淀池，二级反应池形成的矾花通过重力沉降作用进行泥水分离，上清液进入配水池，下层污泥进入重金属污泥池进行浓缩处理；S6.将负极清洗废水通入到负极清洗废水调节池中，通过其中安装的曝气系统和液位控制系统进行水质和水量的调节；S7.负极清洗废水调节池出水通过提升泵提升至混凝反应池中，调节废水的pH为7.0-9.0，并向废水中添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，启动机械搅拌系统，使废水中的悬浮物形成矾花；S8.混凝反应池出水进入沉淀池，混凝反应池形成的矾花通过重力沉降作用进行泥水分离，上清液进入配水池，下层污泥进入生化污泥池进行浓缩处理；S9.预处理的正极清洗废水与负极清洗废水在配水池中混合后，通过提升泵提升至厌氧UASB反应器中进行厌氧生化反应，厌氧UASB反应器出水进入A/O生化池；S10.废水在A/O生化池中进行A/O生化反应后，出水进入到MBR膜池，同时下层污泥进入生化污泥池进行浓缩处理；S11.MBR膜池出水进入中间水池，中间水池出水进入一级反渗透系统，使产水达到回用水标准，产生的浓水进入RO浓水箱；RO浓水进入二级反渗透系统，产水进入中间水池，浓水进入ROR浓水箱；S12.ROR浓水箱中的浓水进入到MVR蒸发器中进行蒸发，产生的冷凝水通入到中间水池中。7.根据权利要求6所述的一种锂电池废水零排放处理方法，其特征在于，步骤S3中，所述浓缩处理具体为：污泥进入重金属污泥池静置后，上清液通入到正极清洗废水调节池中，下层污泥泵入板框压滤机中，加入聚丙烯酰胺进行压滤，产生的滤液通入到正极清洗废水调节池中。
8.根据权利要求6所述的一种锂电池废水零排放处理方法，其特征在于，步骤S9中，通入到配水池中的正极清洗废水与负极清洗废水的比例为1:1。
9.根据权利要求6所述的一种锂电池废水零排放处理方法，其特征在于，步骤S9中，厌氧UASB反应器内的温度35-38℃，停留时间为4-6天；步骤S10中，缺氧池的停留时间为24-30小时，好氧池的停留时间为70-80小时，好氧回流比为100-200％；MBR膜池的停留时间为20-25h。
10.根据权利要求6所述的一种锂电池废水零排放处理方法，其特征在于，步骤S11中，在进入一级反渗透系统和二级反渗透系统前，向废水中加入还原剂和阻垢剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种锂电池废水零排放处理系统，该系统可对锂电池生产中正极清洗废水和负极清洗废水进行处理，且处理后水质可回用于车间纯水的原水系统，解决了高浓度有机废水难以生化处理和零排放的技术难题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供了一种锂电池废水零排放处理系统，包括正极清洗废水处理系统、负极清洗废水处理系统、生化处理系统和反渗透浓缩处理系统；
所述正极清洗废水处理系统包括依次连接的正极清洗废水调节池、一级反应池、一级沉淀池、二级反应池和二级沉淀池；所述负极清洗废水处理系统包括依次连接的负极清洗废水调节池、混凝反应池和沉淀池；所述生化处理系统包括依次连接的配水池、厌氧UASB反应器、A/O生化池和MBR膜池；所述反渗透浓缩处理系统包括依次连接的中间水池、一级反渗透系统、二级反渗透系统以及MVR蒸发器；
其中，所述正极清洗废水处理系统中的二级沉淀池和负极清洗废水处理系统中的沉淀池分别通过管道连接到所述配水池，所述MBR膜池通过管道连接到所述中间水池。
进一步地，所述正极清洗废水处理系统还包括重金属污泥池和污泥压滤机，所述一级沉淀池和二级沉淀池分别通过污泥泵连接到所述重金属污泥池，所述重金属污泥池通过污泥泵连接到污泥压滤机，所述重金属污泥池和污泥压滤机分别通过管道连接到正极清洗废水调节池。
进一步地，所述负极清洗废水处理系统还包括生化污泥池和污泥压滤机，所述沉淀池和MBR膜池分别通过污泥泵连接到所述生化污泥池，所述生化污泥池通过污泥泵连接到污泥压滤机，所述生化污泥池和污泥压滤机分别通过管道连接到负极清洗废水调节池。
进一步地，所述正极清洗废水调节池和负极清洗废水调节池中均安装有曝气系统和液位控制系统，所述一级反应池、二级反应池和混凝反应池中均安装有机械搅拌系统和pH自控系统，所述一级沉淀池、二级沉淀池中均安装有中心导流筒、刮泥机和排泥系统。
进一步地，所述一级反渗透系统包括依次连接的一级保安过滤器、RO装置和RO浓水箱，所述二级反渗透系统包括依次连接的二级保安过滤器、ROR装置和ROR浓水箱，所述ROR装置和MVR蒸发器分别通过管道连接到中间水池。
本发明还提供了一种锂电池废水零排放处理的方法，包括以下步骤：
S1.将正极清洗废水通入到正极清洗废水调节池中，通过其中安装的曝气系统和液位控制系统进行水质和水量的调节；
S2.正极清洗废水调节池出水通过提升泵提升至一级反应池中，调节废水的pH为7.0-9.0，并向废水中添加重金属捕捉剂、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，启动机械搅拌系统，使废水中的重金属离子和悬浮物形成矾花；
S3.一级反应池出水进入一级沉淀池，一级反应池中形成的矾花通过重力沉降作用进行泥水分离，下层污泥进入重金属污泥池进行污泥浓缩处理；
S4.一级反应池的上清液出水进入二级反应池，调节废水的pH为8.0-9.0，并向废水中添加重金属捕捉剂、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，启动机械搅拌系统，使废水中的重金属离子和悬浮物形成矾花；
S5.二级反应池出水进入二级沉淀池，二级反应池形成的矾花通过重力沉降作用进行泥水分离，上清液进入配水池，下层污泥进入重金属污泥池进行浓缩处理；
S6.将负极清洗废水通入到负极清洗废水调节池中，通过其中安装的曝气系统和液位控制系统进行水质和水量的调节；
S7.负极清洗废水调节池出水通过提升泵提升至混凝反应池中，调节废水的pH为7.0-9.0，并向废水中添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，启动机械搅拌系统，使废水中的悬浮物形成矾花；
S8.混凝反应池出水进入沉淀池，混凝反应池形成的矾花通过重力沉降作用进行泥水分离，上清液进入配水池，下层污泥进入生化污泥池进行浓缩处理；
S9.预处理的正极清洗废水与负极清洗废水在配水池中混合后，通过提升泵提升至厌氧UASB反应器中进行厌氧生化反应，厌氧UASB反应器出水进入A/O生化池；
S10.废水在A/O生化池中进行A/O生化反应后，出水进入到MBR膜池，同时下层污泥进入生化污泥池进行浓缩处理；
S11.MBR膜池出水进入中间水池，中间水池出水进入一级反渗透系统，使产水达到回用水标准，产生的浓水进入RO浓水箱；RO浓水再进入二级反渗透系统，产水进入中间水池，浓水进入ROR浓水箱；
S12.ROR浓水箱中的浓水进入到MVR蒸发器中进行蒸发，产生的冷凝水通入到中间水池中。
进一步地，步骤S3中，所述浓缩处理具体为：污泥进入重金属污泥池静置后，上清液通入到正极清洗废水调节池中，下层污泥泵入板框压滤机中，加入聚丙烯酰胺进行压滤，产生的滤液通入到正极清洗废水调节池中。
进一步地，步骤S9中，通入到配水池中的正极清洗废水与负极清洗废水的比例为1:1。
进一步地，步骤S9中，厌氧UASB反应器内的温度35-38℃，停留时间为4-6天；
步骤S10中，缺氧池的停留时间为24-30小时，好氧池的停留时间为70-80小时，好氧回流比为100-200％；MBR膜池的停留时间为20-25h。
进一步地，步骤S11中，在进入一级反渗透系统和二级反渗透系统前，向废水中加入还原剂和阻垢剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明将正极清洗废水、负极清洗废水分别收集，正极清洗废水采用“两级混凝沉淀”预处理工艺，通过混凝沉淀，并辅以重金属捕捉剂将钴、镍、锰等重金属离子去除，混凝处理出水自流到配水池。负极清洗废水采用“混凝沉淀”工艺预处理后自流至配水池与经预处理后的正极清洗废水混合均匀，混合后的废水采用“UASB+A/O+MBR”生化处理工艺，使废水中的COD、氨氮等有机物得到绝大部分去除，MBR出水再经两级RO处理后回用，回用水可顶替生产过程中产品预清洗或水质要求不高的工艺水，也可作为一般纯水制备的源水。一级RO的浓水再经二级RO处理，二级RO浓水进MVR蒸发结晶后作为危废处置。
2.本发明将UASB、A/O、MBR、RO、MVR等现有的污水工艺相结合，来处理锂电池正极清洗废水和负极清洗废水，大幅度地降低了废水中的重金属离子、悬浮物、有机物的含量，达到回用水的水质要求。并且本发明的处理方法工艺成熟，对污水中有机污染物去除率高，能耗低。
（发明人：左名景;徐富）