公布日：2023.11.21
申请日：2023.09.21
分类号：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
本发明涉及一种磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统及方法，包括纯水制备单元、废水处理单元以及污泥处理单元，纯水制备单元包括纯水原水依次经过的水下、纯水制备装置以及浓水处理装置，所述废水处理单元包括废水依次经过的废水收集装置、物化预处理装置、一级膜处理装置、二级膜处理装置以及蒸发装置。本发明利用多种技术，多维度设计，提供一种稳定性高、操作性强的磷酸锰铁锂生产水循环零排放系统，最大限度回收磷酸锰铁锂和提高纯水制备率、废水回收率，有效降低产线耗水量，极大的提高资源的循环利用，解决了纯水制备过程自来水用量大、废水资源利用低的问题，实现了零排放。
权利要求书
1.一种磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统，其特征在于，包括纯水制备单元、废水处理单元以及污泥处理单元；所述纯水制备单元包括：水箱，所述水箱用于存储纯水原水，所述水箱与自来水源连通；纯水制备装置，所述纯水制备装置用于对纯水原水进行过滤、软化、脱盐处理，所述纯水制备装置具有用于接收进水并与所述水箱连通的进水口、用于排出浓水的浓水出口以及用于排出淡水并与产线物料洗涤单元连通的淡水出口；浓水处理装置，所述浓水处理装置用于对纯水原水进行脱盐处理，所述浓水处理装置具有用于接收进水并与所述纯水制备装置的浓水出口连通的进水口、用于排出浓水的浓水出口以及用于排出淡水并与所述水箱连通的淡水出口；所述废水处理单元包括：废水收集装置，所述废水收集装置用于收集产线物料洗涤单元产生的废水；物化预处理装置，所述物化预处理装置用于对废水进行混凝沉淀、曝气、过滤、软化处理，所述物化预处理装置具有用于接收进水并与所述废水收集装置连通的进水口、用于排出污泥并且与所述污泥处理单元连通的污泥出口以及用于排出清液的清液出口；一级膜处理装置，所述一级膜处理装置用于对废水进行初步脱盐处理，所述一级膜处理装置具有用于接收进水并与所述物化预处理装置的清液出口连通的进水口、用于排出浓水的浓水出口以及用于排出淡水并与所述水箱连通的淡水出口；二级膜处理装置，所述二级膜处理装置用于对废水进行深度脱盐处理，所述二级膜处理装置具有用于接收进水并与所述浓水处理装置的浓水出口和所述一级膜处理装置的浓水出口连通的进水口、用于排出浓水的浓水出口以及用于排出淡水并与所述水箱连通的淡水出口；蒸发装置，所述蒸发装置用于对废水进行蒸发浓缩，所述蒸发装置具有用于接收进水并与所述二级膜处理装置的浓水出口连通的进水口和用于排出冷凝水并与所述水箱连通的冷凝水出口。
2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统，其特征在于，所述纯水制备装置包括依次串联的石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化器以及反渗透设备，所述石英砂过滤器和所述活性炭过滤器滤层高度为1.0m，滤速为6-8m/h；所述软化器包括软化器罐体、树脂以及再生装置；所述反渗透设备采用可耐受pH＜1废水的聚酰胺复合膜，膜的过滤压力不超过1.2Mpa，装置回收率为70％。
3.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统，其特征在于，所述浓水处理装置为反渗透设备，采用可耐受pH＜1废水的聚酰胺复合膜，膜的过滤压力不超过1.5Mpa，装置回收率为85％。
4.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统，其特征在于，所述物化预处理装置包括依次串联的一级混凝/絮凝池、二级混凝/絮凝系池、曝气池、石英砂过滤器、锰砂过滤器以及软化器；所述石英砂过滤器和所述锰砂过滤器滤层高度为1.0m，滤速为8-12m/h；所述软化器包括软化器罐体、树脂以及再生装置。
5.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统，其特征在于，所述一级膜处理装置为一级反渗透设备，采用可耐受pH＜1废水的聚酰胺复合膜，膜的过滤压力不超过2.0Mpa，装置回收率为67％。
6.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统，其特征在于，所述二级膜处理装置为二级反渗透设备，采用可耐受pH＜1废水的聚酰胺复合膜，膜的过滤压力不超过4.0Mpa，装置回收率为70％。
7.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统，其特征在于，所述蒸发装置为可耐受pH＜1废水的MVR蒸发器，材质为双相钢材质。
8.一种磷酸锰铁锂生产水零排放循环方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一所述的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统，所述磷酸锰铁锂生产水零排放循环方法包括纯化水制备工序、废水处理工序以及污泥处理工序；所述纯化水制备工序包括如下步骤：S2.1、通过所述水箱将自来水和回用水收集起来，水箱中的纯水原水被送到所述纯水制备装置；S2.2、通过所述纯水制备装置对来自所述水箱的纯水原水进行过滤、软化、脱盐处理后分别排出浓水和淡水，浓水被送到所述浓水处理装置，淡水被送到产线物料洗涤单元作为洗涤用水；S2.3、通过所述浓水处理装置对来自所述纯水制备装置的浓水进行反渗透处理后分别排出浓水和淡水，浓水被送到所述二级膜处理装置，淡水被送到所述水箱；所述废水处理工序包括如下步骤：S1.1、通过所述废水收集装置将产线物料洗涤单元排出的废水收集起来，送到所述物化预处理装置；S1.2、通过所述物化预处理装置对来自所述废水收集装置的废水进行混凝沉淀、曝气、过滤、软化处理后排出污泥和清水，污泥被送到污泥处理单元，清水被送到所述一级膜处理装置；S1.3、通过所述一级膜处理装置对来自所述物化预处理装置的清水进行初步脱盐处理后排出浓水和淡水，浓水被送到所述二级膜处理装置，淡水被送到所述水箱；S1.4、通过所述二级膜处理装置对来自所述一级膜处理装置的浓水和来自所述浓水处理装置的浓水进行进一步脱盐处理后排出浓水和淡水，浓水被送到所述蒸发装置，淡水被送到所述水箱；S1.5、通过所述蒸发装置对来自所述二级膜处理装置的浓水进行蒸发浓缩后排出固废和冷凝水，固废被收集起来，冷凝水被送到所述水箱。
9.根据权利要求8所述的磷酸锰铁锂生产水零排放循环方法，其特征在于，步骤S1.4中使用药剂分别为NaOH、熟石灰、PAC以及PAM，总反应时间为60-80min。
10.根据权利要求8所述的磷酸锰铁锂生产水零排放循环方法，其特征在于，步骤S1.5中，使用药剂分别为Na2CO3、PAC、PAM，总反应时间为45-60min。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于如何实现磷酸锰铁锂生产水进行有效处理。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统，包括纯水制备单元、废水处理单元以及污泥处理单元；
所述纯水制备单元包括：
水箱，所述水箱用于存储纯水原水，所述水箱与自来水源连通；
纯水制备装置，所述纯水制备装置用于对纯水原水进行过滤、软化、脱盐处理，所述纯水制备装置具有用于接收进水并与所述水箱连通的进水口、用于排出浓水的浓水出口以及用于排出淡水并与产线物料洗涤单元连通的淡水出口；
浓水处理装置，所述浓水处理装置用于对纯水原水进行脱盐处理，所述浓水处理装置具有用于接收进水并与所述纯水制备装置的浓水出口连通的进水口、用于排出浓水的浓水出口以及用于排出淡水并与所述水箱连通的淡水出口；
所述废水处理单元包括：
废水收集装置，所述废水收集装置用于收集产线物料洗涤单元产生的废水；
物化预处理装置，所述物化预处理装置用于对废水进行混凝沉淀、曝气、过滤、软化处理，所述物化预处理装置具有用于接收进水并与所述废水收集装置连通的进水口、用于排出污泥并且与所述污泥处理单元连通的污泥出口以及用于排出清液的清液出口；
一级膜处理装置，所述一级膜处理装置用于对废水进行初步脱盐处理，所述一级膜处理装置具有用于接收进水并与所述物化预处理装置的清液出口连通的进水口、用于排出浓水的浓水出口以及用于排出淡水并与所述水箱连通的淡水出口；
二级膜处理装置，所述二级膜处理装置用于对废水进行深度脱盐处理，所述二级膜处理装置具有用于接收进水并与所述浓水处理装置的浓水出口和所述一级膜处理装置的浓水出口连通的进水口、用于排出浓水的浓水出口以及用于排出淡水并与所述水箱连通的淡水出口；
蒸发装置，所述蒸发装置用于对废水进行蒸发浓缩，所述蒸发装置具有用于接收进水并与所述二级膜处理装置的浓水出口连通的进水口和用于排出冷凝水并与所述水箱连通的冷凝水出口。
进一步地，所述纯水制备装置包括依次串联的石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化器以及反渗透设备，所述石英砂过滤器和所述活性炭过滤器滤层高度为1.0m，滤速为6-8m/h；所述软化器包括软化器罐体、树脂以及再生装置；所述反渗透设备采用可耐受pH＜1废水的聚酰胺复合膜，膜的过滤压力不超过1.2Mpa，装置回收率为70％。
进一步地，所述浓水处理装置为反渗透设备，采用可耐受pH＜1废水的聚酰胺复合膜，膜的过滤压力不超过1.5Mpa，装置回收率为85％。
进一步地，所述物化预处理装置包括依次串联的一级混凝/絮凝池、二级混凝/絮凝系池、曝气池、石英砂过滤器、锰砂过滤器以及软化器；所述石英砂过滤器和所述锰砂过滤器滤层高度为1.0m，滤速为8-12m/h；所述软化器包括软化器罐体、树脂以及再生装置。
进一步地，所述一级膜处理装置为一级反渗透设备，采用可耐受pH＜1废水的聚酰胺复合膜，膜的过滤压力不超过2.0Mpa，装置回收率为67％。
进一步地，所述二级膜处理装置为二级反渗透设备，采用可耐受pH＜1废水的聚酰胺复合膜，膜的过滤压力不超过4.0Mpa，装置回收率为70％。
进一步地，所述蒸发装置为可耐受pH＜1废水的MVR蒸发器，材质为双相钢材质。
本发明还提供一种磷酸锰铁锂生产水零排放循环方法，采用所述的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统，所述磷酸锰铁锂生产水零排放循环方法包括纯化水制备工序、废水处理工序以及污泥处理工序；
所述纯化水制备工序包括如下步骤：
S2.1、通过所述水箱将自来水和回用水收集起来，水箱中的纯水原水被送到所述纯水制备装置；
S2.2、通过所述纯水制备装置对来自所述水箱的纯水原水进行过滤、软化、脱盐处理后分别排出浓水和淡水，浓水被送到所述浓水处理装置，淡水被送到产线物料洗涤单元作为洗涤用水；
S2.3、通过所述浓水处理装置对来自所述纯水制备装置的浓水进行反渗透处理后分别排出浓水和淡水，浓水被送到所述二级膜处理装置，淡水被送到所述水箱；
所述废水处理工序包括如下步骤：
S1.1、通过所述废水收集装置将产线物料洗涤单元排出的废水收集起来，送到所述物化预处理装置；
S1.2、通过所述物化预处理装置对来自所述废水收集装置的废水进行混凝沉淀、曝气、过滤、软化处理后排出污泥和清水，污泥被送到污泥处理单元，清水被送到所述一级膜处理装置；
S1.3、通过所述一级膜处理装置对来自所述物化预处理装置的清水进行初步脱盐处理后排出浓水和淡水，浓水被送到所述二级膜处理装置，淡水被送到所述水箱；
S1.4、通过所述二级膜处理装置对来自所述一级膜处理装置的浓水和来自所述浓水处理装置的浓水进行进一步脱盐处理后排出浓水和淡水，浓水被送到所述蒸发装置，淡水被送到所述水箱；
S1.5、通过所述蒸发装置对来自所述二级膜处理装置的浓水进行蒸发浓缩后排出固废和冷凝水，固废被收集起来，冷凝水被送到所述水箱。
进一步地，步骤S1.4中使用药剂分别为NaOH、熟石灰、PAC以及PAM，总反应时间为60-80min。
进一步地，步骤S1.5中，使用药剂分别为Na2CO3、PAC、PAM，总反应时间为45-60min。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统及方法，；
(1)本发明的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统及方法，利用多种技术，多维度设计，提供一种稳定性高、操作性强的磷酸锰铁锂生产水循环零排放系统，最大限度回收磷酸锰铁锂和提高纯水制备率、废水回收率，有效降低产线耗水量，极大的提高资源的循环利用，解决了纯水制备过程自来水用量大、废水资源利用低的问题，实现了零排放；
(2)本发明的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统及方法，纯水制备单元采用一级、二级膜处理装置，有效提升了纯水制备率；
(3)本发明的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统及方法，废水处理单元采用一级、二级混凝/絮凝处理，最大限度去除和回收磷酸锰铁锂产品；
(4)本发明的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统及方法，废水处理单元采用锰砂过滤器进一步降低锰离子浓度，采用软化系统，解决了反渗透系统、蒸发系统易结垢的问题；
(5)本发明的磷酸锰铁锂生产水零排放循环系统及方法，废水处理单元采用一级、二级膜处理装置，有效提升了废水产水回收率。
（发明人：陈侃;叶超;王飞龙;臧睿哲;陈士军）