公布日：2023.11.21
申請日：2023.09.21
分類號：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
本發明涉及一種磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統及方法，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過的水下、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過的廢水收集裝置、物化預處理裝置、一級膜處理裝置、二級膜處理裝置以及蒸發裝置。本發明利用多種技術，多維度設計，提供一種穩定性高、操作性強的磷酸錳鐵鋰生產水循環零排放系統，最大限度回收磷酸錳鐵鋰和提高純水制備率、廢水回收率，有效降低產線耗水量，極大的提高資源的循環利用，解決了純水制備過程自來水用量大、廢水資源利用低的問題，實現了零排放。
權利要求書
1.一種磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統，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，所述水箱用于存儲純水原水，所述水箱與自來水源連通；純水制備裝置，所述純水制備裝置用于對純水原水進行過濾、軟化、脫鹽處理，所述純水制備裝置具有用于接收進水并與所述水箱連通的進水口、用于排出濃水的濃水出口以及用于排出淡水并與產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純水原水進行脫鹽處理，所述濃水處理裝置具有用于接收進水并與所述純水制備裝置的濃水出口連通的進水口、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線物料洗滌單元產生的廢水；物化預處理裝置，所述物化預處理裝置用于對廢水進行混凝沉淀、曝氣、過濾、軟化處理，所述物化預處理裝置具有用于接收進水并與所述廢水收集裝置連通的進水口、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；一級膜處理裝置，所述一級膜處理裝置用于對廢水進行初步脫鹽處理，所述一級膜處理裝置具有用于接收進水并與所述物化預處理裝置的清液出口連通的進水口、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；二級膜處理裝置，所述二級膜處理裝置用于對廢水進行深度脫鹽處理，所述二級膜處理裝置具有用于接收進水并與所述濃水處理裝置的濃水出口和所述一級膜處理裝置的濃水出口連通的進水口、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；蒸發裝置，所述蒸發裝置用于對廢水進行蒸發濃縮，所述蒸發裝置具有用于接收進水并與所述二級膜處理裝置的濃水出口連通的進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.根據權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統，其特征在于，所述純水制備裝置包括依次串聯的石英砂過濾器、活性炭過濾器、軟化器以及反滲透設備，所述石英砂過濾器和所述活性炭過濾器濾層高度為1.0m，濾速為6-8m/h；所述軟化器包括軟化器罐體、樹脂以及再生裝置；所述反滲透設備采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復合膜，膜的過濾壓力不超過1.2Mpa，裝置回收率為70％。
3.根據權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統，其特征在于，所述濃水處理裝置為反滲透設備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復合膜，膜的過濾壓力不超過1.5Mpa，裝置回收率為85％。
4.根據權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統，其特征在于，所述物化預處理裝置包括依次串聯的一級混凝/絮凝池、二級混凝/絮凝系池、曝氣池、石英砂過濾器、錳砂過濾器以及軟化器；所述石英砂過濾器和所述錳砂過濾器濾層高度為1.0m，濾速為8-12m/h；所述軟化器包括軟化器罐體、樹脂以及再生裝置。
5.根據權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統，其特征在于，所述一級膜處理裝置為一級反滲透設備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復合膜，膜的過濾壓力不超過2.0Mpa，裝置回收率為67％。
6.根據權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統，其特征在于，所述二級膜處理裝置為二級反滲透設備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復合膜，膜的過濾壓力不超過4.0Mpa，裝置回收率為70％。
7.根據權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統，其特征在于，所述蒸發裝置為可耐受pH＜1廢水的MVR蒸發器，材質為雙相鋼材質。
8.一種磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環方法，其特征在于，采用權利要求1至7任一所述的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統，所述磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環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、通過所述水箱將自來水和回用水收集起來，水箱中的純水原水被送到所述純水制備裝置；S2.2、通過所述純水制備裝置對來自所述水箱的純水原水進行過濾、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，淡水被送到產線物料洗滌單元作為洗滌用水；S2.3、通過所述濃水處理裝置對來自所述純水制備裝置的濃水進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、通過所述廢水收集裝置將產線物料洗滌單元排出的廢水收集起來，送到所述物化預處理裝置；S1.2、通過所述物化預處理裝置對來自所述廢水收集裝置的廢水進行混凝沉淀、曝氣、過濾、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膜處理裝置；S1.3、通過所述一級膜處理裝置對來自所述物化預處理裝置的清水進行初步脫鹽處理后排出濃水和淡水，濃水被送到所述二級膜處理裝置，淡水被送到所述水箱；S1.4、通過所述二級膜處理裝置對來自所述一級膜處理裝置的濃水和來自所述濃水處理裝置的濃水進行進一步脫鹽處理后排出濃水和淡水，濃水被送到所述蒸發裝置，淡水被送到所述水箱；S1.5、通過所述蒸發裝置對來自所述二級膜處理裝置的濃水進行蒸發濃縮后排出固廢和冷凝水，固廢被收集起來，冷凝水被送到所述水箱。
9.根據權利要求8所述的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環方法，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，總反應時間為60-80min。
10.根據權利要求8所述的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環方法，其特征在于，步驟S1.5中，使用藥劑分別為Na2CO3、PAC、PAM，總反應時間為45-60min。
發明內容
為此，本發明所要解決的技術問題在于如何實現磷酸錳鐵鋰生產水進行有效處理。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統，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，所述水箱用于存儲純水原水，所述水箱與自來水源連通；
純水制備裝置，所述純水制備裝置用于對純水原水進行過濾、軟化、脫鹽處理，所述純水制備裝置具有用于接收進水并與所述水箱連通的進水口、用于排出濃水的濃水出口以及用于排出淡水并與產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純水原水進行脫鹽處理，所述濃水處理裝置具有用于接收進水并與所述純水制備裝置的濃水出口連通的進水口、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線物料洗滌單元產生的廢水；
物化預處理裝置，所述物化預處理裝置用于對廢水進行混凝沉淀、曝氣、過濾、軟化處理，所述物化預處理裝置具有用于接收進水并與所述廢水收集裝置連通的進水口、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；
一級膜處理裝置，所述一級膜處理裝置用于對廢水進行初步脫鹽處理，所述一級膜處理裝置具有用于接收進水并與所述物化預處理裝置的清液出口連通的進水口、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；
二級膜處理裝置，所述二級膜處理裝置用于對廢水進行深度脫鹽處理，所述二級膜處理裝置具有用于接收進水并與所述濃水處理裝置的濃水出口和所述一級膜處理裝置的濃水出口連通的進水口、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；
蒸發裝置，所述蒸發裝置用于對廢水進行蒸發濃縮，所述蒸發裝置具有用于接收進水并與所述二級膜處理裝置的濃水出口連通的進水口和用于排出冷凝水并與所述水箱連通的冷凝水出口。
進一步地，所述純水制備裝置包括依次串聯的石英砂過濾器、活性炭過濾器、軟化器以及反滲透設備，所述石英砂過濾器和所述活性炭過濾器濾層高度為1.0m，濾速為6-8m/h；所述軟化器包括軟化器罐體、樹脂以及再生裝置；所述反滲透設備采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復合膜，膜的過濾壓力不超過1.2Mpa，裝置回收率為70％。
進一步地，所述濃水處理裝置為反滲透設備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復合膜，膜的過濾壓力不超過1.5Mpa，裝置回收率為85％。
進一步地，所述物化預處理裝置包括依次串聯的一級混凝/絮凝池、二級混凝/絮凝系池、曝氣池、石英砂過濾器、錳砂過濾器以及軟化器；所述石英砂過濾器和所述錳砂過濾器濾層高度為1.0m，濾速為8-12m/h；所述軟化器包括軟化器罐體、樹脂以及再生裝置。
進一步地，所述一級膜處理裝置為一級反滲透設備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復合膜，膜的過濾壓力不超過2.0Mpa，裝置回收率為67％。
進一步地，所述二級膜處理裝置為二級反滲透設備，采用可耐受pH＜1廢水的聚酰胺復合膜，膜的過濾壓力不超過4.0Mpa，裝置回收率為70％。
進一步地，所述蒸發裝置為可耐受pH＜1廢水的MVR蒸發器，材質為雙相鋼材質。
本發明還提供一種磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環方法，采用所述的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統，所述磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環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、通過所述水箱將自來水和回用水收集起來，水箱中的純水原水被送到所述純水制備裝置；
S2.2、通過所述純水制備裝置對來自所述水箱的純水原水進行過濾、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，淡水被送到產線物料洗滌單元作為洗滌用水；
S2.3、通過所述濃水處理裝置對來自所述純水制備裝置的濃水進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、通過所述廢水收集裝置將產線物料洗滌單元排出的廢水收集起來，送到所述物化預處理裝置；
S1.2、通過所述物化預處理裝置對來自所述廢水收集裝置的廢水進行混凝沉淀、曝氣、過濾、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膜處理裝置；
S1.3、通過所述一級膜處理裝置對來自所述物化預處理裝置的清水進行初步脫鹽處理后排出濃水和淡水，濃水被送到所述二級膜處理裝置，淡水被送到所述水箱；
S1.4、通過所述二級膜處理裝置對來自所述一級膜處理裝置的濃水和來自所述濃水處理裝置的濃水進行進一步脫鹽處理后排出濃水和淡水，濃水被送到所述蒸發裝置，淡水被送到所述水箱；
S1.5、通過所述蒸發裝置對來自所述二級膜處理裝置的濃水進行蒸發濃縮后排出固廢和冷凝水，固廢被收集起來，冷凝水被送到所述水箱。
進一步地，步驟S1.4中使用藥劑分別為NaOH、熟石灰、PAC以及PAM，總反應時間為60-80min。
進一步地，步驟S1.5中，使用藥劑分別為Na2CO3、PAC、PAM，總反應時間為45-60min。
本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：
本發明的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統及方法，；
(1)本發明的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統及方法，利用多種技術，多維度設計，提供一種穩定性高、操作性強的磷酸錳鐵鋰生產水循環零排放系統，最大限度回收磷酸錳鐵鋰和提高純水制備率、廢水回收率，有效降低產線耗水量，極大的提高資源的循環利用，解決了純水制備過程自來水用量大、廢水資源利用低的問題，實現了零排放；
(2)本發明的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統及方法，純水制備單元采用一級、二級膜處理裝置，有效提升了純水制備率；
(3)本發明的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統及方法，廢水處理單元采用一級、二級混凝/絮凝處理，最大限度去除和回收磷酸錳鐵鋰產品；
(4)本發明的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統及方法，廢水處理單元采用錳砂過濾器進一步降低錳離子濃度，采用軟化系統，解決了反滲透系統、蒸發系統易結垢的問題；
(5)本發明的磷酸錳鐵鋰生產水零排放循環系統及方法，廢水處理單元采用一級、二級膜處理裝置，有效提升了廢水產水回收率。
（發明人：陳侃;葉超;王飛龍;臧睿哲;陳士軍）
