公布日：2022.09.30
申請日：2022.06.24
分類(lèi)號：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
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰電池廢水零排放處理系統，包括正極清洗廢水處理系統、負極清洗廢水處理系統、生化處理系統和反滲透濃縮處理系統；正極清洗廢水處理系統包括依次連接的正極清洗廢水調節池、一級反應池、一級沉淀池、二級反應池和二級沉淀池；負極清洗廢水處理系統包括依次連接的負極清洗廢水調節池、混凝反應池和沉淀池；生化處理系統包括依次連接的配水池、厭氧UASB反應器、A/O生化池和MBR膜池；反滲透濃縮處理系統包括依次連接的中間水池、一級反滲透系統、二級反滲透系統以及MVR蒸發(fā)器。本發(fā)明的處理系統可對正極清洗廢水和負極清洗廢水進(jìn)行處理，且處理后水質(zhì)可回用于車(chē)間純水的原水系統，解決了高濃度有機廢水難以生化處理和零排放的技術(shù)難題。
權利要求書(shū)
1.一種鋰電池廢水零排放處理系統，其特征在于，包括正極清洗廢水處理系統、負極清洗廢水處理系統、生化處理系統和反滲透濃縮處理系統；所述正極清洗廢水處理系統包括依次連接的正極清洗廢水調節池、一級反應池、一級沉淀池、二級反應池和二級沉淀池；所述負極清洗廢水處理系統包括依次連接的負極清洗廢水調節池、混凝反應池和沉淀池；所述生化處理系統包括依次連接的配水池、厭氧UASB反應器、A/O生化池和MBR膜池；所述反滲透濃縮處理系統包括依次連接的中間水池、一級反滲透系統、二級反滲透系統以及MVR蒸發(fā)器；其中，所述正極清洗廢水處理系統中的二級沉淀池和負極清洗廢水處理系統中的沉淀池分別通過(guò)管道連接到所述配水池，所述MBR膜池通過(guò)管道連接到所述中間水池。
2.根據權利要求1所述的一種鋰電池廢水零排放處理系統，其特征在于，所述正極清洗廢水處理系統還包括重金屬污泥池和污泥壓濾機，所述一級沉淀池和二級沉淀池分別通過(guò)污泥泵連接到所述重金屬污泥池，所述重金屬污泥池通過(guò)污泥泵連接到污泥壓濾機，所述重金屬污泥池和污泥壓濾機分別通過(guò)管道連接到正極清洗廢水調節池。
3.根據權利要求1所述的一種鋰電池廢水零排放處理系統，其特征在于，所述負極清洗廢水處理系統還包括生化污泥池和污泥壓濾機，所述沉淀池和MBR膜池分別通過(guò)污泥泵連接到所述生化污泥池，所述生化污泥池通過(guò)污泥泵連接到污泥壓濾機，所述生化污泥池和污泥壓濾機分別通過(guò)管道連接到負極清洗廢水調節池。
4.根據權利要求1所述的一種鋰電池廢水零排放處理系統，其特征在于，所述正極清洗廢水調節池和負極清洗廢水調節池中均安裝有曝氣系統和液位控制系統，所述一級反應池、二級反應池和混凝反應池中均安裝有機械攪拌系統和pH自控系統，所述一級沉淀池、二級沉淀池中均安裝有中心導流筒、刮泥機和排泥系統。
5.根據權利要求1所述的一種鋰電池廢水零排放處理系統，其特征在于，所述一級反滲透系統包括依次連接的一級保安過(guò)濾器、RO裝置和RO濃水箱，所述二級反滲透系統包括依次連接的二級保安過(guò)濾器、ROR裝置和ROR濃水箱，所述ROR裝置和MVR蒸發(fā)器分別通過(guò)管道連接到中間水池。
6.一種鋰電池廢水零排放處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.將正極清洗廢水通入到正極清洗廢水調節池中，通過(guò)其中安裝的曝氣系統和液位控制系統進(jìn)行水質(zhì)和水量的調節；S2.正極清洗廢水調節池出水通過(guò)提升泵提升至一級反應池中，調節廢水的pH為7.0-9.0，并向廢水中添加重金屬捕捉劑、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，啟動(dòng)機械攪拌系統，使廢水中的重金屬離子和懸浮物形成礬花；S3.一級反應池出水進(jìn)入一級沉淀池，一級反應池中形成的礬花通過(guò)重力沉降作用進(jìn)行泥水分離，下層污泥進(jìn)入重金屬污泥池進(jìn)行污泥濃縮處理；S4.一級反應池的上清液出水進(jìn)入二級反應池，調節廢水的pH為8.0-9.0，并向廢水中添加重金屬捕捉劑、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，啟動(dòng)機械攪拌系統，使廢水中的重金屬離子和懸浮物形成礬花；S5.二級反應池出水進(jìn)入二級沉淀池，二級反應池形成的礬花通過(guò)重力沉降作用進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入配水池，下層污泥進(jìn)入重金屬污泥池進(jìn)行濃縮處理；S6.將負極清洗廢水通入到負極清洗廢水調節池中，通過(guò)其中安裝的曝氣系統和液位控制系統進(jìn)行水質(zhì)和水量的調節；S7.負極清洗廢水調節池出水通過(guò)提升泵提升至混凝反應池中，調節廢水的pH為7.0-9.0，并向廢水中添加聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，啟動(dòng)機械攪拌系統，使廢水中的懸浮物形成礬花；S8.混凝反應池出水進(jìn)入沉淀池，混凝反應池形成的礬花通過(guò)重力沉降作用進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入配水池，下層污泥進(jìn)入生化污泥池進(jìn)行濃縮處理；S9.預處理的正極清洗廢水與負極清洗廢水在配水池中混合后，通過(guò)提升泵提升至厭氧UASB反應器中進(jìn)行厭氧生化反應，厭氧UASB反應器出水進(jìn)入A/O生化池；S10.廢水在A(yíng)/O生化池中進(jìn)行A/O生化反應后，出水進(jìn)入到MBR膜池，同時(shí)下層污泥進(jìn)入生化污泥池進(jìn)行濃縮處理；S11.MBR膜池出水進(jìn)入中間水池，中間水池出水進(jìn)入一級反滲透系統，使產(chǎn)水達到回用水標準，產(chǎn)生的濃水進(jìn)入RO濃水箱；RO濃水進(jìn)入二級反滲透系統，產(chǎn)水進(jìn)入中間水池，濃水進(jìn)入ROR濃水箱；S12.ROR濃水箱中的濃水進(jìn)入到MVR蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，產(chǎn)生的冷凝水通入到中間水池中。7.根據權利要求6所述的一種鋰電池廢水零排放處理方法，其特征在于，步驟S3中，所述濃縮處理具體為：污泥進(jìn)入重金屬污泥池靜置后，上清液通入到正極清洗廢水調節池中，下層污泥泵入板框壓濾機中，加入聚丙烯酰胺進(jìn)行壓濾，產(chǎn)生的濾液通入到正極清洗廢水調節池中。
8.根據權利要求6所述的一種鋰電池廢水零排放處理方法，其特征在于，步驟S9中，通入到配水池中的正極清洗廢水與負極清洗廢水的比例為1:1。
9.根據權利要求6所述的一種鋰電池廢水零排放處理方法，其特征在于，步驟S9中，厭氧UASB反應器內的溫度35-38℃，停留時(shí)間為4-6天；步驟S10中，缺氧池的停留時(shí)間為24-30小時(shí)，好氧池的停留時(shí)間為70-80小時(shí)，好氧回流比為100-200％；MBR膜池的停留時(shí)間為20-25h。
10.根據權利要求6所述的一種鋰電池廢水零排放處理方法，其特征在于，步驟S11中，在進(jìn)入一級反滲透系統和二級反滲透系統前，向廢水中加入還原劑和阻垢劑。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鋰電池廢水零排放處理系統，該系統可對鋰電池生產(chǎn)中正極清洗廢水和負極清洗廢水進(jìn)行處理，且處理后水質(zhì)可回用于車(chē)間純水的原水系統，解決了高濃度有機廢水難以生化處理和零排放的技術(shù)難題。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種鋰電池廢水零排放處理系統，包括正極清洗廢水處理系統、負極清洗廢水處理系統、生化處理系統和反滲透濃縮處理系統；
所述正極清洗廢水處理系統包括依次連接的正極清洗廢水調節池、一級反應池、一級沉淀池、二級反應池和二級沉淀池；所述負極清洗廢水處理系統包括依次連接的負極清洗廢水調節池、混凝反應池和沉淀池；所述生化處理系統包括依次連接的配水池、厭氧UASB反應器、A/O生化池和MBR膜池；所述反滲透濃縮處理系統包括依次連接的中間水池、一級反滲透系統、二級反滲透系統以及MVR蒸發(fā)器；
其中，所述正極清洗廢水處理系統中的二級沉淀池和負極清洗廢水處理系統中的沉淀池分別通過(guò)管道連接到所述配水池，所述MBR膜池通過(guò)管道連接到所述中間水池。
進(jìn)一步地，所述正極清洗廢水處理系統還包括重金屬污泥池和污泥壓濾機，所述一級沉淀池和二級沉淀池分別通過(guò)污泥泵連接到所述重金屬污泥池，所述重金屬污泥池通過(guò)污泥泵連接到污泥壓濾機，所述重金屬污泥池和污泥壓濾機分別通過(guò)管道連接到正極清洗廢水調節池。
進(jìn)一步地，所述負極清洗廢水處理系統還包括生化污泥池和污泥壓濾機，所述沉淀池和MBR膜池分別通過(guò)污泥泵連接到所述生化污泥池，所述生化污泥池通過(guò)污泥泵連接到污泥壓濾機，所述生化污泥池和污泥壓濾機分別通過(guò)管道連接到負極清洗廢水調節池。
進(jìn)一步地，所述正極清洗廢水調節池和負極清洗廢水調節池中均安裝有曝氣系統和液位控制系統，所述一級反應池、二級反應池和混凝反應池中均安裝有機械攪拌系統和pH自控系統，所述一級沉淀池、二級沉淀池中均安裝有中心導流筒、刮泥機和排泥系統。
進(jìn)一步地，所述一級反滲透系統包括依次連接的一級保安過(guò)濾器、RO裝置和RO濃水箱，所述二級反滲透系統包括依次連接的二級保安過(guò)濾器、ROR裝置和ROR濃水箱，所述ROR裝置和MVR蒸發(fā)器分別通過(guò)管道連接到中間水池。
本發(fā)明還提供了一種鋰電池廢水零排放處理的方法，包括以下步驟：
S1.將正極清洗廢水通入到正極清洗廢水調節池中，通過(guò)其中安裝的曝氣系統和液位控制系統進(jìn)行水質(zhì)和水量的調節；
S2.正極清洗廢水調節池出水通過(guò)提升泵提升至一級反應池中，調節廢水的pH為7.0-9.0，并向廢水中添加重金屬捕捉劑、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，啟動(dòng)機械攪拌系統，使廢水中的重金屬離子和懸浮物形成礬花；
S3.一級反應池出水進(jìn)入一級沉淀池，一級反應池中形成的礬花通過(guò)重力沉降作用進(jìn)行泥水分離，下層污泥進(jìn)入重金屬污泥池進(jìn)行污泥濃縮處理；
S4.一級反應池的上清液出水進(jìn)入二級反應池，調節廢水的pH為8.0-9.0，并向廢水中添加重金屬捕捉劑、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，啟動(dòng)機械攪拌系統，使廢水中的重金屬離子和懸浮物形成礬花；
S5.二級反應池出水進(jìn)入二級沉淀池，二級反應池形成的礬花通過(guò)重力沉降作用進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入配水池，下層污泥進(jìn)入重金屬污泥池進(jìn)行濃縮處理；
S6.將負極清洗廢水通入到負極清洗廢水調節池中，通過(guò)其中安裝的曝氣系統和液位控制系統進(jìn)行水質(zhì)和水量的調節；
S7.負極清洗廢水調節池出水通過(guò)提升泵提升至混凝反應池中，調節廢水的pH為7.0-9.0，并向廢水中添加聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，啟動(dòng)機械攪拌系統，使廢水中的懸浮物形成礬花；
S8.混凝反應池出水進(jìn)入沉淀池，混凝反應池形成的礬花通過(guò)重力沉降作用進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入配水池，下層污泥進(jìn)入生化污泥池進(jìn)行濃縮處理；
S9.預處理的正極清洗廢水與負極清洗廢水在配水池中混合后，通過(guò)提升泵提升至厭氧UASB反應器中進(jìn)行厭氧生化反應，厭氧UASB反應器出水進(jìn)入A/O生化池；
S10.廢水在A(yíng)/O生化池中進(jìn)行A/O生化反應后，出水進(jìn)入到MBR膜池，同時(shí)下層污泥進(jìn)入生化污泥池進(jìn)行濃縮處理；
S11.MBR膜池出水進(jìn)入中間水池，中間水池出水進(jìn)入一級反滲透系統，使產(chǎn)水達到回用水標準，產(chǎn)生的濃水進(jìn)入RO濃水箱；RO濃水再進(jìn)入二級反滲透系統，產(chǎn)水進(jìn)入中間水池，濃水進(jìn)入ROR濃水箱；
S12.ROR濃水箱中的濃水進(jìn)入到MVR蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，產(chǎn)生的冷凝水通入到中間水池中。
進(jìn)一步地，步驟S3中，所述濃縮處理具體為：污泥進(jìn)入重金屬污泥池靜置后，上清液通入到正極清洗廢水調節池中，下層污泥泵入板框壓濾機中，加入聚丙烯酰胺進(jìn)行壓濾，產(chǎn)生的濾液通入到正極清洗廢水調節池中。
進(jìn)一步地，步驟S9中，通入到配水池中的正極清洗廢水與負極清洗廢水的比例為1:1。
進(jìn)一步地，步驟S9中，厭氧UASB反應器內的溫度35-38℃，停留時(shí)間為4-6天；
步驟S10中，缺氧池的停留時(shí)間為24-30小時(shí)，好氧池的停留時(shí)間為70-80小時(shí)，好氧回流比為100-200％；MBR膜池的停留時(shí)間為20-25h。
進(jìn)一步地，步驟S11中，在進(jìn)入一級反滲透系統和二級反滲透系統前，向廢水中加入還原劑和阻垢劑。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
1.本發(fā)明將正極清洗廢水、負極清洗廢水分別收集，正極清洗廢水采用“兩級混凝沉淀”預處理工藝，通過(guò)混凝沉淀，并輔以重金屬捕捉劑將鈷、鎳、錳等重金屬離子去除，混凝處理出水自流到配水池。負極清洗廢水采用“混凝沉淀”工藝預處理后自流至配水池與經(jīng)預處理后的正極清洗廢水混合均勻，混合后的廢水采用“UASB+A/O+MBR”生化處理工藝，使廢水中的COD、氨氮等有機物得到絕大部分去除，MBR出水再經(jīng)兩級RO處理后回用，回用水可頂替生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品預清洗或水質(zhì)要求不高的工藝水，也可作為一般純水制備的源水。一級RO的濃水再經(jīng)二級RO處理，二級RO濃水進(jìn)MVR蒸發(fā)結晶后作為危廢處置。
2.本發(fā)明將UASB、A/O、MBR、RO、MVR等現有的污水工藝相結合，來(lái)處理鋰電池正極清洗廢水和負極清洗廢水，大幅度地降低了廢水中的重金屬離子、懸浮物、有機物的含量，達到回用水的水質(zhì)要求。并且本發(fā)明的處理方法工藝成熟，對污水中有機污染物去除率高，能耗低。
（發(fā)明人：左名景;徐富）
