公布日：2022.08.12
申請日：2022.04.02
分類號(hào)：C02F9/06(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種含鋰廢水的回收處理裝置及方法，該回收處理裝置包括調(diào)節(jié)單元、納濾單元、反滲透單元和電滲析單元，各單元之間配置的循環(huán)管道能夠形成至少一條流體回流通路，以通過流體回流通路中的循環(huán)管道將處于工藝流程下游的至少部分溶液導(dǎo)流至工藝流程的相對上游，其中，納濾單元內(nèi)的納濾分離部件通過納濾膜分離出的納濾濃水能夠流經(jīng)連通于納濾分離部件的循環(huán)管道流至納濾分離部件的上游和/或從流體回流通路的旁路排出，流至納濾分離部件上游的納濾濃水能夠與流經(jīng)納濾保護(hù)部件的活性炭產(chǎn)水混合，以混合液的形式流入納濾分離部件；該回收處理方法至少包括如下步驟：緩沖調(diào)節(jié)、納濾、反滲透和電滲析。
權(quán)利要求書
1.一種含鋰廢水的回收處理裝置，其包括以下功能單元：調(diào)節(jié)單元(100)，用于對原水進(jìn)行初步緩沖調(diào)節(jié)；納濾單元(200)，用于通過納濾膜對調(diào)節(jié)出水進(jìn)行選擇性的分離；反滲透單元(300)，其能夠在外部施加的壓力作用下通過反滲透膜對納濾產(chǎn)水中的溶質(zhì)與溶劑進(jìn)行分離；電滲析單元(400)，其能夠在外部施加的電場作用下通過電驅(qū)動(dòng)膜將反滲透濃水中的帶電離子進(jìn)行定向遷移，其特征在于，所述調(diào)節(jié)單元(100)、納濾單元(200)、反滲透單元(300)和電滲析單元(400)之間配置的循環(huán)管道能夠形成至少一條流體回流通路，以通過所述流體回流通路中的循環(huán)管道將處于工藝流程下游的至少部分溶液導(dǎo)流至工藝流程的相對上游，其中，所述納濾單元(200)內(nèi)的納濾分離部件(210)通過納濾膜分離出的納濾濃水能夠流經(jīng)連通于所述納濾分離部件(210)的循環(huán)管道流至所述納濾分離部件(210)的上游和/或從流體回流通路的旁路排出，流至所述納濾分離部件(210)上游的納濾濃水能夠與流經(jīng)納濾保護(hù)部件(250)的活性炭產(chǎn)水混合，以混合液的形式流入所述納濾分離部件(210)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收處理裝置，其特征在于，所述納濾單元(200)通過一價(jià)離子選擇性納濾膜對進(jìn)入所述納濾分離部件(210)中的溶液的一價(jià)離子和高價(jià)離子進(jìn)行分離，從而以無相變的方式分離至少部分的硬度和硫酸根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回收處理裝置，其特征在于，所述納濾分離部件(210)能夠?qū)χ辽侔ㄋ�、pH、電導(dǎo)率及鋰含量中的一種或多種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以判斷所述納濾分離部件(210)的運(yùn)行狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的回收處理裝置，其特征在于，所述納濾分離部件(210)分離出的納濾濃水能夠在納濾中轉(zhuǎn)部件(230)的調(diào)控下選擇性地控制回流量和排水量的配比，其中，所述納濾中轉(zhuǎn)部件(230)的控制邏輯能夠基于所述納濾分離部件(210)的配置方式而確定并適應(yīng)性調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的回收處理裝置，其特征在于，所述納濾單元(200)在所述納濾分離部件(210)的上游配置的所述納濾保護(hù)部件(250)能夠包括保安過濾器(251)和/或活性炭罐(252)，其中，流出于所述納濾保護(hù)部件(250)的活性炭產(chǎn)水能夠與通過循環(huán)管道回流的納濾濃水匯集于活性炭產(chǎn)水箱(240)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的回收處理裝置，其特征在于，所述納濾保護(hù)部件(250)上游能夠連通于所述調(diào)節(jié)單元(100)的調(diào)節(jié)池，以使得所述調(diào)節(jié)池內(nèi)儲(chǔ)存的至少包括原水的溶液能夠在泵的壓力作用下流經(jīng)所述納濾保護(hù)部件(250)，以經(jīng)過初步分離后傳輸至所述納濾分離部件(210)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的回收處理裝置，其特征在于，所述納濾分離部件(210)的納濾產(chǎn)水能夠在所述反滲透單元(300)的其中一側(cè)以施加超出相應(yīng)納濾產(chǎn)水滲透壓的壓力的方式使納濾產(chǎn)水的溶質(zhì)與溶劑進(jìn)行分離，從而至少在所述反滲透單元(300)施加壓力的一側(cè)獲取經(jīng)過濃縮的反滲透濃水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的回收處理裝置，其特征在于，所述反滲透單元(300)產(chǎn)生的反滲透濃水能夠流至電滲析單元(400)進(jìn)行二次濃縮，其中，所述電滲析單元(400)能夠在外加電場的作用下通過電驅(qū)動(dòng)膜使反滲透濃水中的帶電離子產(chǎn)生遷移，從而在反滲透濃水中獲取達(dá)到回收利用濃度的鋰離子。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的回收處理裝置，其特征在于，所述回收處理裝置能夠在相鄰的各功能單元之間選擇性地配置有離子交換樹脂，以基于一個(gè)或多個(gè)離子交換樹脂降低水中的硬度。
10.一種含鋰廢水的回收處理方法，其特征在于，所述回收處理方法能夠采用前述任意權(quán)利要求之一的回收處理設(shè)備，其中，所述回收處理方法至少包括如下步驟：S1.緩沖調(diào)節(jié)：原水能夠與至少部分循環(huán)回流的溶液混合以形成能夠流向工藝下游的調(diào)節(jié)出水，并至少能夠?qū)φ{(diào)節(jié)出水的水質(zhì)和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；S2.納濾：通過納濾膜對調(diào)節(jié)出水進(jìn)行選擇性的分離，以獲取納濾濃水和納濾產(chǎn)水；S3.反滲透：在施加高于溶液滲透壓的壓力作用下通過反滲透膜對納濾產(chǎn)水中的溶質(zhì)與溶劑進(jìn)行分離，以獲取反滲透濃水和反滲透淡水，從而實(shí)現(xiàn)納濾產(chǎn)水的一次濃縮；S4.電滲析：在外部施加的電場作用下通過電驅(qū)動(dòng)膜將反滲透濃水中的帶電離子進(jìn)行定向遷移，以獲取電滲析濃水和能夠循環(huán)回流至緩沖調(diào)節(jié)步驟與原水進(jìn)行混合的電滲析淡水。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種含鋰廢水的回收處理裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題。
本發(fā)明公開了一種含鋰廢水的回收處理裝置，其包括以下功能單元：用于對原水進(jìn)行初步緩沖調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)單元，用于通過納濾膜對調(diào)節(jié)出水進(jìn)行選擇性分離的納濾單元，能夠在施加外部壓力作用下通過反滲透膜對納濾產(chǎn)水中的溶質(zhì)與溶劑進(jìn)行分離的反滲透單元和能夠在外部施加的電場作用下通過電驅(qū)動(dòng)膜將反滲透濃水中的帶電離子進(jìn)行定向遷移的電滲析單元。
調(diào)節(jié)單元、納濾單元、反滲透單元和電滲析單元之間配置的循環(huán)管道能夠形成至少一條流體回流通路，以通過流體回流通路中的循環(huán)管道將處于工藝流程下游的至少部分溶液導(dǎo)流至工藝流程的相對上游，其中，納濾單元內(nèi)的納濾分離部件通過納濾膜分離出的納濾濃水能夠流經(jīng)連通于納濾分離部件的循環(huán)管道流至納濾分離部件的上游和/或從流體回流通路的旁路排出，流至納濾分離部件上游的納濾濃水能夠與流經(jīng)納濾保護(hù)部件的活性炭產(chǎn)水混合，以混合液的形式流入納濾分離部件。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，納濾單元通過一價(jià)離子選擇性納濾膜對進(jìn)入納濾分離部件中的廢水的一價(jià)離子和高價(jià)離子進(jìn)行分離，從而以無相變的方式分離至少部分的硬度和硫酸根。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，納濾分離部件能夠?qū)χ辽侔ㄋ�、pH、電導(dǎo)率及鋰含量中的一種或多種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以判斷納濾分離部件的運(yùn)行狀態(tài)。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，納濾分離部件分離出的納濾濃水能夠在納濾中轉(zhuǎn)部件的調(diào)控下選擇性地控制回流量和排出量的配比，其中，納濾中轉(zhuǎn)部件的控制邏輯能夠基于納濾分離部件的配置方式而確定并適應(yīng)性調(diào)整。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，納濾單元在納濾分離部件的上游配置的納濾保護(hù)部件能夠包括保安過濾器和/或活性炭罐，其中，流出于納濾保護(hù)部件的活性炭產(chǎn)水能夠與通過循環(huán)管道回流的納濾濃水匯集于活性炭產(chǎn)水箱中。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，納濾保護(hù)部件上游能夠連通于調(diào)節(jié)單元的調(diào)節(jié)池，以使得調(diào)節(jié)池內(nèi)儲(chǔ)存的至少包括原水的溶液能夠在泵的壓力作用下流經(jīng)納濾保護(hù)部件，以經(jīng)過初步分離后傳輸至納濾分離部件。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，納濾分離部件的納濾產(chǎn)水能夠在反滲透單元的其中一側(cè)以施加超出相應(yīng)納濾產(chǎn)水滲透壓的壓力的方式使納濾產(chǎn)水的溶質(zhì)與溶劑進(jìn)行分離，從而至少在反滲透單元施加壓力的一側(cè)獲取經(jīng)過濃縮的反滲透濃水。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，反滲透單元產(chǎn)生的反滲透濃水能夠流至電滲析單元進(jìn)行二次濃縮，其中，電滲析單元能夠在外加電場的作用下通過電驅(qū)動(dòng)膜使反滲透濃水中的帶電離子產(chǎn)生遷移，從而在反滲透濃水中獲取達(dá)到回收利用濃度的鋰離子。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，回收處理裝置能夠在相鄰的各功能單元之間選擇性地配置有離子交換樹脂，以基于一個(gè)或多個(gè)離子交換樹脂降低水中的硬度。
本發(fā)明還公開了一種含鋰廢水的回收處理方法，該回收處理方法能夠采用上述任一回收處理設(shè)備，其中，該回收處理方法至少包括如下步驟：
S1.緩沖調(diào)節(jié)：原水能夠與至少部分循環(huán)回流的溶液混合以形成能夠流向工藝下游的調(diào)節(jié)出水，并至少能夠?qū)φ{(diào)節(jié)出水的水質(zhì)和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；
S2.納濾：通過納濾膜對調(diào)節(jié)出水進(jìn)行選擇性的分離，以獲取納濾濃水和納濾產(chǎn)水；
S3.反滲透：在施加高于溶液滲透壓的壓力作用下通過反滲透膜對納濾產(chǎn)水中的溶質(zhì)與溶劑進(jìn)行分離，以獲取反滲透濃水和反滲透淡水，從而實(shí)現(xiàn)納濾產(chǎn)水的一次濃縮；
S4.電滲析：在外部施加的電場作用下通過電驅(qū)動(dòng)膜將反滲透濃水中的帶電離子進(jìn)行定向遷移，以獲取電滲析濃水和能夠循環(huán)回流至緩沖調(diào)節(jié)步驟與原水進(jìn)行混合的電滲析淡水。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果為：
(1)本發(fā)明通過納濾單元的選擇性分離，將部分的硬度和硫酸根以無相變的方式進(jìn)行分離；
(2)本發(fā)明通過反滲透單元和電滲析單元對納濾產(chǎn)水進(jìn)行多次濃縮，使得濃水液中鋰含量達(dá)到回收利用的濃度；
(3)本發(fā)明通過高效樹脂將水中的硬度去除，且能夠不降低其他主要離子的含量；
(4)本發(fā)明通過對工藝流程進(jìn)行優(yōu)化組合，以通過更精準(zhǔn)的聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)方式提高鋰離子的綜合回收率，并且能夠降低運(yùn)行費(fèi)用以節(jié)約成本。
（發(fā)明人：權(quán)思影;張建飛;元西方;王志穩(wěn);汪超）
