公布日：2023.11.24
申請日：2023.08.28
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法和處理系統(tǒng)，本發(fā)明所提供的方法通過合理調(diào)節(jié)廢水的pH，改變過濾時(shí)納濾膜兩端的滲透壓，提高滲透膜可以濃縮的濃水濃度，蒸發(fā)處理后，實(shí)現(xiàn)的了純水回用。同時(shí)，也降低了蒸發(fā)所需要處理的母液量，相當(dāng)于蒸發(fā)處理的水量可以降低30％～40％，降低蒸發(fā)處理的成本，從而降低設(shè)備的生產(chǎn)廢水處理的投入和投資。
權(quán)利要求書
1.一種正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)調(diào)節(jié)正極材料生產(chǎn)廢水的pH＝2～4，然后進(jìn)行納濾處理，得到納濾產(chǎn)水和納濾濃水；(2)將步驟(1)得到的所述納濾濃水進(jìn)行濃縮處理，得到濃縮液；(3)調(diào)節(jié)步驟(1)得到的所述納濾產(chǎn)水的pH＝6～8，然后進(jìn)行第一反滲透處理，得到第一反滲透產(chǎn)水和第一反滲透濃水；(4)將步驟(3)得到的第一反滲透濃水與步驟(1)中待處理的所述正極材料生產(chǎn)廢水進(jìn)行合并，然后繼續(xù)進(jìn)行納濾處理和濃縮處理；(5)將步驟(3)得到的第一反滲透產(chǎn)水進(jìn)行第二反滲透處理，得到第二反滲透產(chǎn)水和第二反滲透濃水；(6)將步驟(2)得到的濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述正極材料生產(chǎn)廢水包括正極材料生產(chǎn)母液和正極材料洗水；優(yōu)選地，所述正極材料生產(chǎn)廢水包括三元正極材料生產(chǎn)廢水或磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述正極材料生產(chǎn)母液的pH＝12～13，金屬離子的質(zhì)量濃度為100～120mg/L，氨氮的質(zhì)量濃度為5～10g/L，硫酸鈉的質(zhì)量濃度為100～150g/L；和/或；所述正極材料洗水的pH＝10～12，金屬離子的質(zhì)量濃度為20～30mg/L，氨氮的質(zhì)量濃度為1～2g/L，硫酸鈉的質(zhì)量濃度為10～15g/L；其中，所述金屬離子包括：Co2+、Ni2+和Mn2+。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述濃縮液中硫酸鈉的質(zhì)量濃度為200～220g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述濃縮處理的壓力為60～70bar。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，在步驟(5)中，所述第二反滲透濃水返回步驟(4)中進(jìn)行所述第一反滲透處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，在步驟(5)中，所述第二反滲透產(chǎn)水的電導(dǎo)率＜100μs/cm。
8.一種正極材料生產(chǎn)廢水的處理系統(tǒng)，適用于權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，包括第一pH調(diào)節(jié)裝置、高壓納濾裝置、濃縮處理裝置，濃縮液儲存裝置、第二pH調(diào)節(jié)裝置、第一反滲透裝置、第二反滲透裝置和蒸發(fā)處理裝置；其中，第一pH調(diào)節(jié)裝置的進(jìn)水口與待處理的所述正極材料生產(chǎn)廢水相連接；第一pH調(diào)節(jié)裝置出水口與所述高壓納濾裝置相連接；所述高壓納濾裝置的濃水出口與所述濃縮處理裝置相連接，所述濃縮處理裝置與所述濃縮液儲存裝置相連接，所述濃縮液儲存裝置與所述蒸發(fā)處理裝置相連接；所述高壓納濾裝置的產(chǎn)水出口與所述第二pH調(diào)節(jié)裝置相連接；所述第二pH調(diào)節(jié)裝置與所述第一反滲透裝置相連接；所述第一反滲透裝置和/或第二反滲透裝置均包括濃水出口和產(chǎn)水出口；所述第一反滲透裝置的濃水出口與所述第一pH調(diào)節(jié)裝置的進(jìn)水口相連接，所述第一反滲透裝置的產(chǎn)水出口與所述第二反滲透裝置相連接；所述第二反滲透裝置的濃水出口與所述第一反滲透裝置的進(jìn)水口相連接；所述第二反滲透裝置的產(chǎn)水出口用于輸出所述第二反滲透產(chǎn)水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述濃縮處理裝置包括高壓泵。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)處理裝置包括MVR蒸發(fā)器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，通過合理調(diào)節(jié)廢水的pH，改變過濾時(shí)納濾膜兩端的滲透壓，提高滲透膜可以濃縮的濃水濃度，降低蒸發(fā)所需要處理的母液量，從而降低設(shè)備的生產(chǎn)廢水處理的投入和投資。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理裝置，該裝置適用于上述方法，并且所有設(shè)備均為常規(guī)設(shè)備，設(shè)備投資小。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供的了一種正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，包括以下步驟：
(1)調(diào)節(jié)正極材料生產(chǎn)廢水的pH＝2～4，然后進(jìn)行納濾處理，得到納濾產(chǎn)水和納濾濃水；
(2)將步驟(1)得到的所述納濾濃水進(jìn)行濃縮處理，得到濃縮液；
(3)調(diào)節(jié)步驟(1)得到的所述納濾產(chǎn)水的pH＝6～8，然后進(jìn)行第一反滲透處理，得到第一反滲透產(chǎn)水和第一反滲透濃水；
(4)將步驟(3)得到的第一反滲透濃水與步驟(1)中待處理的所述正極材料生產(chǎn)廢水進(jìn)行合并，然后繼續(xù)進(jìn)行納濾處理和濃縮處理；
(5)將步驟(3)得到的第一反滲透產(chǎn)水進(jìn)行第二反滲透處理，得到第二反滲透產(chǎn)水和第二反滲透濃水；
(6)將步驟(2)得到的濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)處理。
優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述正極材料生產(chǎn)廢水包括正極材料生產(chǎn)母液和正極材料洗水。
優(yōu)選地，所述正極材料生產(chǎn)廢水包括三元正極材料生產(chǎn)廢水或磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水中的至少一種。
優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述正極材料生產(chǎn)母液的pH＝12～13，金屬離子的質(zhì)量濃度為100～120mg/L，氨氮的質(zhì)量濃度為5～10g/L，硫酸鈉的質(zhì)量濃度為100～150g/L。
優(yōu)選地，所述正極材料洗水的pH＝10～12，金屬離子的質(zhì)量濃度為20～30mg/L，氨氮的質(zhì)量濃度為1～2g/L，硫酸鈉的質(zhì)量濃度為10～15g/L。
其中，所述金屬離子包括：Co2+、Ni2+和Mn2+。
優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述濃縮液中硫酸鈉的質(zhì)量濃度為200～220g/L。
優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述濃縮處理的壓力為60～70bar。
優(yōu)選地，在步驟(5)中，所述第二反滲透濃水返回步驟(4)中進(jìn)行所述第一反滲透處理。
優(yōu)選地，在步驟(5)中，所述第二反滲透產(chǎn)水的電導(dǎo)率＜100μs/cm。
本發(fā)明提供了一種正極材料生產(chǎn)廢水的處理系統(tǒng)，適用于所述的正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，包括第一pH調(diào)節(jié)裝置、高壓納濾裝置、濃縮處理裝置，濃縮液儲存裝置、第二pH調(diào)節(jié)裝置、第一反滲透裝置、第二反滲透裝置和蒸發(fā)處理裝置；
其中，第一pH調(diào)節(jié)裝置的進(jìn)水口與待處理的所述正極材料生產(chǎn)廢水相連接；第一pH調(diào)節(jié)裝置出水口與所述高壓納濾裝置相連接；
所述高壓納濾裝置的濃水出口與所述濃縮處理裝置相連接，所述濃縮處理裝置與所述濃縮液儲存裝置相連接，所述濃縮液儲存裝置與所述蒸發(fā)處理裝置相連接；
所述高壓納濾裝置的產(chǎn)水出口與所述第二pH調(diào)節(jié)裝置相連接；
所述第二pH調(diào)節(jié)裝置與所述第一反滲透裝置相連接；
所述第一反滲透裝置和/或第二反滲透裝置均包括濃水出口和產(chǎn)水出口；
所述第一反滲透裝置的濃水出口與所述第一pH調(diào)節(jié)裝置的進(jìn)水口相連接，所述第一反滲透裝置的產(chǎn)水出口與所述第二反滲透裝置相連接；
所述第二反滲透裝置的濃水出口與所述第一反滲透裝置的進(jìn)水口相連接；所述第二反滲透裝置的產(chǎn)水出口用于輸出所述第二反滲透產(chǎn)水。
優(yōu)選地，所述濃縮處理裝置包括高壓泵。
優(yōu)選地，所述蒸發(fā)處理裝置包括MVR蒸發(fā)器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明所提供的正極材料生產(chǎn)廢水的處理方法，通過兩次合理調(diào)節(jié)廢水的pH，第一次調(diào)節(jié)pH的目的是為了改變納濾膜表面的電荷，納濾膜攔截二價(jià)鹽(主要是硫酸根離子)，通過靠表面的負(fù)電荷和二價(jià)硫酸根離子相互排斥。通過調(diào)節(jié)pH，降低納濾膜在廢水中的負(fù)電荷量，從而降低納濾膜對二價(jià)鹽(硫酸根離子)的脫除率；第二次調(diào)節(jié)pH，主要目的是為了提高反滲透處理的攔截率，保證產(chǎn)水水質(zhì)。
(2)本發(fā)明所提供的正極材料生產(chǎn)廢水的處理裝置，該裝置適用于上述方法，并且所有設(shè)備均為常規(guī)設(shè)備，設(shè)備投資小。
（發(fā)明人：譚斌;方毓淳;金娟;黃傳敏;馬宏國）
