公布日：2022.12.27
申请日：2022.10.31
分类号：C02F9/10(2006.01)I;C05G3/40(2020.01)I;C05G1/00(2006.01)I;C01C1/24(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;
C02F101/20(2006.01)N
摘要
本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及磷酸铁锂电池母液废水的处理系统及方法，磷酸铁锂电池母液废水的处理系统包括对母液进行曝气使其混合匀质，并对母液中的铁锰进行氧化，使母液中的重金属沉淀输出预处理后母液并生产缓释肥的预处理单元；去除预处理后母液中的颗粒物、多价金属离子和结垢离子，输出分离处理后母液的分离单元；对分离处理后母液进行浓缩，输出浓缩液的浓缩单元；使浓缩液中的硫酸铵盐结晶析出的结晶单元。本发明能够将磷酸铁锂电池母液废水转化为高纯度硫酸铵盐；实现资源回收利用和零排放，且成本低、效益高。
权利要求书
1.一种磷酸铁锂电池母液废水的处理系统，其特征在于：包括：预处理单元（10），用于对母液进行曝气使其混合匀质，并对母液中的铁锰进行氧化；使母液中的重金属沉淀输出预处理后母液并生产缓释肥；分离单元（20），用于去除预处理后母液中的颗粒物、多价金属离子和结垢离子，输出分离处理后母液；浓缩单元（30），用于对分离处理后母液进行浓缩，输出浓缩液；结晶单元（40），用于使浓缩液中的硫酸铵盐结晶析出。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池母液废水的处理系统及方法，其特征在于：所述预处理单元（10）包括依次设置连接的水箱、热交换设备、一级高效沉淀池和二级高效沉淀池；水箱，用于对母液进行曝气使其混合匀质，使母液中的铁锰进行氧化；热交换设备，用于对母液进行热交换并输出温度为15-35℃的母液到一级高效沉淀池中；一级高效沉淀池，用于对重金属及Ca离子进行沉淀去除；二级高效沉淀池，用于对母液进一步沉淀，使母液中的大部分多价金属离子和磷转化为沉淀并生产缓释肥。
3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂电池母液废水的处理系统，其特征在于：所述分离单元（20）包括：锰砂滤池，用于对预处理后母液进行除锰除浊过滤；超滤单元，用于对锰砂滤池输出的滤液进行分子过滤；离子交换树脂单元，用于去除预处理后母液中的结垢离子，得到分离处理后母液。
4.根据权利要求3所述的磷酸铁锂电池母液废水的处理系统，其特征在于：所述浓缩单元（30）包括高压反渗透单元。
5.根据权利要求4所述的磷酸铁锂电池母液废水的处理系统，其特征在于：所述结晶单元（40）包括蒸发结晶装置。
6.根据权利要求5所述的磷酸铁锂电池母液废水的处理系统，其特征在于：所述一级高效沉淀池中pH为7.5-8，二级高效沉淀池中pH为9-9.5。
7.根据权利要求6所述的磷酸铁锂电池母液废水的处理系统，其特征在于：所述一级高效沉淀池中加入重捕剂、混凝剂和絮凝剂；二级高效沉淀池中加入混凝剂和絮凝剂；混凝剂为PAC，絮凝剂为PAM。
8.根据权利要求6所述的磷酸铁锂电池母液废水的处理系统，其特征在于：所述超滤单元和离子交换树脂单元之间设置有水泵，用于将过滤后的母液提升进入离子交换树脂单元。
9.一种磷酸铁锂电池母液废水的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）、将磷酸铁锂电池母液注入预处理单元（10）进行曝气使其混合匀质，使母液中的铁锰进行氧化；使母液中的重金属沉淀输出预处理后母液并生产缓释肥；（2）、将预处理后母液注入分离单元（20）去除预处理后母液中的颗粒物、多价金属离子和结垢离子，输出分离处理后母液；（3）、将分离处理后母液注入浓缩单元（30）进行浓缩，输出浓缩液；（4）、将浓缩液注入结晶单元（40）结晶析出硫酸铵盐。
10.根据权利要求9所述的磷酸铁锂电池母液废水的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）、将磷酸铁锂电池母液注入水箱进行曝气使其混合匀质，使母液中的铁锰进行氧化；然后将母液注入一级高效沉淀池，调节pH值为7.5-8，同时加入重捕剂、混凝剂及絮凝剂，对重金属及Ca离子进行沉淀去除；一级高效沉淀池沉淀后重力流入二级高效沉淀池，调节pH值为9-9.5，同时加入混凝剂及絮凝剂，使母液中的重金属沉淀输出预处理后母液并生产缓释肥；（2）、将预处理后母液注入锰砂滤池和超滤单元进行过滤，过滤后水通过水泵提升进入离子交换树脂单元去除预处理后母液中的颗粒物、多价金属离子和结垢离子，输出分离处理后母液；（3）、将分离处理后母液注入高压反渗透单元进行浓缩，将母液浓缩至150000PPM-160000PPM，输出浓缩液；（4）、将浓缩液注入蒸发结晶装置结晶析出硫酸铵盐，经干燥后包装待用；结晶残液进一步结晶干燥后得到磷酸铵和硫酸铵复合肥。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂电池母液废水的处理系统及方法，它能够将磷酸铁锂电池母液废水转化为高纯度硫酸铵盐；实现资源回收利用和零排放，且成本低、效益高。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：磷酸铁锂电池母液废水的处理系统，包括：预处理单元，用于对母液进行曝气使其混合匀质，并对母液中的铁锰进行氧化；使母液中的重金属沉淀输出预处理后母液并生产缓释肥；分离单元，用于去除预处理后母液中的颗粒物、多价金属离子和结垢离子，输出分离处理后母液；浓缩单元，用于对分离处理后母液进行浓缩，输出浓缩液；结晶单元，用于使浓缩液中的硫酸铵盐结晶析出。
作为本发明所述磷酸铁锂电池母液废水的处理系统的一种优选方案，所述预处理单元包括依次设置连接的水箱、热交换设备、一级高效沉淀池和二级高效沉淀池；水箱，用于对母液进行曝气使其混合匀质，使母液中的铁锰进行氧化；热交换设备，用于对母液进行热交换并输出温度为15-35℃的母液到一级高效沉淀池中；一级高效沉淀池，用于对重金属及Ca离子进行沉淀去除；二级高效沉淀池，用于对母液进一步沉淀，使母液中的大部分多价金属离子和磷转化为沉淀并生产缓释肥。
作为本发明所述磷酸铁锂电池母液废水的处理系统的一种优选方案，所述分离单元包括：锰砂滤池，用于对预处理后母液进行除锰除浊过滤；超滤单元，用于对锰砂滤池输出的滤液进行分子过滤；离子交换树脂单元，用于吸附超滤单元输出的超滤产水中的大部分多价金属离子，得到分离处理后母液；保护反渗透膜装置的稳定运行。
作为本发明所述磷酸铁锂电池母液废水的处理系统的一种优选方案，所述浓缩单元包括高压反渗透单元。
作为本发明所述磷酸铁锂电池母液废水的处理系统的一种优选方案，所述结晶单元包括蒸发结晶装置。
作为本发明所述磷酸铁锂电池母液废水的处理系统的一种优选方案，所述一级高效沉淀池中pH为7.5-8，二级高效沉淀池中pH为9-9.5。
作为本发明所述磷酸铁锂电池母液废水的处理系统的一种优选方案，所述一级高效沉淀池中加入重捕剂、混凝剂和絮凝剂；二级高效沉淀池中加入混凝剂和絮凝剂；混凝剂为PAC，絮凝剂为PAM。
作为本发明所述磷酸铁锂电池母液废水的处理系统的一种优选方案，所述超滤单元和离子交换树脂单元之间设置有水泵，用于将过滤后的母液提升进入离子交换树脂单元。
一种磷酸铁锂电池母液废水的处理方法，包括如下步骤：（1）、将磷酸铁锂电池母液注入预处理单元（10）进行曝气使其混合匀质，使母液中的铁锰进行氧化；使母液中的重金属沉淀输出预处理后母液并生产缓释肥；（2）、将预处理后母液注入分离单元（20）去除预处理后母液中的颗粒物、多价金属离子和结垢离子，输出分离处理后母液；（3）、将分离处理后母液注入浓缩单元（30）进行浓缩，输出浓缩液；（4）、将浓缩液注入结晶单元（40）结晶析出硫酸铵盐。
作为本发明所述磷酸铁锂电池母液废水的处理方法的一种优选方案，包括如下步骤：（1）、将磷酸铁锂电池母液注入水箱进行曝气使其混合匀质，使母液中的铁锰进行氧化；然后将母液注入一级高效沉淀池，加入氨水调节pH值为7.5-8，同时加入重捕剂、混凝剂及絮凝剂，对重金属及Ca离子进行沉淀去除；一级高效沉淀池沉淀后重力流入二级高效沉淀池，调节pH值为9-9.5，同时加入混凝剂及絮凝剂，使母液中的重金属沉淀输出预处理后母液并生产缓释肥；（2）、将预处理后母液注入锰砂滤池和超滤单元进行过滤，过滤后水通过水泵提升进入离子交换树脂单元去除预处理后母液中的颗粒物、多价金属离子和结垢离子，输出分离处理后母液，保护反渗透膜装置的稳定运行；（3）、将分离处理后母液注入高压反渗透单元进行浓缩，将母液浓缩至150000PPM-160000PPM，输出浓缩液；（4）、将浓缩液注入蒸发结晶装置结晶析出硫酸铵盐，经干燥后包装待用，结晶残液进一步结晶干燥后得到磷酸铵和硫酸铵复合肥。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明处理的母液为高浓盐水，它能够将磷酸铁锂电池母液废水转化为高纯度硫酸铵盐；实现资源回收利用和零排放，且成本低、效益高。
（1）本发明中磷酸铁锂电池母液废水的处理系统能够将磷酸铁锂电池母液废水转化为高纯度硫酸铵盐；产盐纯度高。
（2）本发明工艺简单，能充分实现资源回收利用和零排放，且成本低、效益高。
（3）本发明经二级高效沉淀池沉淀后生产缓释肥，实现了缓释肥资源化回收。
（4）本发明进蒸发结晶产物为两种，一种是高纯度硫酸铵，另一种是不能回收的杂盐。
（5）本发明有效解决了常规技术在对磷酸铁电池废水进行处理时，存在的物料资源浪费、污泥产量大、水资源利用率低的情况。
（发明人：朱来松;高占平;蔡诚;李靖梅;谢婷婷）
