公布日：2023.11.24
申请日：2023.08.28
分类号：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
本发明提供了一种正极材料生产废水的处理方法和处理系统，本发明所提供的方法通过合理调节废水的pH，改变过滤时纳滤膜两端的渗透压，提高渗透膜可以浓缩的浓水浓度，蒸发处理后，实现的了纯水回用。同时，也降低了蒸发所需要处理的母液量，相当于蒸发处理的水量可以降低30％～40％，降低蒸发处理的成本，从而降低设备的生产废水处理的投入和投资。
权利要求书
1.一种正极材料生产废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)调节正极材料生产废水的pH＝2～4，然后进行纳滤处理，得到纳滤产水和纳滤浓水；(2)将步骤(1)得到的所述纳滤浓水进行浓缩处理，得到浓缩液；(3)调节步骤(1)得到的所述纳滤产水的pH＝6～8，然后进行第一反渗透处理，得到第一反渗透产水和第一反渗透浓水；(4)将步骤(3)得到的第一反渗透浓水与步骤(1)中待处理的所述正极材料生产废水进行合并，然后继续进行纳滤处理和浓缩处理；(5)将步骤(3)得到的第一反渗透产水进行第二反渗透处理，得到第二反渗透产水和第二反渗透浓水；(6)将步骤(2)得到的浓缩液进行蒸发处理。
2.根据权利要求1所述的正极材料生产废水的处理方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述正极材料生产废水包括正极材料生产母液和正极材料洗水；优选地，所述正极材料生产废水包括三元正极材料生产废水或磷酸铁锂生产废水中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的正极材料生产废水的处理方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述正极材料生产母液的pH＝12～13，金属离子的质量浓度为100～120mg/L，氨氮的质量浓度为5～10g/L，硫酸钠的质量浓度为100～150g/L；和/或；所述正极材料洗水的pH＝10～12，金属离子的质量浓度为20～30mg/L，氨氮的质量浓度为1～2g/L，硫酸钠的质量浓度为10～15g/L；其中，所述金属离子包括：Co2+、Ni2+和Mn2+。
4.根据权利要求1所述的正极材料生产废水的处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述浓缩液中硫酸钠的质量浓度为200～220g/L。
5.根据权利要求1所述的正极材料生产废水的处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述浓缩处理的压力为60～70bar。
6.根据权利要求1所述的正极材料生产废水的处理方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述第二反渗透浓水返回步骤(4)中进行所述第一反渗透处理。
7.根据权利要求1所述的正极材料生产废水的处理方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述第二反渗透产水的电导率＜100μs/cm。
8.一种正极材料生产废水的处理系统，适用于权利要求1-7任一项所述的正极材料生产废水的处理方法，其特征在于，包括第一pH调节装置、高压纳滤装置、浓缩处理装置，浓缩液储存装置、第二pH调节装置、第一反渗透装置、第二反渗透装置和蒸发处理装置；其中，第一pH调节装置的进水口与待处理的所述正极材料生产废水相连接；第一pH调节装置出水口与所述高压纳滤装置相连接；所述高压纳滤装置的浓水出口与所述浓缩处理装置相连接，所述浓缩处理装置与所述浓缩液储存装置相连接，所述浓缩液储存装置与所述蒸发处理装置相连接；所述高压纳滤装置的产水出口与所述第二pH调节装置相连接；所述第二pH调节装置与所述第一反渗透装置相连接；所述第一反渗透装置和/或第二反渗透装置均包括浓水出口和产水出口；所述第一反渗透装置的浓水出口与所述第一pH调节装置的进水口相连接，所述第一反渗透装置的产水出口与所述第二反渗透装置相连接；所述第二反渗透装置的浓水出口与所述第一反渗透装置的进水口相连接；所述第二反渗透装置的产水出口用于输出所述第二反渗透产水。
9.根据权利要求8所述的正极材料生产废水的处理系统，其特征在于，所述浓缩处理装置包括高压泵。
10.根据权利要求8所述的正极材料生产废水的处理系统，其特征在于，所述蒸发处理装置包括MVR蒸发器。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种正极材料生产废水的处理方法，通过合理调节废水的pH，改变过滤时纳滤膜两端的渗透压，提高渗透膜可以浓缩的浓水浓度，降低蒸发所需要处理的母液量，从而降低设备的生产废水处理的投入和投资。
本发明的第二目的在于提供一种所述的正极材料生产废水的处理装置，该装置适用于上述方法，并且所有设备均为常规设备，设备投资小。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供的了一种正极材料生产废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)调节正极材料生产废水的pH＝2～4，然后进行纳滤处理，得到纳滤产水和纳滤浓水；
(2)将步骤(1)得到的所述纳滤浓水进行浓缩处理，得到浓缩液；
(3)调节步骤(1)得到的所述纳滤产水的pH＝6～8，然后进行第一反渗透处理，得到第一反渗透产水和第一反渗透浓水；
(4)将步骤(3)得到的第一反渗透浓水与步骤(1)中待处理的所述正极材料生产废水进行合并，然后继续进行纳滤处理和浓缩处理；
(5)将步骤(3)得到的第一反渗透产水进行第二反渗透处理，得到第二反渗透产水和第二反渗透浓水；
(6)将步骤(2)得到的浓缩液进行蒸发处理。
优选地，在步骤(1)中，所述正极材料生产废水包括正极材料生产母液和正极材料洗水。
优选地，所述正极材料生产废水包括三元正极材料生产废水或磷酸铁锂生产废水中的至少一种。
优选地，在步骤(1)中，所述正极材料生产母液的pH＝12～13，金属离子的质量浓度为100～120mg/L，氨氮的质量浓度为5～10g/L，硫酸钠的质量浓度为100～150g/L。
优选地，所述正极材料洗水的pH＝10～12，金属离子的质量浓度为20～30mg/L，氨氮的质量浓度为1～2g/L，硫酸钠的质量浓度为10～15g/L。
其中，所述金属离子包括：Co2+、Ni2+和Mn2+。
优选地，在步骤(2)中，所述浓缩液中硫酸钠的质量浓度为200～220g/L。
优选地，在步骤(2)中，所述浓缩处理的压力为60～70bar。
优选地，在步骤(5)中，所述第二反渗透浓水返回步骤(4)中进行所述第一反渗透处理。
优选地，在步骤(5)中，所述第二反渗透产水的电导率＜100μs/cm。
本发明提供了一种正极材料生产废水的处理系统，适用于所述的正极材料生产废水的处理方法，包括第一pH调节装置、高压纳滤装置、浓缩处理装置，浓缩液储存装置、第二pH调节装置、第一反渗透装置、第二反渗透装置和蒸发处理装置；
其中，第一pH调节装置的进水口与待处理的所述正极材料生产废水相连接；第一pH调节装置出水口与所述高压纳滤装置相连接；
所述高压纳滤装置的浓水出口与所述浓缩处理装置相连接，所述浓缩处理装置与所述浓缩液储存装置相连接，所述浓缩液储存装置与所述蒸发处理装置相连接；
所述高压纳滤装置的产水出口与所述第二pH调节装置相连接；
所述第二pH调节装置与所述第一反渗透装置相连接；
所述第一反渗透装置和/或第二反渗透装置均包括浓水出口和产水出口；
所述第一反渗透装置的浓水出口与所述第一pH调节装置的进水口相连接，所述第一反渗透装置的产水出口与所述第二反渗透装置相连接；
所述第二反渗透装置的浓水出口与所述第一反渗透装置的进水口相连接；所述第二反渗透装置的产水出口用于输出所述第二反渗透产水。
优选地，所述浓缩处理装置包括高压泵。
优选地，所述蒸发处理装置包括MVR蒸发器。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所提供的正极材料生产废水的处理方法，通过两次合理调节废水的pH，第一次调节pH的目的是为了改变纳滤膜表面的电荷，纳滤膜拦截二价盐(主要是硫酸根离子)，通过靠表面的负电荷和二价硫酸根离子相互排斥。通过调节pH，降低纳滤膜在废水中的负电荷量，从而降低纳滤膜对二价盐(硫酸根离子)的脱除率；第二次调节pH，主要目的是为了提高反渗透处理的拦截率，保证产水水质。
(2)本发明所提供的正极材料生产废水的处理装置，该装置适用于上述方法，并且所有设备均为常规设备，设备投资小。
（发明人：谭斌;方毓淳;金娟;黄传敏;马宏国）
