一种废旧锂电池含氟浸泡废水的预处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种废旧锂电池含氟浸泡废水的预处理系统。


背景技术：

2.废旧锂电池回收利用的工艺一般分为“湿法冶金和火法冶金”，这两种工艺中都有电池预处理，而预处理过程中包含“电池浸泡”环节，电池浸泡所用的浸泡液一般为自来水或者10％氯化钠盐水，电池浸泡的作用在于可防治燃爆，以及具有放电作用。电池浸泡过程产生的废水，统称为锂电池浸泡废水(简称：浸泡废水)。锂电池在浸泡过程中，部分锂电解液中的六氟磷酸锂会溶进水相并发生分解，使水相中含有较高的氟离子(500～1000mg/l)、有机氮、有机磷、cod(1500～10000mg/l)、盐分及少量重金属等污染物，这部分废水必须处理达标后再行排放。
3.目前此类废水的预处理工艺一般是“均质+除氟(沉淀法或吸附法)+混凝沉淀+出水调值”。其中高含氟废水一般用钙盐沉淀法去除废水中的氟离子，即通过向废水中投加氢氧化钙、氯化钙等钙盐化学药品，使钙离子与氟离子反应生成氟化钙沉淀，以降低废水中的氟含量。但由于锂电池浸泡废水中含有一定量的碳酸根和硫酸根，导致在投加钙盐除氟的过程中，废水中的碳酸根和硫酸根会与钙离子结合而生成碳酸钙和硫酸钙沉淀，造成除氟的过程中系统引入了大量钙离子或含钙化合物，部分钙化合物混凝沉淀不完全进入到后续系统中，并对类似有mbr、uf、ro等深度处理的膜系统造成不可逆的无机污染，影响系统正常运行。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种废旧锂电池含氟浸泡废水的预处理系统，能够有效地降低废水中的氟离子浓度。
5.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
6.一种废旧锂电池含氟浸泡废水的预处理系统，包括通过管道依次连接的均质罐、除氟反应池、板框压滤机、ph调节池、保安过滤器、树脂罐储水罐；
7.所述除氟反应池按照废水流动方向依次包括除氟反应区、除钙反应区、混凝反应区和絮凝反应区。
8.研究表明，含氟浸泡废水中的主要污染物为氟离子(500～1000mg/l)、有机磷、cod(1500～1000mg/l)、盐分、重金属(ni、co、mn总量≤5mg/l)。
9.本实用新型通过设置依次连接的均质罐、除氟反应池、板框压滤机、保安过滤器、树脂罐、储水罐，能够对含氟废水进行有效处理，降低废水中的氟离子，并去除去氟过程中产生的钙，同时能够大幅度降低废水的cod、bod，重金属以及有机磷。
10.进一步而言，通过设置除氟反应区、除钙反应区、混凝反应区、絮凝反应区，能够有效地除氟、除钙，并进行混凝，絮凝，除去cod、bod，重金属以及有机磷。
11.更具体而言，废水首先通过均质罐均质均匀，再依次通过除氟反应区、除钙反应区、混凝反应区、絮凝反应区，从而有效地除氟、除钙，除去cod、bod，重金属以及有机磷，随后进入到板框压滤机中进行压滤，压滤后的固渣可作为制砖的原料进行二次利用，压滤后的滤液进入到ph调节池，通过加入盐酸调节ph，残留的氟化钙、碳酸钙与盐酸反应，使含钙沉淀物以钙离子的形式存在，随后进入到树脂罐中，通过树脂罐对钙离子进行吸附后，进入到储水罐中。
12.在其中一个实施例中，所述储水罐还与树脂罐通过管道形成回路。
13.需要说明的是，进入到储水罐中的水经过检测，若合格，可进入下一流程，若不合格，则通过管道回流到树脂罐中，再次经过吸附处理。
14.在其中一个实施例中，所述储水罐通过管道与水处理车间连接，所述储水罐与水处理车间连接的管道上设有阀门和水泵。经过检测合格的水，进入到水处理车间，完成本实用新型的预处理过程。
15.需要说明的是，进入到水处理车间的水，后续根据实际需求，进行更进一步的处理。
16.在其中一个实施例中，所述保安过滤器的过滤精度为5μm。
17.在其中一个实施例中，所述板框压滤机的滤布规格为200～500目。
18.在其中一个实施例中，还包括解析液循环管，所述解析液循环管与树脂罐通过管道形成回路。
19.在其中一个实施例中，还包括金属储罐，所述金属储罐通过管道与树脂罐连接。
20.在其中一个实施例中，还包括解析液储存罐，所述解析液储存罐通过管道与解析液循环罐连接，所述解析液储存罐与解析液循环罐的连接管道上设有阀门和水泵。
21.在其中一个实施例中，所述解析液储存罐中存储有质量分数为5％～10％的盐酸溶液或质量分数为10％～15％的硫酸溶液。
22.在其中一个实施例中，所述树脂罐包括第一树脂罐和第二树脂罐，所述第一树脂罐与第二树脂罐之间的连接方式为串并联结合。其中第一树脂罐作为主吸罐，第二树脂罐作为吸附保护罐，保障对钙离子的吸附效果。
23.本实用新型的有益效果在于：(1)本实用新型所述的预处理系统通过设置依次连接的均质罐、除氟反应池、板框压滤机、保安过滤器、树脂罐、储水罐，能够对含氟废水进行有效处理，降低废水中的氟离子，并去除去氟过程中产生的钙，同时能够大幅度降低废水的cod、bod，重金属以及有机磷；(2)本实用新型通过依次设置的除氟反应区、除钙反应区、混凝反应区、絮凝反应区，一方面能够避免对生化系统及管道设备的影响，另一方面该方法能有效避免预处理过程中钙盐除氟残存含钙化合物对后续膜系统的影响。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
25.图1为本实用新型所述的废旧锂电池含氟浸泡废水的预处理系统的示意图。
26.图中标记、1、均质罐；2、除氟反应区；3、除钙反应区；4、混凝反应区；5、絮凝反应区；6、板框压滤机；7、ph调节池；8、保安过滤器；9、第一树脂罐；10、第二树脂罐；11、储水罐；12、水处理车间；13、金属储罐；14、解析液循环罐；15、解析液储存罐。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
29.实施例1
30.请参阅图1，本实施例提供了一种废旧锂电池含氟浸泡废水的预处理系统，包括通过管道依次连接的均质罐1、除氟反应池、板框压滤机6、ph调节池7、保安过滤器8、树脂罐和储水罐11。
31.其中，所述除氟反应池按照废水流动方向依次包括除氟反应区2、除钙反应区3、混凝反应区4和絮凝反应区5。
32.在其中一个实施例中，所述的储水罐11还与树脂罐通过管道形成回路。
33.在其中一个实施例中，所述储水罐11通过管道与水处理车间12连接。
34.在其中一个实施例中，所述的树脂罐包括第一树脂罐9和第二树脂罐10，所述第一树脂罐与第二树脂罐并联，第一树脂罐出口连接第二树脂罐的进口管道和/或第二树脂罐的出口管道连接第一树脂罐的进口管道，二者实现串并联结合，第一树脂罐为主要吸附段，第二树脂罐作为吸附保护段，两个树脂罐采用串并联结合方式，保障对钙离子的吸附效果。
35.更具体而言，所述保安过滤器的过滤精度为5μm。
36.更具体而言，所述板框压滤机的滤布规格为200～500目。
37.更具体而言，所述第一树脂罐、第二树脂罐装有科海思ch-93盐水除钙镁螯合树脂，树脂类型为大孔径弱酸阳离子交换树脂，主体结构为大孔交联聚苯乙烯，官能团为氨甲基膦，最大交换容量能达到2.0meq/ml(h
+
)，经过微孔过滤器的废水以2bv/h～15bv/h的速度进入树脂罐，树脂吸附废水中的钙离子并达到处理要求，即ca
2+
≤5mg/l，保障后续系统稳定运行。
38.在其中一个实施例中，还包括金属储罐13、解析液循环管14、解析液储存罐15，所述解析液循环管14与树脂罐通过管道形成回路，所述金属储罐通过管道与树脂罐连接，所述解析液储存罐通过连接管道与解析液循环罐连接。
39.更具体而言，所述解析液储存罐中存储有质量分数为5％～10％的盐酸溶液或质量分数为10％～15％的硫酸溶液。
40.更具体而言，在本实用新型中，阀门和水泵在图1中已经示出，但并未对其进行附图标记。
41.进一步而言，所述的均质罐与除氟反应池连接的管道上设有水泵和阀门，所述除氟反应池和板框压滤机连接的管道上设有水泵和阀门，所述板框压滤机与ph调节池连接的管道上设有阀门，所述ph调节池与保安过滤器连接的管道上设有水泵和阀门，所述保安过滤器与树脂罐连接的管道上设有阀门，所述树脂罐与储水罐连接的管道上设有阀门，所述储水罐与水处理车间连接的管道上设有水泵和阀门，所述解析液循环管14与树脂罐连接的管道上设有水泵和阀门，所述树脂罐与金属储罐连接的管道上设有阀门，所述解析液循环罐与解析液储存罐连接的管道上设有水泵和阀门。
42.本实施例提供的废旧锂电池含氟浸泡废水的预处理系统的具体工作过程为：
43.将收集得到的废旧锂电池含氟浸泡废水加入到均质罐中，均质均匀，并调节ph至6～9，在水泵的作用下进入到除氟反应池，在水泵的作用下，废水依次经过除氟反应池的除氟反应区、除钙反应区、混凝反应区、絮凝反应区，在除氟反应区，投加质量浓度为10％的氢氧化钠溶液，其投加量为理论除氟量的1.5～2.5倍，在除钙反应区，投加质量分数为5％～10％的碳酸钠溶液，其投加量为理论投加量的1.2～1.5倍，在混凝反应区，投加铝基混凝剂，其投加量为50～200mg/l，在絮凝单元，投加阴离子型pam，其投加量为1～5mg/l；
44.在水泵的作用下，废水进入到板框压滤机，经过压滤处理后，打开阀门，废水随后进入到ph调节池，调节ph至4～6，在水泵作用下，进入到保安过滤器，进行进一步过滤处理，随后，打开阀门，进入到树脂罐，经过树脂罐的吸附，树脂吸附废水中的钙离子并达到处理要求，即ca
2+
≤5mg/l；
45.打开阀门，进入到储水罐，经过检测，合格，在水泵作用下进入到水处理车间，完成预处理；
46.在解析液储存罐中配制解析液，通过水泵泵入解析液循环槽，再泵入树脂罐对吸附饱和或吸附出水钙大于5mg/l的树脂进行循环解析，排出的解析液通过管道进入金属储槽，在解析液配制槽中再次配置新的解析液泵入树脂罐进行二次循环解析，二次循环解析排出的解析液通过管道回路储存在解析液循环槽中，将用于下一次解析。
47.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。