用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备的制作方法

1.本实用新型涉及磷酸铁废水处理技术领域，特别地，涉及一种用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备。


背景技术：

2.近年来，在能源危机和环境污染等问题备受关注的国际环境下，锂电池行业、市场快速升温。磷酸铁废水是锂电池正极前驱体材料磷酸铁生产过程中产生的高盐酸性无机废水。磷酸铁废水中含有大量铵根离子(nh
4+
)、磷酸根离子(po
43-)、硫酸根离子(so
42-)、氟离子(f-)及各种重金属离子(fe
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、mn
2+
、ca
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、mg
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、f-等)。该废水水量大、盐分高、重金属种类多，常规达标排放处理工艺将对环境会造成污染并形成水资源浪费，因此目前一般采用“预处理+膜浓缩+蒸发结晶”的零排放及资源化处理工艺，磷酸铁废水处理过程中产生的纯水回用于生产线，蒸发结晶产物作为副产品外售。
3.在“预处理+膜浓缩+蒸发结晶”的磷酸铁废水处理工艺中，预处理的好坏直接影响膜浓缩系统的稳定运行。目前，常采用冷却、ph调节、隔膜压滤机压滤的工艺作为磷酸铁废水，特别是其中母液的预处理工艺。该工艺中采用隔膜压滤机进行固液分离，因为隔膜压滤机为间歇运行模式，导致系统无法连续运行，一旦滤布污堵将影响磷酸铁废水处理系统达产。为解决上述问题，现有技术通常采用如中国专利202210912987.9公开的用于磷酸铁废水处理的超滤装置及预处理工艺，其采用冷却、调节、混合反应沉降、锰砂过滤的组合工艺进行磷酸铁废水的预处理。该工艺虽能解决磷酸铁废水连续运行问题，但是在采用混合反应沉降进行固液分离的过程中，污泥产量大，且铁离子(fe
3+
)、氟离子(f-)、镁离子(mg
2+
)的反应生成物呈胶体状态不易沉淀，固液分离效果差，易出现出水跑浑、锰砂过滤器板结、膜系统污堵现象，从而影响废水处理系统稳定运行。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，以解决磷酸铁废水预处理过程中因泥量大，铁离子(fe
3+
)、氟离子(f-)、镁离子(mg
2+
)的生成物固液分离效果差而导致的预处理出水跑浑、过滤器板结、膜系统污堵的技术问题。
5.根据本实用新型的一个方面，提供一种用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，包括用于对废水进行固液分离的固液分离装置、用于排出所述固液分离装置内的泥渣和/或用于回流污泥水的污泥回流装置及用于向所述固液分离装置通入反洗药剂的反洗装置，所述固液分离装置包括筒体，所述筒体内布设有过滤机构、布设于所述过滤机构下方的用于将废水沿所述筒体的周向均匀布水的中心筒及用于对所述筒体的底面进行清理的刮泥机构，所述筒体上布设有用于通入废水的进液口、用于排出清液的出液口、布设于所述筒体底端的用于排出泥渣的排泥口、用于通入污泥回流水的污泥回流口及用于通入反洗药剂的反洗进液口，所述出液口布设于所述过滤机构的上方，所述进液口及所述污泥回流口均连通至所述中心筒连。
6.进一步地，所述刮泥机构包括用于对所述筒体的底面进行清理的刮泥板及用于驱动所述刮泥板转动的驱动机构。
7.进一步地，所述污泥回流装置包括污泥泵，所述污泥泵通过回流管路分别与所述排泥口和所述污泥回流口连通，所述回流管路上布设有的回流阀及外排管，所述外排管上布设有外排阀。
8.进一步地，所述反洗装置包括反洗药箱，所述反洗药箱上布设有反洗泵，所述反洗泵通过反洗管路与所述反洗进液口连通。
9.进一步地，所述反洗装置还包括布设于所述筒体内的反洗布液器，所述反洗布液器与所述反洗进液口连通。
10.进一步地，所述筒体的底面由筒体的侧壁向中心倾斜形成泥斗，所述排泥口与所述泥斗的底端连通。
11.进一步地，所述泥斗包括用于导向泥渣的第一泥斗和用于收集泥渣的第二泥斗，所述排泥口与所述第二泥斗的底端连通。
12.进一步地，所述过滤机构包括布设于所述中心筒上方的液体整流板和布设于所述液体整流板上方的填料压板，所述液体整流板、所述筒体的侧壁及所述填料压板围合形成用于填充过滤填料的填料腔。
13.进一步地，所述过滤填料的粒径2～4mm。
14.进一步地，所述筒体内布设有位于所述过滤机构上方的出水堰槽，所述出液口与所述出水堰槽连通。
15.本实用新型具有以下有益效果：
16.本实用新型的过滤机构将筒体分隔成上部清液区和下部沉降区，磷酸铁废水经过进液口进入中心筒并通过中心筒向下部沉降区均匀布水，废水中带入的悬浮物由于过滤机构的拦截，在下部沉降区中沉淀、浓缩形成泥渣，刮泥机一方面能搅动废水形成涡流，有利于悬浮物在筒体的底部沉淀、浓缩形成泥渣，能处理悬浮物浓度高达20000mg/l的反应后废水；另一方面能防止泥斗中泥渣板结，以保证浓缩后的泥渣能顺利抵经排泥口回流或外排；在下部沉降区，回流的污泥与反应后废水中胶体状、不易沉悬浮物产生吸附、反应、共沉作用，同时通过过滤机构对反应后废水中胶体状、不易沉悬浮物的拦截、过滤作用，可使出水中悬浮物稳定低于10mg/l，能避免出水跑浑；通过反洗装置对过滤机构自动定期反洗，冲刷并溶解过滤机构上粘附的胶体状悬浮物，能避免过滤机构板结，恢复过滤机构的过滤能力，从而保证设备长时间稳定运行，提升生产效率。
17.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
18.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
19.图1是本实用新型优选实施例的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备的结构示意图；
20.图2是本实用新型优选实施例的筒体的结构示意图。
21.图例说明：
22.1、固液分离装置；11、筒体；111、进液口；112、出液口；113、泥斗；1131、第一泥斗；1132、第二泥斗；114、排泥口；115、污泥回流口；116、反洗进液口；117、第一内管；118、第二内管；12、过滤机构；121、液体整流板；122、填料压板；123、过滤填料；13、中心筒；14、刮泥机构；141、刮泥板；142、驱动机构；15、水堰槽；2、污泥回流装置；20、回流管路；21、污泥泵；22、回流阀；23、外排管；24、外排阀；3、反洗装置；31、反洗药箱；32、反洗泵；33、反洗管路；34、反洗布液器。
具体实施方式
23.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
24.如图1和图2所示，本实施例的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，包括用于对废水进行固液分离的固液分离装置1、用于排出固液分离装置1内的泥渣和/或用于回流污泥水的污泥回流装置2及用于向固液分离装置1通入反洗药剂的反洗装置3，固液分离装置1包括筒体11，筒体11内布设有沿所述筒体11径向布设的过滤机构12、布设于过滤机构12下方的用于将废水沿筒体11的周向均匀布水的中心筒13及用于防止筒体11底面上沉积的泥渣板结的刮泥机构14，筒体11上布设有用于通入废水的进液口111、用于排出清液的出液口112、布设于筒体11底端的用于排出泥渣的排泥口114、用于通入污泥回流水的污泥回流口115及用于通入反洗药剂的反洗进液口116，出液口112布设于过滤机构12的上方，进液口111及污泥回流口115均连通至中心筒13。
25.过滤机构12将筒体11分隔成上部清液区和下部沉降区，磷酸铁废水经过进液口111进入中心筒13并通过中心筒13向下部沉降区均匀布水，废水中带入的悬浮物由于过滤机构12的拦截，在下部沉降区中沉淀、浓缩形成泥渣，刮泥机14一方面能搅动废水形成涡流，有利于悬浮物在筒体11的底部沉淀、浓缩形成泥渣，能处理悬浮物浓度高达20000mg/l的反应后废水；另一方面能防止泥斗中泥渣板结，以保证浓缩后的泥渣能顺利抵经排泥口114回流或外排；在下部沉降区，回流的污泥与反应后废水中胶体状、不易沉悬浮物产生吸附、反应、共沉作用，同时通过过滤机构12对反应后废水中胶体状、不易沉悬浮物的拦截、过滤作用，可使出水中悬浮物稳定低于10mg/l，能避免出水跑浑；通过反洗装置3对过滤机构12自动定期反洗，冲刷并溶解过滤机构12上粘附的胶体状悬浮物，能避免过滤机构12板结，恢复过滤机构12的过滤能力，从而保证设备长时间稳定运行，提升生产效率。可选地，筒体11与中心筒13的轴心线重合，中心筒13的侧壁上开设有沿其径向方向设置的布水孔，以保证在筒体11内均匀布水。可选地，进液口111及污泥回流口115均布设于过滤机构12的上方，进液口111通过第一内管117与中心筒13的顶端连通，污泥回流口115通过第二内管118与中心筒13的顶端连通，能避免被过滤机构12阻挡的悬浮物沉积在第一内管117和第二内管118上。
26.本实施例中，刮泥机构14包括用于对筒体11的底面进行刮扫的刮泥板141及用于驱动刮泥板141转动的驱动机构142，能防止泥渣在筒体11的底面板结。
27.本实施例中，污泥回流装置2包括污泥泵21，污泥泵21通过回流管路20分别与排泥
口114和污泥回流口115连通，回流管路20上布设有的回流阀22及外排管23，外排管23上布设有外排阀24。进行污泥回流操作时，回流阀22打开，外排阀24关闭，在污泥泵21的作用下，排泥口114排出的泥渣通过回流管路20回流至污泥回流口115，再流经第二内管118进入中心筒13；进行泥渣外排操作时，回流阀22关闭，外排阀24打开，泥渣即可从外排管23排出；本实施例能通过回流阀22和外排阀24调节回流污泥量与外排污泥量，使泥斗113中的泥渣量保持稳定。
28.本实施例中，反洗装置3包括反洗药箱31，反洗药箱31上布设有反洗泵32，反洗泵32通过反洗管路33与反洗进液口116连通。进行反洗操作时，反洗泵32将反洗药箱31内的反洗药剂输送至筒体11内，溶解过滤机构12上粘附的胶体状悬浮物，从而恢复过滤填料层的过滤能力，使固液分离装置运行更稳定。可选地，反洗药剂采用5～10％的硫酸溶液。
29.本实施例中，反洗装置3还包括布设于筒体11内的反洗布液器34，反洗布液器34与反洗进液口116连通；反洗布液器34能用反洗药剂对过滤机构12进行冲刷，能提升反洗效果。可选地，反洗布液器34为脉冲布液器。可选地，反洗布液器34布设于过滤机构12的上方，能避免胶体状悬浮物沾附在反洗布液器34上，保证冲洗效果。
30.本实施例中，筒体11的底面由筒体11的侧壁向中心倾斜形成泥斗113，排泥口114与泥斗113的底端连通，以便于泥渣向排泥口114沉降，更有利于泥渣浓缩。可选地，刮泥机构14的转动轴与泥斗113的轴心线重合，刮泥机构14转动形成的涡流带动泥渣向泥斗113沉降、浓缩，浓缩后的泥渣经排泥口114通过污泥回流装置2定期外排。可选地，筒体11、中心筒13、刮泥机构14的转动轴及泥斗113的轴心线重合，刮泥机构14转动形成的涡流不会扰乱中心筒13布水。
31.本实施例中，泥斗113包括用于导向泥渣的第一泥斗1131和用于收集泥渣的第二泥斗1132，排泥口114与第二泥斗1132的底端连通，第二泥斗1132能收集刮泥板141刮落的第一泥斗1131上沉积的泥渣，避免泥渣一直被刮泥板141搅动而不能顺利排出。
32.本实施例中，过滤机构12包括布设于中心筒13上方的液体整流板121和布设于液体整流板121上方的填料压板122，液体整流板121、筒体11的侧壁及填料压板122围合形成用于填充过滤填料123的填料腔。通过填料压板122压紧过滤填料123，以保证过滤填料123之间的间隙均匀，液体整流板121能对废水进行导流，能避免过滤机构12局部堵塞，保证过滤效果。
33.本实施例中，过滤填料123的粒径2～4mm。可选地，过滤填料123为高分子塑料填料。
34.本实施例中，筒体11内布设有位于过滤机构12上方的出水堰槽15，出液口112与出水堰槽15连通。
35.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，其特征在于，包括用于对废水进行固液分离的固液分离装置(1)、用于排出所述固液分离装置(1)内的泥渣和/或用于回流污泥水的污泥回流装置(2)及用于向所述固液分离装置(1)通入反洗药剂的反洗装置(3)，所述固液分离装置(1)包括筒体(11)，所述筒体(11)内布设有过滤机构(12)、布设于所述过滤机构(12)下方的用于将废水沿所述筒体(11)的周向均匀布水的中心筒(13)及用于防止所述筒体(11)底面上沉积的泥渣板结的刮泥机构(14)，所述筒体(11)上布设有用于通入废水的进液口(111)、用于排出清液的出液口(112)、布设于所述筒体(11)底端的用于排出泥渣的排泥口(114)、用于通入污泥回流水的污泥回流口(115)及用于通入反洗药剂的反洗进液口(116)，所述出液口(112)布设于所述过滤机构(12)的上方，所述进液口(111)及所述污泥回流口(115)均连通至所述中心筒(13)。2.根据权利要求1所述的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，其特征在于，所述刮泥机构(14)包括用于对所述筒体(11)的底面进行刮扫的刮泥板(141)及用于驱动所述刮泥板(141)转动的驱动机构(142)。3.根据权利要求1所述的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，其特征在于，所述污泥回流装置(2)包括污泥泵(21)，所述污泥泵(21)通过回流管路(20)分别与所述排泥口(114)和所述污泥回流口(115)连通，所述回流管路(20)上布设有的回流阀(22)及外排管(23)，所述外排管(23)上布设有外排阀(24)。4.根据权利要求1所述的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，其特征在于，所述反洗装置(3)包括反洗药箱(31)，所述反洗药箱(31)上布设有反洗泵(32)，所述反洗泵(32)通过反洗管路(33)与所述反洗进液口(116)连通。5.根据权利要求4所述的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，其特征在于，所述反洗装置(3)还包括布设于所述筒体(11)内的反洗布液器(34)，所述反洗布液器(34)与所述反洗进液口(116)连通。6.根据权利要求1所述的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，其特征在于，所述筒体(11)的底面由筒体(11)的侧壁向中心倾斜形成泥斗(113)，所述排泥口(114)与所述泥斗(113)的底端连通。7.根据权利要求6所述的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，其特征在于，所述泥斗(113)包括用于导向泥渣的第一泥斗(1131)和用于收集泥渣的第二泥斗(1132)，所述排泥口(114)与所述第二泥斗(1132)的底端连通。8.根据权利要求1所述的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，其特征在于，所述过滤机构(12)包括布设于所述中心筒(13)上方的液体整流板(121)和布设于所述液体整流板(121)上方的填料压板(122)，所述液体整流板(121)、所述筒体(11)的侧壁及所述填料压板(122)围合形成用于填充过滤填料(123)的填料腔。9.根据权利要求8所述的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，其特征在于，所述过滤填料(123)的粒径2～4mm。10.根据权利要求1所述的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，其特征在于，所述筒体(11)内布设有位于所述过滤机构(12)上方的出水堰槽(15)，所述出液口(112)与所述出水堰槽(15)连通。

技术总结
本实用新型公开了一种用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备，包括固液分离装置、污泥回流装置及反洗装置，固液分离装置包括筒体，筒体内布设有过滤机构、布设于过滤机构下方的用于将废水沿筒体的周向均匀布水的中心筒及用于防止筒体底面上沉积的泥渣板结的刮泥机构，筒体上布设有用于通入废水的进液口、用于排出清液的出液口、布设于筒体底端的用于排出泥渣的排泥口、用于通入污泥回流水的污泥回流口及用于通入反洗药剂的反洗进液口，出液口布设于过滤机构的上方，进液口及污泥回流口均连通至中心筒；本实用新型的用于磷酸铁废水预处理的固液分离设备运行稳定，可处理悬浮物浓度高的反应后废水，并具有泥渣浓缩功能，出水悬浮物低。浮物低。浮物低。


技术研发人员：袁春燕 刘欢欢 王孟洋 王宏辉 李玫瑰
受保护的技术使用者：中机国际工程设计研究院有限责任公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/17