一种三元前躯体废水处理方法与流程

1.本发明涉及三元前驱体废水处理技术领域，具体是一种三元前躯体废水处理方法。


背景技术：

2.三元前驱体(镍钴锰三元氧化物)是新型动力电池的正极材料，其生产过程如下：1、将在硫酸镍溶液、硫酸钴溶液中加入适量的硫酸锰和纯水，按ni:co:mn为5：2：3的比例调制成镍钴锰三元溶液；2、在镍钴锰三元溶液中加入氨水和氢氧化钠，在氨水作为络合剂存在的条件下，三元溶液与氢氧化钠进行反应沉淀。经过离心分离后沉淀物为镍钴锰三元前驱体，液体为三元母液。离心机的沉淀物经过洗涤(洗涤水称为三元洗水)、干燥、筛分除铁后，成为三元前驱体产品。
3.三元母液及三元洗水是三元前驱体生产过程中的主要废水来源，主要成分为硫酸钠，含有少量的硫酸铵及微量的镍、钴、锰离子等重金属。针对此废水进行资源回收处理、废水达标排放处理，我们提出了一种三元前躯体废水处理方法来解决上述所提到的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种三元前躯体废水处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种三元前躯体废水处理方法，所述三元前驱体废水包括三元洗水与三元母液，包括以下步骤：
7.步骤一：三元洗水经过膜前安保过滤装置粗过滤后进入膜处理装置，膜分离后的淡水进入回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合；
8.步骤二：三元母液池的废水，经过泵作用打入除重装置进行去除重金属，除重后的废水进入到脱氨装置进行脱氨处理；
9.步骤三：脱氨后的物料，进入蒸发器装置进行蒸发，蒸发后的冷凝水进入到冷凝水膜处理装置，膜分离后的产水进入到回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合；
10.步骤四：蒸发后的废水达到适当浓度后，进入到离心分离装置进行固液分离，由于除重装置及脱氨装置均无法100％将重金属及氨从废水中去除，故在蒸发浓缩的过程中，此类杂质会不断的在离心母液中富集，根据母液中杂质的富集程度来判断是否需要将离心母液重新打回到三元母液池，再次进行除重脱氨处理，提高三元前驱体废水处理的质量。
11.作为本发明进一步的方案：所述除重装置包含物化沉淀与树脂吸附两种方法。
12.作为本发明进一步的方案：所述除重装置分离后的重金属通过重金属回收装置进行回收使用。
13.作为本发明进一步的方案：所述脱氨装置为多相临界膜脱氨单元，所述脱氨装置
进行脱氨处理，产出的氨水进入到氨水收集罐进行回收使用。
14.作为本发明进一步的方案：所述蒸发器装置包含mvr、tvr、单效、多效多种蒸发方式。
15.作为本发明进一步的方案：所述蒸发后的废水达到适当浓度后，进入到离心分离装置进行固液分离，分离出的固相为硫酸钠产品，离心后的母液为饱和硫酸钠溶液。
16.作为本发明进一步的方案：所述硫酸钠产品为无水硫酸钠或十水硫酸钠。
17.作为本发明进一步的方案：所述离心后的饱和硫酸钠溶液通过母液收集罐进行回收，然后通过泵的作用重新回到蒸发器装置进行蒸发浓缩。
18.作为本发明进一步的方案：所述蒸发器装置蒸发时的温度为98-110℃。
19.作为本发明再进一步的方案：所述除重步骤的除重比率在88％以上。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该三元前躯体废水处理方法，三元洗水经过膜装置浓缩后，浓水与三元母液混合，经过除重金属脱氨后，进入蒸发装置进行蒸发结晶，然后进入到固液分离装置进行固液分离，产出的结晶盐为硫酸钠产品，能够做到重金属回收使用、氨水回收使用、水质达标排放、盐类作为副产品生产。
附图说明
21.图1为本发明中三元前驱体废水处理方法的结构示意图。
22.图2为本发明中三元前驱体废水处理方法的流程示意图。
具体实施方式
23.实施例1
24.在一个实施例中，如图1-图2所示，一种三元前躯体废水处理方法，三元前驱体废水包括三元洗水与三元母液，其特征在于，包括以下步骤：
25.步骤一：三元洗水经过膜前安保过滤装置粗过滤后进入膜处理装置，膜分离后的淡水进入回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合；
26.步骤二：三元母液池的废水，经过泵作用打入除重装置进行去除重金属，除重后的废水进入到脱氨装置进行脱氨处理；
27.步骤三：脱氨后的物料，进入蒸发器装置进行蒸发，蒸发器装置蒸发时的温度为98℃，蒸发后的冷凝水进入到冷凝水膜处理装置，膜分离后的产水进入到回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合；
28.步骤四：蒸发后的废水达到适当浓度后，进入到离心分离装置进行固液分离，由于除重装置及脱氨装置均无法100％将重金属及氨从废水中去除，故在蒸发浓缩的过程中，此类杂质会不断的在离心母液中富集，根据母液中杂质的富集程度来判断是否需要将离心母液重新打回到三元母液池，再次进行除重脱氨处理，提高三元前驱体废水处理的质量。
29.一般三元前驱体废水中的母液与洗水水质不同，洗水中氨氮和总盐量均较低，若直接将洗水和母液混合后进行汽提脱氨，则脱氨废水处理量大，投资成本高，运行能耗大，而且会加重后继蒸发器装置的负担，而采用膜前安保过滤装置粗过滤后进入膜处理装置，则汽提蒸氨废水处理量减少2/3，膜分离后的淡水进入回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合，可大大降低生产运行成本。
30.除重装置包含物化沉淀与树脂吸附两种方法；除重装置分离后的重金属通过重金属回收装置进行回收使用；
31.物化沉淀按水中悬浮物的高低以及悬浮颗粒的可沉性能分为四种类型：自由沉淀：离散性颗粒，沉速不变；絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉速增大；拥挤沉淀：又称分层或区域沉淀，颗粒浓度较高，沉淀中相互干扰，挤成一团，出现分层；压缩沉淀：颗粒浓度很高，相互接触，相互支撑，挤成团块状结构。
32.吸附树脂指的是一类高分子聚合物，可用于除去废水中的有机物，糖液脱色，天然产物和生物化学制品的分离与精制等，吸附树脂品种很多,单体的变化和单体上官能团的变化可赋予树脂各种特殊的性能，常用的有聚苯乙烯树脂和聚丙烯酸酯树脂等高分子聚合物，吸附树脂是以吸附为特点，具有多孔立体结构的树脂吸附剂；吸附树脂广泛用于废水处理、药剂分离和提纯，用作化学反应催化剂的载体，气体色谱分析及凝胶渗透色谱分子量分级柱的填料，其特点是容易再生，可以反复使用，如配合阴、阳离子交换树脂，可以达到极高的分离净化水平。
33.脱氨装置为多相临界膜脱氨单元，脱氨装置进行脱氨处理，产出的氨水进入到氨水收集罐进行回收使用；
34.蒸发器装置包含mvr、tvr、单效、多效多种蒸发方式；蒸发后的废水达到适当浓度后，进入到离心分离装置进行固液分离，分离出的固相为硫酸钠产品，离心后的母液为饱和硫酸钠溶液；硫酸钠产品为无水硫酸钠或十水硫酸钠；
35.mvr蒸发器是机械式蒸汽再压缩技术的简称，是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，经蒸汽压缩机压缩做功，提升二次蒸汽的热焓，导进冷却塔，冷却塔的冷却水循环预热物料；tvr蒸发器相对于直接排放二次蒸汽的系统来说有所改进，它利用喷射式热泵来回收部分二次蒸汽；单效蒸发是蒸发操作的一种，单效蒸发特点是所产生的二次蒸汽不用来使物料进一步蒸发，只是单台设备的蒸发，对于单效蒸发，在给定生产任务和确定了操作条件后，通常需要计算水分蒸发量、加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积；多效蒸发是将前效的二次蒸汽作为下一效加热蒸汽的串联蒸发操作，在多效蒸发中，各效的操作压力、相应的加热蒸汽温度与溶液沸点依次降低。
36.离心后的饱和硫酸钠溶液通过母液收集罐进行回收，然后通过泵的作用重新回到蒸发器装置进行蒸发浓缩；除重步骤的除重比率在88％以上。
37.实施例2
38.在一个实施例中，如图1-图2所示，一种三元前躯体废水处理方法，三元前驱体废水包括三元洗水与三元母液，其特征在于，包括以下步骤：
39.步骤一：三元洗水经过膜前安保过滤装置粗过滤后进入膜处理装置，膜分离后的淡水进入回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合；
40.步骤二：三元母液池的废水，经过泵作用打入除重装置进行去除重金属，除重后的废水进入到脱氨装置进行脱氨处理；
41.步骤三：脱氨后的物料，进入蒸发器装置进行蒸发，蒸发器装置蒸发时的温度为110℃，蒸发后的冷凝水进入到冷凝水膜处理装置，膜分离后的产水进入到回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合；
42.步骤四：蒸发后的废水达到适当浓度后，进入到离心分离装置进行固液分离，由于
除重装置及脱氨装置均无法100％将重金属及氨从废水中去除，故在蒸发浓缩的过程中，此类杂质会不断的在离心母液中富集，根据母液中杂质的富集程度来判断是否需要将离心母液重新打回到三元母液池，再次进行除重脱氨处理，提高三元前驱体废水处理的质量。
43.一般三元前驱体废水中的母液与洗水水质不同，洗水中氨氮和总盐量均较低，若直接将洗水和母液混合后进行汽提脱氨，则脱氨废水处理量大，投资成本高，运行能耗大，而且会加重后继蒸发器装置的负担，而采用膜前安保过滤装置粗过滤后进入膜处理装置，则汽提蒸氨废水处理量减少2/3，膜分离后的淡水进入回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合，可大大降低生产运行成本。
44.除重装置包含物化沉淀与树脂吸附两种方法；除重装置分离后的重金属通过重金属回收装置进行回收使用；
45.物化沉淀按水中悬浮物的高低以及悬浮颗粒的可沉性能分为四种类型：自由沉淀：离散性颗粒，沉速不变；絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉速增大；拥挤沉淀：又称分层或区域沉淀，颗粒浓度较高，沉淀中相互干扰，挤成一团，出现分层；压缩沉淀：颗粒浓度很高，相互接触，相互支撑，挤成团块状结构。
46.吸附树脂指的是一类高分子聚合物，可用于除去废水中的有机物，糖液脱色，天然产物和生物化学制品的分离与精制等，吸附树脂品种很多,单体的变化和单体上官能团的变化可赋予树脂各种特殊的性能，常用的有聚苯乙烯树脂和聚丙烯酸酯树脂等高分子聚合物，吸附树脂是以吸附为特点，具有多孔立体结构的树脂吸附剂；吸附树脂广泛用于废水处理、药剂分离和提纯，用作化学反应催化剂的载体，气体色谱分析及凝胶渗透色谱分子量分级柱的填料，其特点是容易再生，可以反复使用，如配合阴、阳离子交换树脂，可以达到极高的分离净化水平。
47.脱氨装置为多相临界膜脱氨单元，脱氨装置进行脱氨处理，产出的氨水进入到氨水收集罐进行回收使用；
48.蒸发器装置包含mvr、tvr、单效、多效多种蒸发方式；蒸发后的废水达到适当浓度后，进入到离心分离装置进行固液分离，分离出的固相为硫酸钠产品，离心后的母液为饱和硫酸钠溶液；硫酸钠产品为无水硫酸钠或十水硫酸钠；
49.mvr蒸发器是机械式蒸汽再压缩技术的简称，是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，经蒸汽压缩机压缩做功，提升二次蒸汽的热焓，导进冷却塔，冷却塔的冷却水循环预热物料；tvr蒸发器相对于直接排放二次蒸汽的系统来说有所改进，它利用喷射式热泵来回收部分二次蒸汽；单效蒸发是蒸发操作的一种，单效蒸发特点是所产生的二次蒸汽不用来使物料进一步蒸发，只是单台设备的蒸发，对于单效蒸发，在给定生产任务和确定了操作条件后，通常需要计算水分蒸发量、加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积；多效蒸发是将前效的二次蒸汽作为下一效加热蒸汽的串联蒸发操作，在多效蒸发中，各效的操作压力、相应的加热蒸汽温度与溶液沸点依次降低。
50.离心后的饱和硫酸钠溶液通过母液收集罐进行回收，然后通过泵的作用重新回到蒸发器装置进行蒸发浓缩；除重步骤的除重比率在88％以上。
51.综上所述，该三元前躯体废水处理方法，三元洗水经过膜装置浓缩后，浓水与三元母液混合，经过除重金属脱氨后，进入蒸发装置进行蒸发结晶，然后进入到固液分离装置进行固液分离，产出的结晶盐为硫酸钠产品，能够做到重金属回收使用、氨水回收使用、水质
达标排放、盐类作为副产品生产。
52.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种三元前躯体废水处理方法，所述三元前驱体废水包括三元洗水与三元母液，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：三元洗水经过膜前安保过滤装置粗过滤后进入膜处理装置，膜分离后的淡水进入回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合；步骤二：三元母液池的废水，经过泵作用打入除重装置进行去除重金属，除重后的废水进入到脱氨装置进行脱氨处理；步骤三：脱氨后的物料，进入蒸发器装置进行蒸发，蒸发后的冷凝水进入到冷凝水膜处理装置，膜分离后的产水进入到回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合；步骤四：蒸发后的废水达到适当浓度后，进入到离心分离装置进行固液分离，由于除重装置及脱氨装置均无法100％将重金属及氨从废水中去除，故在蒸发浓缩的过程中，此类杂质会不断的在离心母液中富集，根据母液中杂质的富集程度来判断是否需要将离心母液重新打回到三元母液池，再次进行除重脱氨处理，提高三元前驱体废水处理的质量。2.根据权利要求1所述的一种三元前躯体废水处理方法，其特征在于，所述除重装置包含物化沉淀与树脂吸附两种方法。3.根据权利要求1所述的一种三元前躯体废水处理方法，其特征在于，所述除重装置分离后的重金属通过重金属回收装置进行回收使用。4.根据权利要求1所述的一种三元前躯体废水处理方法，其特征在于，所述脱氨装置为多相临界膜脱氨单元，所述脱氨装置进行脱氨处理，产出的氨水进入到氨水收集罐进行回收使用。5.根据权利要求1所述的一种三元前躯体废水处理方法，其特征在于，所述蒸发器装置包含mvr、tvr、单效、多效多种蒸发方式。6.根据权利要求1所述的一种三元前躯体废水处理方法，其特征在于，所述蒸发后的废水达到适当浓度后，进入到离心分离装置进行固液分离，分离出的固相为硫酸钠产品，离心后的母液为饱和硫酸钠溶液。7.根据权利要求6所述的一种三元前躯体废水处理方法，其特征在于，所述硫酸钠产品为无水硫酸钠或十水硫酸钠。8.根据权利要求6所述的一种三元前躯体废水处理方法，其特征在于，所述离心后的饱和硫酸钠溶液通过母液收集罐进行回收，然后通过泵的作用重新回到蒸发器装置进行蒸发浓缩。9.根据权利要求1所述的一种三元前躯体废水处理方法，其特征在于，所述蒸发器装置蒸发时的温度为98-110℃。10.根据权利要求1所述的一种三元前躯体废水处理方法，其特征在于，所述除重步骤的除重比率在88％以上。

技术总结
本发明公开了一种三元前躯体废水处理方法，包括以下步骤：步骤一：三元洗水经过膜前安保过滤装置粗过滤后进入膜处理装置；步骤二：三元母液池的废水进行去除重金属，除重后的废水进入到脱氨装置进行脱氨处理；步骤三：脱氨后的物料，进入蒸发器装置进行蒸发，蒸发后的冷凝水进入到冷凝水膜处理装置，膜分离后的产水进入到回用水池，膜分离后的浓水进入三元母液池与三元母液混合；步骤四：蒸发后的废水达到适当浓度后，进入到离心分离装置进行固液分离，根据母液中杂质的富集程度来判断是否需要将离心母液重新打回到三元母液池，再次进行除重脱氨处理；能够做到重金属回收使用、氨水回收使用、水质达标排放、盐类作为副产品生产。盐类作为副产品生产。盐类作为副产品生产。


技术研发人员：黎锋 毕永锐 蔡耿林 张乃元 李日魏
受保护的技术使用者：广州市心德实业有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/18