1.本发明涉及
污水处理领域，具体地，涉及一种新能源
锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法和系统。
背景技术：
2.针对硫酸钠废水处理的技术，主要针对的是煤焦油深加工过程中产生的硫酸钠废水，在该行业产生的硫酸钠废水，由于其浓度较高，且水质较为复杂，一般通过物化处理后，直接进入蒸发系统进行蒸发，如公开号为：cn106395949a的专利，在公开号为cn102491452a的专利中，提到用纳滤过滤硫酸钠废水，浓水进入蒸发器，产水再经过反渗透。但是针对新能源铝电池行业的硫酸钠废水并不适用，其原因为：
3.1、该行业硫酸钠废水水量大，年产100000吨电池级磷酸铁或
磷酸铁锂项目企业产生的硫酸钠废水水量约为20000吨每天。
4.2、硫酸钠废水经预处理后相对蒸发装置而言，硫酸钠浓度较低，浓度≤4000mg/l(4
‰
)；
5.3、但该水质中杂质较少，钙、镁离子浓度≤10mg/l，ph为中性，cod≤20mg/l，浊度≤10ntu，铁含量≤0.5mg/l.锰0.1-10mg/l，余氯0.1-0.3mg/l；该水体产水要求钠离子≤200mg/l。
6.故：直接将该废水水体进入蒸发系统，会由于硫酸钠浓度太低，导致蒸发结晶成本过高(蒸发一吨水成本约为300元左右)，需要的蒸发设备也非常大。
技术实现要素：
7.本发明旨在克服上述缺陷，提供了一种处理过程经济，能同步实现将硫酸钠废水高倍浓缩，浓缩倍数达到90％以上的回用方法和系统。
8.本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征在于：
9.废水经预处理后，依次经两次超高压处理，两次高压反渗透处理后获得回用达标水；
10.上述两次超高压处理为一级超高压处理和二级超高压处理；
11.上述两次高压反渗透处理为一级高压反渗透处理和二级高压反渗透处理；
12.其中，经上述预处理后的废水分成两部分，一部分进行一级超高压处理，另一部分进行一级高压反渗透处理；
13.经上述一级超高压处理后的浓水进行二级高压反渗透处理，产水进行回用；
14.经上述二级超高压处理后的产水进行一级高压反渗透处理，浓水进行蒸盐处理；
15.经上述一级高压反渗透处理后的浓水进行二级高压反渗透处理，产水进行回用；
16.经上述二级高压反渗透处理后的浓水进行蒸盐处理，产水分为两部分，一部分进
行一级高压反渗透处理，另一部分进行回用。
17.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征还在于：
18.上述经上述预处理后的废水，进行一级超高压处理和一级高压反渗透处理的废水体积比为3-6：1。
19.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征还在于：
20.经上述一级超高压处理后的浓水与产水的体积比为1：2.5-4。
21.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征还在于：
22.经上述二级超高压处理后的浓水与产水的体积比为1：1.5-2。
23.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征还在于：
24.经上述一级高压反渗透处理后浓水与产水的体积比为1：3-4。
25.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征还在于：
26.经上述二级高压反渗透处理后浓水与产水的体积比为1：2-2.5。
27.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征还在于：
28.经上述二级高压反渗透处理后产水进行一级高压反渗透处理和进行回用处理的体积比为2.2-4。
29.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征还在于：
30.在所述预处理工序前加入重金属捕捉剂，添加量为30-50ppm。
31.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征还在于：
32.在超高压处理前加入还原剂；
33.其中，一级超高压处理前加药量为30-50mg/l；
34.二级超高压系统前加药量为1-3ppm。
35.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征还在于：
36.在超高压系统中添加阻垢剂1-5ppm；
37.在二级超高压系统中添加阻垢剂1-2ppm；
38.在二级高压反渗透中添加阻垢剂1-5ppm。
39.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征还在于：
40.运行过程中还需定时添加1-4ppm的杀菌剂。
41.此外，基于上述方法，本发明提供了一款配套设备，即、一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用系统，其特征在于：
42.包含预处理单元、超高压处理单元和高压反渗透处理单元；
43.其中，上述预处理单元，包含预处理设备；
44.上述超高压处理单元，包含一级超高压系统和二级超高压系统；
45.上述高压反渗透处理单元，包含一级高压反渗透设备和二级高压反渗透设备；
46.上述预处理设备的出水端，具有对接一级超高压系统进水端和一级高压反渗透设备进水端的分支流体管道；
47.上述一级超高压系统的出水端，对接二级超高压系统的进水端；
48.上述二级超高压系统的出水端，对接一级高压反渗透设备的进水端；
49.上述一级高压反渗透设备的出水端，对接二级高压反渗透设备的进水端。
50.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用系统，其特征还在于：
51.还具有回用水箱；
52.上述回用水箱，具有与一级超高压系统的出水端、一级高压反渗透设备的出水端和二级高压反渗透设备的出水端对接的端口。
53.进一步地，本发明提供的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用系统，其特征还在于：
54.还具有蒸盐系统；
55.上述蒸盐系统，具有与二级超高压系统的出水端、二级高压反渗透设备的出水端对接的端口。
附图说明
56.图1.本实施例提供新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用系统的结构和工艺示意图。
具体实施方式
57.如图1所示，本实施例提供了包含预处理单元、超高压处理单元和高压反渗透处理单元；
58.其中，该预处理单元，包含预处理设备，本实施例中包含自延废水流经方向依次设置的清洗过滤器、超滤设备和保安过滤器；
59.该超高压处理单元，包含一级超高压系统和二级超高压系统；
60.该高压反渗透处理单元，包含一级高压反渗透设备和二级高压反渗透设备；
61.具体地，该预处理设备的出水端，具有对接一级超高压系统进水端和一级高压反渗透设备进水端的分支流体管道；即、对经预处理设备的废水进行分流，该分流的方式可以为在出水端设置分流器，对出水端的出水按比例分流后，分别流入一级超高压系统进水端和一级高压反渗透设备；
62.在本实施例中，约75-85％的出水进入一级超高压系统，余量进入一级高压反渗透设备；
63.该一级超高压系统的出水端分为产水出水端和浓水出水端，其中，产水出水端对接回用水箱，浓水出水端对接二级超高压系统的进水端；
64.在本实施例中，约56-68％为产水，约18-21％为浓水；
65.该二级超高压系统的出水端分为产水出水端和浓水出水端，其中，产水出水端对接一级高压反渗透设备的进水端，浓水出水端对接蒸盐系统，用于硫酸钠的浓缩；
66.在本实施例中，约65-70％为产水，约30-35％为浓水；
67.该一级高压反渗透设备的出水端分为产水出水端和浓水出水端，其中，浓水出水端对接二级高压反渗透设备的进水端，产水出水端对接回用水箱；
68.在本实施例中，约75-80％为产水，约20-25％为浓水；
69.该二级高压反渗透设备的出水端分为产水出水端和浓水出水端，其中，浓水出水端对接蒸盐系统，产水出水端具有分流机构，对该产水进行分流，一部分产水对接一级超高压系统的进水端，另一部分对接回用水箱；
70.在本实施例中，约70-75％为产水，约25-30％为浓水；
71.在本实施例中，该产水的70-80％进入回用水箱，剩余部分继续回流一级高压反渗透设备。
72.本实施例通过以下工艺，实现将硫酸钠废水高倍浓缩，浓缩倍数达到90％以上。
73.s1.废水经过自清洗过滤器、超滤预处理后，75-85％的水经过保安过滤器，直接进入超高压系统，由于该水体含盐量4000mg/l针对超高压系统来说含盐量较低，可达到75％以上的回收率，回收后，浓水中硫酸钠含量约为16000mg/l，产水硫酸钠含盐量直接＜200mg/l，达到回用水标准(钠离子≤200mg/l)；
74.该一级超高压系统，进水压力可以达到6mpa，系统不会损坏，二次超高压系统也一样，膜需要使用海水淡化膜。不能用一般苦咸水膜。
75.s2.浓缩后的25％(实际18-21％)的浓水，经过滤器过滤后，再经过二级超高压系统，再次对浓水进行浓缩，同时将产水进行二次处理进行回用，该回用系统回收率约为65％，实现超高压浓缩电导率≥45000mg/l，产水电导率约为1000mg/l左右；
76.s3.废水经预处理后15-25％的废水经过保安过滤器，与步骤2中的产水(硫酸钠含量约为1000mg/l，水量与直接进入该系统的原水差不多)进行混合，混合后水体中硫酸钠含量约为2500mg/l。再将该混合水经过一级高压反渗透系统进行浓缩，回收率约为75-80％，产水水质钠离子小于150ppm，达到回用水标准(钠离子≤200mg/l)，浓水中硫酸钠浓度约为10000-15000mg/l；
77.s4.将二级超高压系统处理后产生的浓水再经过二级高压反渗透浓缩系统进行浓缩，回收率约为70％，经浓缩后浓水中硫酸钠含量约为40000-50000之间，产水硫酸钠浓度约为500-700mg/l最终达到动态平衡的目的。根据系统运行情况，将产水部分回流到一级高压反渗透系统，部分产水进入产水罐进行回用。
78.此处的产水分配的依据为，根据进水含盐量、系统脱盐率来定。因为硫酸钠实际高于回用的标准，但是由于步骤1和步骤3产水要低于回用水标准，且水量较大，故该处进入产水罐的水约占70-80％，回流到一级高压反渗透的水约占20-30％为最佳。
79.为了提高处理效率，以及对系统寿命的维护，在本系统使用过程中需要适时的添加药剂，具体如下：
80.a.预处理前加入30-50ppm重金属捕捉剂fx660，用于降低进水中锰、铁浓度；
81.b.超高压系统前加入还原剂焦亚硫酸钠，加药量为30-50mg/l，二级超高压系统前
加入还原剂，加药量1-3ppm。
82.根据对比实验，如添加会由于铁锰含量超标导致反渗透膜被铁锰氧化，导致膜脱盐率下降，产水水质不达标，系统无法正常运行。
83.焦亚硫酸钠，在一级超高压系统添加的目的在于降低进水的orp，通过实测，加少了降不下来，orp过高也会导致膜被余氯或者金属氧化物等氧化。在二级超高压系统中可降低添加量，因已经还原过一次了。
84.c.阻垢剂使用丰信专利产品阻垢剂zhangjs810(即、一种含铁、锰水质阻垢分散剂，专利号为：cn101704588b)，该阻垢剂针对铁锰阻垢效果尤为明显。
85.其中，超高压系统阻垢剂加药量：1-5ppm，二级超高压系统加药量1-2ppm，一级高压反渗透无需加药，二级高压反渗透阻垢剂加1-5ppm，还原剂加1-2ppm
86.每套系统间歇加入杀菌剂pnt510,加药量1-4ppm，间歇加入就是加一会停掉，本实施例中采用每12小时加一次，一次加1小时，系统未出现细菌滋生情况。技术特征：
1.一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征在于：废水经预处理后，依次经两次超高压处理，两次高压反渗透处理后获得回用达标水；所述两次超高压处理为一级超高压处理和二级超高压处理；所述两次高压反渗透处理为一级高压反渗透处理和二级高压反渗透处理；其中，经所述预处理后的废水分成两部分，一部分进行一级超高压处理，另一部分进行一级高压反渗透处理；经所述一级超高压处理后的浓水进行二级高压反渗透处理，产水进行回用；经所述二级超高压处理后的产水进行一级高压反渗透处理，浓水进行蒸盐处理；经所述一级高压反渗透处理后的浓水进行二级高压反渗透处理，产水进行回用；经所述二级高压反渗透处理后的浓水进行蒸盐处理，产水分为两部分，一部分进行一级高压反渗透处理，另一部分进行回用。2.如权利要求1所述的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征在于：所述经所述预处理后的废水，进行一级超高压处理和一级高压反渗透处理的废水体积比为3-6：1；和/或。经所述一级超高压处理后的浓水与产水的体积比为1：2.5-4；和/或经所述二级超高压处理后的浓水与产水的体积比为1：1.5-2.5；和/或经所述一级高压反渗透处理后浓水与产水的体积比为1：3-4；和/或经所述二级高压反渗透处理后浓水与产水的体积比为1：2-2.5。3.如权利要求1所述的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征在于：经所述二级高压反渗透处理后产水进行一级高压反渗透处理和进行回用处理的体积比为2.2-4。4.如权利要求1所述的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征在于：在所述预处理工序前加入重金属捕捉剂，添加量为30-50ppm。5.如权利要求1所述的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征在于：在超高压处理前加入还原剂；其中，一级超高压处理前加药量为30-50mg/l；二级超高压系统前加药量为1-3ppm。6.如权利要求1所述的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征在于：在超高压系统中添加阻垢剂1-5ppm；在二级超高压系统中添加阻垢剂1-2ppm；在二级高压反渗透中添加阻垢剂1-5ppm。
7.如权利要求1所述的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法，其特征在于：运行过程中还需定时添加1-4ppm的杀菌剂。8.一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用系统，其特征在于：包含预处理单元、超高压处理单元和高压反渗透处理单元；其中，所述预处理单元，包含预处理设备；所述超高压处理单元，包含一级超高压系统和二级超高压系统；所述高压反渗透处理单元，包含一级高压反渗透设备和二级高压反渗透设备；所述预处理设备的出水端，具有对接一级超高压系统进水端和一级高压反渗透设备进水端的分支流体管道；所述一级超高压系统的出水端，对接二级超高压系统的进水端；所述二级超高压系统的出水端，对接一级高压反渗透设备的进水端；所述一级高压反渗透设备的出水端，对接二级高压反渗透设备的进水端。9.如权利要求8所述的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用系统，其特征在于：还具有回用水箱；所述回用水箱，具有与一级超高压系统的出水端、一级高压反渗透设备的出水端和二级高压反渗透设备的出水端对接的端口。10.如权利要求8所述的一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用系统，其特征在于：还具有蒸盐系统；所述蒸盐系统，具有与二级超高压系统的出水端、二级高压反渗透设备的出水端对接的端口。
技术总结
本发明提供了一种新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法和系统，其特征在于：废水经预处理后，依次经两次超高压处理，两次高压反渗透处理后获得回用达标水；两次超高压处理为一级超高压处理和二级超高压处理；两次高压反渗透处理为一级高压反渗透处理和二级高压反渗透处理；通过该处理能够实现将硫酸钠废水高倍浓缩，浓缩倍数达到90％以上。浓缩倍数达到90％以上。浓缩倍数达到90％以上。
技术研发人员：张金山 夏志先
受保护的技术使用者：上海丰信环保科技有限公司
技术研发日：2023.01.11
技术公布日：2023/4/17
声明：
“新能源锂电池行业硫酸钠废水浓缩处理及产水回用方法和系统与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：上海丰信环保科技有限公司
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2024年08月01日 ~ 03日 
