一种锂离子电池生产废水处理装置的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池生产技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池生产废水处理装置。

背景技术：

目前，企业中生产锂离子电池的废水来源主要为锂电池阳极生产过程中产生的清洗废水和阴极生产中产生的清洗废水。这些废水中的主要成份为钴酸锂、NMP（甲基吡咯烷酮）、碳粉等，废水量为30m³/d。锂电废水，排放为间歇性，水质变化波动较大。目前，对锂离子电池生产废水净化一种是成本较高的化学氧化、药剂电解再配合活性炭吸附、反渗透等技术处理方式，另一种则是与生活污水一起净化。但是与生活污水一起净化则净化周期就会显著延长，所以处理效率还是比较低。由此可见，如何研究出一种锂离子电池生产废水处理装置，能够专门针对锂离子电池生产废水中含有钴酸锂、NMP、碳粉这些主要物质进行净化处理，从而提高净水效率，降低净化成本，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种锂离子电池生产废水处理装置。

本实用新型一种锂离子电池生产废水处理装置，包括用于分离废水与废水中甲基吡咯烷酮的有机物分离池，所述有机物分离池底部通过管道连接有蒸馏塔，所述有机物分离池侧壁底部通过管道连接深度净水池；所述有机物分离池包括有机物分离池池体，所述有机物分离池池体侧壁开设有原始废水入口，所述有机物分离池池体顶端密封连接有池盖，所述池盖顶端开设有用于添加萃取甲基吡咯烷酮有机溶剂的药剂添加口；所述有机溶剂的密度大于水的密度，且不溶于水；萃取甲基吡咯烷酮后的有机溶剂通过管道输送至所述蒸馏塔中，所述蒸馏塔包括位于底部的加热罐和位于上端与所述加热罐相连通的回流分离塔。

所述深度净水池包括深度净水池池体，所述深度净水池池体内沿废水进口至净化水出口方向依次设有用于吸附残余有机物、钴酸锂和碳粉的活性炭过滤板、第一过滤膜、第二过滤膜和第三过滤膜；所述第一过滤膜、第二过滤膜和第三过滤膜的孔径依次减小，所述活性炭过滤板、第一过滤膜、第二过滤膜和第三过滤膜的间距依次减小；所述管道中安装有流量调节阀，所述管道中溶液的输送动力由电泵提供。

进一步地，所述第二过滤膜为超滤膜，所述第三过滤膜为纳滤膜。

进一步地，所述深度净水池中设置有反洗装置，即本实用新型具有滤膜自清洗功能。

进一步地，所述反洗装置包括反洗水箱、位于所述反洗水箱上端的反洗水排水管和位于所述反洗水箱底部与所述净化水出口的接管相连通的反洗进水管，所述反洗水排水管和反洗进水管中安装流量控制阀门。

进一步地，所述反洗排水管包括主管和多个支管，所述支管分别与所述深度净水池池体侧壁连通。

进一步地，所述回流分离塔和所述加热罐侧面设有有机溶剂出口和甲基吡咯烷酮出口。

进一步地，用于萃取废水中甲基吡咯烷酮的所述有机溶剂为四氯化碳。

进一步地，所述有机物分离池侧壁上开设有用于观察液位的透视窗，所述透视窗上通密封胶连接有增强透明玻璃板。

进一步地，用于提供废水输送动力的电泵为轴流泵。

本实用新型一种锂离子电池生产废水处理装置，与现有技术相比具有以下优点：

首先，该锂离子电池生产废水处理装置中，通过采用有机溶剂将溶于废水中的甲基吡咯烷酮成功萃取，由于有机溶剂为密度大于水的液体如四氯化碳溶液，所以其萃取完毕后处于有机物分离池底部，这样通过管道由有机物分离池底部将存萃取液快速转移至蒸馏塔中，利用有机溶剂沸点小于甲基吡咯烷酮沸点的特点，使两者顺利分离，分离后的有机溶剂可以再次用于有机物分离池的萃取工作，因为其可以循环利用，所以能够显著节约废水处理成本。

其次，因为有机溶剂不仅可以萃取甲基吡咯烷酮，还可以萃取其他有机小分子，所以同样可以通过蒸馏塔实现甲基吡咯烷酮与有机小分子的分离。由于主要的有机物已经被清除，此过程可显著降低废水毒性，并且该过程为后续通过物理吸附进行深度净化提供了有利的前提条件。

最后，该设计通过活性炭进行物理吸附，实现废水深度处理过程中的初步过滤处理，然后通过多道滤膜进行深度过滤，从而将钴酸锂、碳粉以及其它非常微小的杂质过滤掉，以达到国家安全排放标准的目的。此外，为了降低滤膜的成本，所以在深度清洗池中安装有反洗装置，且反洗水来源于处理后的净化水，因而本实用新型在降低滤膜使用成本的同时还能够有效节约水资源。

综上所述，本实用新型能够专门针对锂离子电池生产废水中含有钴酸锂、NMP、碳粉这些主要物质进行净化处理，从而提高净水效率，降低锂离子电池生产废水的净化成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中深度净化池开启顶盖后的结构示意图；

图3为本实用新型中深度净化池的右视图；

图4为本实用新型的工作原理图。

图中：1、有机物分离池，2、蒸馏塔，3、深度净水池，1.1、原始废水入口，1.2、药剂添加口，1.3、透视窗，2.1、加热罐，2.2回流分离塔，3.1、深度净水池池体，3.2、活性炭过滤板，3.3、第一过滤膜，3.4、第二过滤膜，3.5第三过滤膜，3.6、反洗水箱，3.7、反洗排水管，3.8、反洗进水管。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图1-4所示，一种锂离子电池生产废水处理装置，包括用于分离废水与废水中甲基吡咯烷酮的有机物分离池1。所述有机物分离池1底部通过管道连接有蒸馏塔2。所述有机物分离池1侧壁底部通过管道连接深度净水池3。所述有机物分离池1包括有机物分离池池体，所述有机物分离池池体侧壁开设有原始废水入口1.1。

所述有机溶剂的密度大于水的密度，且不溶于水，如四氯化碳溶液。为了避免有机溶剂挥发对外界大气造成二次污染，所以在所述有机物分离池池体顶端密封连接有池盖，所述池盖顶端开设有用于添加萃取甲基吡咯烷酮有机溶剂的药剂添加口1.2。

萃取甲基吡咯烷酮后的有机溶剂通过管道输送至所述蒸馏塔2中，所述有机物分离池1侧壁上开设有用于观察液位的透视窗1.3，所述透视窗1.3上通密封胶连接有增强透明玻璃板。这样可以使工作人员更为直观的了解有机溶剂向蒸馏塔2中的输送进度。

所述蒸馏塔2包括位于底部的加热罐2.1和位于上端与所述加热罐2.1相连通的回流分离塔2.2。所述回流分离塔2.2和所述加热罐2.1侧面设有有机溶剂出口和甲基吡咯烷酮出口。这一位置设置主要是根据四氯化碳沸点小于甲基吡咯烷酮而设计。当然，所述有机溶剂出口馏出物根据加热温度不同而分为小分子有机酯类以及四氯化碳。

由于有机物被大部分清除，所以会显著减轻后续回水处理负担。进行后续废水净化的所述深度净水池3包括深度净水池池体3.1，所述深度净水池池体3.1内沿废水进口至净化水出口方向依次设有用于吸附残余有机物、钴酸锂和碳粉的活性炭过滤板3.2、第一过滤膜3.3、第二过滤膜3.4和第三过滤膜3.5。

为了提升所述第一过滤膜3.3、第二过滤膜3.4和第三过滤膜3.5的过滤能力所以将所述第一过滤膜3.3、第二过滤膜3.4和第三过滤膜3.5的孔径依次减小。并根据杂质含量的高低而将所述活性炭过滤板3.2、第一过滤膜3.3、第二过滤膜3.4和第三过滤膜3.5的间距设计为依次减小。该设计在符合流体动力学基础上能够合理利用所述深度净水池3的内部空间。

为了使由所述深度净水池3的净水出口排出的水流具备高度净化的特点，所以将所述第二过滤膜3.4设计为超滤膜，将所述第三过滤膜3.5设计为纳滤膜。

为了节约所述第一过滤膜3.3、第二过滤膜3.4和第三过滤膜3.5的应用成本，所以在所述深度净水池3中设置有反洗装置。所述反洗装置包括反洗水箱3.6、位于所述反洗水箱3.6上端的反洗水排水管3.7和位于所述反洗水箱3.6底部与所述净化水出口的接管相连通的反洗进水管3.8，所述反洗水排水管3.7和反洗进水管3.8中安装流量控制阀门。

上述设置可以使反洗水来自废水净化水，从而能达到节约用水的目的。为了使反洗水流进入所述深度清洗池3时流速更为平稳，所以将所述反洗排水管3.7包括主管和多个支管，所述支管分别与所述深度净水池池体3.1侧壁连通。

由于废水为间歇性的，所以为了使管道中的液体输送流速可控，在所述管道中安装有流量调节阀。此外，所述管道中溶液的输送动力由电泵提供。本实施例中用于提供废水输送动力电泵为轴流泵。

这种电泵能够输送pH 值4-10的污水，适用性更强。另外，轴流泵具有双重机械密封，可靠的防止漏水，其采用专用推力轴承，结构设计合理，润滑充分，散热良好，轴承使用寿命长。最后，轴流泵还具有机泵一体化的特点，所以安装维修省时省工，进而能够达到节省成本的目的。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。