一种磷酸铁废水高压反渗透处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及废水能量回收技术领域，特别是涉及一种磷酸铁废水高压反渗透处理装置。


背景技术：

2.随着新能源汽车的大力推动，以及自然能源紧缺的大环境下，能源行业正式进入清洁能源时代，随着国内电池厂商对电池性能要求的日益提高，国内普遍认同新能源电池材料：导电材料&导电涂层铝箔/铜箔。金属交易市场，钴(co)最贵，并且存储量不多，镍(ni)、锰(mn)较便宜，而铁(fe)最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此，采用磷酸铁锂正极材料做成的锂离子电池是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。
3.目前主流生产磷酸铁锂的工艺为铵法工艺和钠法工艺。但是无论使用哪种工艺都将产生大量的磷酸铁母液废水以及洗涤废水，这些废水中最显著的成分为有较高的电导率(母液的电导率可达50000～85000μs/cm)，为处理这些磷酸铁废水，一般利用高压反渗透系统进行浓缩，可将原水的电导率浓缩3～4倍，产水满足回用标准可进行回用。但是，为了达到处理目的，高压反渗透将需要巨大的能量供应。
4.磷酸铁废水含有很高的硫酸铵/硫酸钠，处理这些磷酸铁废水往往需要很高的反渗透压，盐含量高的，最高压力可达120bar，当原水经过高压水泵打入系统后，浓水直接排放，导致剩余很多的能量被浪费，如果把这部分能量得以回用，很大程度上可以较少能量的浪费，并且系统的能量利用率得到大大的提高。现有的能量回收工艺常采用一个高压反渗透系统对原水进行浓缩，设置一个高压反渗透系统时需要将原水进水提高到高压状态才能够实现高压反渗透，因此，在对原水进行加压时需要消耗大量的能量，且效率低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种磷酸铁废水高压反渗透处理装置，以解决上述现有技术存在的问题，处理效率高、节省能量、提高产水率。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
7.本实用新型提供一种磷酸铁废水高压反渗透处理装置，包括一段高压反渗透装置、二段高压反渗透装置、段间增压泵、磷酸铁废水进水增压泵和能量回收装置；所述磷酸铁废水进水增压泵、所述一段高压反渗透装置、所述段间增压泵和所述二段高压反渗透装置通过管路依次连通，所述二段高压反渗透装置的浓水出口与所述能量回收装置的浓水入口连通，所述能量回收装置的能量回收原水出口和所述一段高压反渗透装置连通，所述能量回收装置还设置有原水进口，进入所述能量回收装置的高压浓水将能量转换到原水中。
8.优选的，所述能量回收装置具备四个口，分别为高压浓水入口、连接循环泵的高压给水出口、低压给水入口、低压浓水出口。
9.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
10.如图2为目前市面上常用的磷酸铁废水高压反渗透处理装置，采用一个高压反渗透系统来对原水进行浓缩，因此，为了满足顺利完成原水浓缩，在原水进入到高压反渗透系统之前需要对所有的原水进行增压，且增压幅度所需很大。
11.而本实用新型提供的方案中的高压反渗透为两段式设计，在一段高压反渗透装置和二段高压反渗透装置之间设置段间增压泵，一段高压反渗透装置所需的反渗透压小于二段高压反渗透装置所需的反渗透压，因此，对进入一段高压反渗透装置的原水进行适当增压即可顺利完成原水的一段浓缩，段间增压泵对一段浓缩产生的一段浓水进行增压，以使得一段浓水所具备的压力能够顺利完成二段浓缩，因一段浓水的流量远小于原水的流量，仅对一段浓水进行大幅度的增压能够大大减少所需的能量，且提高了浓缩效率，因此，本实用新型提供的方案节省了能量，使用成本更加经济。
附图说明
12.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获得其他的附图。
13.图1为本实用新型提供的磷酸铁废水高压反渗透处理装置的结构示意图；
14.图2为现有技术中常用的磷酸铁废水高压反渗透处理装置的结构示意图；
15.图中：1-一段高压反渗透装置；2-二段高压反渗透装置；3-段间增压泵；4-能量回收装置；5-磷酸铁废水进水增压泵；6-管路；
16.a：原水来水；
17.b：能量回收装置原水进水；
18.c：增压泵出水；
19.d：高压反渗透进水；
20.e：能量回收装置原水出水进高压反渗透；
21.f：一段产水；
22.g：一段浓水；
23.h：段间增压泵出水；
24.j：二段浓水进能量回收装置；
25.k：能量回收原水出水；
26.l：二段产水；
27.m：能量回收装置浓水出水。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅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做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。
29.本实用新型的目的是提供一种磷酸铁废水高压反渗透处理装置，以解决上述现有
技术存在的问题，节省能量。
30.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
31.本实用新型提供一种磷酸铁废水高压反渗透处理装置，如图1所示，包括一段高压反渗透装置1、二段高压反渗透装置2、段间增压泵3、磷酸铁废水进水增压泵5和能量回收装置4；磷酸铁废水进水增压泵5、一段高压反渗透装置1、段间增压泵3和二段高压反渗透装置2通过管路6依次连通，二段高压反渗透装置2的浓水出口与能量回收装置4的浓水入口连通，能量回收装置4的能量回收原水出口和一段高压反渗透装置1连通，能量回收装置4还设置有原水进口，进入能量回收装置4的高压浓水将能量转换到原水中。
32.图2为现有技术中常用的磷酸铁废水高压反渗透处理装置的结构示意图。
33.磷酸铁废水在高压反渗透浓缩的过程中，原水经过一段高压反渗透装置1中的膜处理后，浓水经加压进入二段高压反渗透装置2进行进一步的浓缩。二段膜的浓水中进入能量回收装置4，此能量回收装置4将浓水中携带的能量交换至原水中，能量回收的原水出水直接进入高压反渗透系统。
34.本实用新型提供的方案中的高压反渗透为两段式设计，在一段高压反渗透装置1和二段高压反渗透装置2之间设置段间增压泵3，一段高压反渗透装置1所需的反渗透压小于二段高压反渗透装置2所需的反渗透压，因此，对进入一段高压反渗透装置1的原水进行适当增压即可顺利完成原水的一段浓缩，段间增压泵3对一段浓缩产生的一段浓水进行增压，以使得一段浓水所具备的压力能够顺利完成二段浓缩，因一段浓水的流量远小于原水的流量，仅对一段浓水进行大幅度的增压能够大大减少所需的能量，因此，本实用新型提供的方案节省了能量，使用成本更加经济，经过二段高压反渗透装置2浓缩的浓水的浓度远大于一段高压反渗透装置1所产的一段浓水。
35.进一步的，能量回收装置4具备四个口，分别为高压浓水入口、连接循环泵的高压给水出口、低压给水入口、低压浓水出口。
36.能量回收装置4可以任何方向进行安装和操作。每台设备都有四个接口，分别标有hpin、hpout、lpin和lpout。
37.hpin为高压浓水入口；
38.hpout为连接循环泵的高压给水出口；
39.lpin为低压给水入口；
40.lp out为低压浓水出口；
41.系统工艺运行参数：
42.项目abcdefghjklm压力/bar2.02.062.462.462.4060.466.464.463.801.5
43.在处理磷酸铁的废水的设计中，由于水中电导率高，为了使高压反渗透系统产水指标合格，本工艺设计了较高的产水率，一段高压反渗透装置1所产的浓水进入到二段高压反渗透装置2中再浓缩。两段式高压反渗透系统即可使系统达到较高的产水率，同时降低系统的能耗。
44.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一
般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。