一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统的制作方法

本技术涉及废水处理，尤其涉及一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统。

背景技术：

1、锂电池的出现可追溯到上世纪七十年代，如今，锂电池作为一种能量密度高、循环次数多、使用寿命长的新型二级电池，被广泛应用在新能源汽车和工业储能等领域。锂电池生产过程中会产生大量高浓度阴极废水，具有高cod、高ss、可生化性极差等特点。随着锂电池产业的蓬勃发展，生产过程的废水对生态存在潜在威胁，《电池工业污染物排放标准》(gb30484-2013)中对污染物排放进行严格限制。由于锂电池阴极废水中难降解有机物浓度较高，为实现达标排放，目前处理工艺存在流程较长、投资及运行成本较高、处理后仍难以达标等问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种工艺流程简单、投资及运行成本较低且处理效果良好的用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，该系统中各处理流程均采用一体化设备，可有效节约土建成本和面积，且可根据锂电池阴极废水处理要求选择装配，能够在较短的时间内实现对废水的处理。

2、本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

3、一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，包括沿废水流向依次串联的第一混凝沉淀池、内电解+fenton一体化装置、第二混凝沉淀池、uasb一体化装置和a/o/mbr一体化装置，第一混凝沉淀池连接有用于分别向其池体内添加pac和pam的pac供料装置和pam供料装置，所述pam供料装置同时与所述第二混凝沉淀池相连以向其池体内添加pam，第二混凝沉淀池同时连接有向其池体内添加naoh的naoh供料装置。

4、所述内电解+fenton一体化装置包括第一槽体和设置在所述第一槽体内的第一隔板，所述第一隔板将第一槽体分隔成内电解反应槽和fenton反应槽，废水先流入所述内电解反应槽处理后，再流入fenton反应槽进行处理。

5、所述uasb一体化装置包括uasb反应器和设置在所述uasb反应器顶部的虹吸脉冲罐，废水经所述虹吸脉冲罐进入uasb反应器的底部，uasb反应器的中部设置有填料，uasb反应器的上部设置有出水口；所述a/o/mbr一体化装置包括第二槽体和设置在所述第二槽体内的第二隔板，所述第二隔板将第二槽体分隔成缺氧区和mbr膜好氧区，废水先流入所述缺氧区处理后，再流入mbr膜好氧区进行处理。

6、进一步地，所述第一混凝沉淀池和第二混凝沉淀池具有相同的结构，均在池体的上部设置竖向的第三隔板，所述第三隔板将池体的上部空间分隔成混凝絮凝区和斜板填料区，池体的底部设置有排泥口，池体的进水口设置在所述混凝絮凝区，混凝絮凝区上还设置有用于添加药剂的加药口，pac供料装置、pam供料装置、naoh供料装置均与加药口相连，池体的出水口设置在所述斜板填料区，斜板填料区设置有斜板填料，废水由池体的进水口首先进入混凝絮凝区，并在混凝絮凝区中与药剂反应后再流入池体的下部，最后经所述斜板填料区流出。

7、进一步地，所述斜板填料的倾斜角度为40-60°，第一混凝沉淀池和第二混凝沉淀池的池体底部呈斗型。

8、进一步地，所述内电解反应槽的底部设置有第一曝气管，所述第一曝气管连接有第一鼓风机，内电解反应槽的中部设置有填料支架，所述填料支架中充填有内电解填料层，内电解反应槽的上部设置有用于检测废水ph的ph探头，内电解反应槽还连接有硫酸供料装置，用于向反应槽内添加硫酸，以调节废水的ph。

9、进一步地，所述填料支架由碳钢板制成，碳钢板上均布有过水孔，所述内电解填料层的体积占内电解反应槽总体积的1/3-2/3。

10、进一步地，所述fenton反应槽内安装有潜水泵和搅拌器，所述潜水泵用于将废水由内电解反应槽的顶部泵入fenton反应槽中，所述搅拌器用于槽内废水与药液的混合反应，fenton反应槽还连接有双氧水供料装置，用于向反应槽内添加双氧水。

11、进一步地，所述虹吸脉冲罐包括罐体、虹吸罩、虹吸管和导气管，所述罐体固定在uasb反应器的顶部，罐体的进水口设置在罐体的上部，所述虹吸管的一端穿过罐体的底部后伸入uasb反应器中，另一端伸出于罐体中，所述虹吸罩位于罐体内并倒扣在伸出于罐体的虹吸管的上方，所述导气管的一端伸入虹吸罩内，另一端伸出虹吸罩外且位于罐体内，罐体的顶部还设置有排气孔。

12、进一步地，所述uasb反应器中设置有布水井，所述布水井的一端与虹吸脉冲罐的出水端相连，另一端延伸至uasb反应器的底部并连接有布水管，所述布水管上设置有开口朝下的布水孔；uasb反应器中部的所述填料为第一弹性填料，uasb反应器内位于所述第一弹性填料的上方位置处设置有第一出水管，所述第一出水管连接uasb反应器上的所述出水口，uasb反应器的顶部设置有排气口。

13、进一步地，所述缺氧区内设置有竖向排列的第二弹性填料，所述mbr膜好氧区的底部设置有第二曝气管，所述第二曝气管连接有第二鼓风机，第二曝气管的上方安装有mbr膜组件，mbr膜好氧区的上部设置有与mbr膜组件相连的第二出水管。

14、进一步地，所述缺氧区与mbr膜好氧区之间设置有曝泥管，所述曝泥管的一端延伸至缺氧区内第二弹性填料的上方，另一端延伸至mbr膜好氧区的底部并与所述第二曝气管相连。

15、本实用新型以第一混凝沉淀池、内电解+fenton一体化装置、第二混凝沉淀池、uasb一体化装置和a/o/mbr一体化装置为废水的主要处理单元，内电解+fenton一体化装置可将废水中难降解有机物断链成小分子，混凝沉淀后的上清液进入uasb进一步厌氧消化降低有机物浓度，a/o/mbr一体化装置可同步去除氨氮、cod和总磷，将电解、高级氧化与生化处理相结合，对cod浓度高达数万的废水有着较好的处理效果，实现废水达标排放；且相对于现有高浓度废水的处理工艺，流程更短，投资成本更低，且各工艺段由一体化装置组成，可以缩短工期，节约土建成本，且方便检修及更换零件。

16、内电解与fenton结合，可有效利用内电解过程中产生的亚铁离子，节约后续fenton工艺的加药成本，且fenton过程中产生的氢氧化铁在混凝沉淀阶段可以节约混凝剂的投加。uasb反应器中设置弹性填料可以有效提高反应器内微生物浓度，缩短厌氧反应器驯化时间，且填料可以有效分离随水流上升的污泥，代替了三相分离器，缩小反应器体积。a/o/mbr一体化装置中集合缺氧和好氧区，实现对氮磷污染物的同步去除，将mbr膜组件设置在好氧区可以有效减少反应器体积，提高土地利用率。

技术特征：

1.一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，其特征在于，包括沿废水流向依次串联的第一混凝沉淀池、内电解+fenton一体化装置、第二混凝沉淀池、uasb一体化装置和a/o/mbr一体化装置，所述第一混凝沉淀池连接有用于分别向其池体内添加pac和pam的pac供料装置和pam供料装置，所述pam供料装置同时与所述第二混凝沉淀池相连以向其池体内添加pam，第二混凝沉淀池同时连接有向其池体内添加naoh的naoh供料装置；所述内电解+fenton一体化装置包括第一槽体和设置在所述第一槽体内的第一隔板，所述第一隔板将第一槽体分隔成内电解反应槽和fenton反应槽，废水先流入所述内电解反应槽处理后，再流入fenton反应槽进行处理；所述uasb一体化装置包括uasb反应器和设置在所述uasb反应器顶部的虹吸脉冲罐，废水经所述虹吸脉冲罐进入uasb反应器的底部，uasb反应器的中部设置有填料，uasb反应器的上部设置有出水口；所述a/o/mbr一体化装置包括第二槽体和设置在所述第二槽体内的第二隔板，所述第二隔板将第二槽体分隔成缺氧区和mbr膜好氧区，废水先流入所述缺氧区处理后，再流入mbr膜好氧区进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，其特征在于，所述第一混凝沉淀池和第二混凝沉淀池具有相同的结构，均在池体的上部设置竖向的第三隔板，所述第三隔板将池体的上部空间分隔成混凝絮凝区和斜板填料区，池体的底部设置有排泥口，池体的进水口设置在所述混凝絮凝区，混凝絮凝区上还设置有用于添加药品的加药口，池体的出水口设置在所述斜板填料区，斜板填料区设置有斜板填料，废水由池体的进水口首先进入混凝絮凝区，并在混凝絮凝区中与药剂反应后再流入池体的下部，最后经所述斜板填料区流出。

3.根据权利要求2所述的一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，其特征在于，所述斜板填料的倾斜角度为40-60°，第一混凝沉淀池和第二混凝沉淀池的池体底部呈斗型。

4.根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，其特征在于，所述内电解反应槽的底部设置有第一曝气管，所述第一曝气管连接有第一鼓风机，内电解反应槽的中部设置有填料支架，所述填料支架中充填有内电解填料层，内电解反应槽的上部设置有用于检测废水ph的ph探头，内电解反应槽还连接有硫酸供料装置，用于向反应槽内添加硫酸，以调节废水的ph。

5.根据权利要求4所述的一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，其特征在于，所述填料支架由碳钢板制成，碳钢板上均布有过水孔，所述内电解填料层的体积占内电解反应槽总体积的1/3-2/3。

6.根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，其特征在于，所述fenton反应槽内安装有潜水泵和搅拌器，所述潜水泵用于将废水由内电解反应槽的顶部泵入fenton反应槽中，所述搅拌器用于槽内废水与药液的混合反应，fenton反应槽还连接有双氧水供料装置，用于向反应槽内添加双氧水。

7.根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，其特征在于，所述虹吸脉冲罐包括罐体、虹吸罩、虹吸管和导气管，所述罐体固定在uasb反应器的顶部，罐体的进水口设置在罐体的上部，所述虹吸管的一端穿过罐体的底部后伸入uasb反应器中，另一端伸出于罐体中，所述虹吸罩倒扣在伸出于罐体的虹吸管的上方，所述导气管的一端伸入虹吸罩内，另一端伸出虹吸罩外且位于罐体内，罐体的顶部还设置有排气孔。

8.根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，其特征在于，所述uasb反应器中设置有布水井，所述布水井的一端与虹吸脉冲罐的出水端相连，另一端延伸至uasb反应器的底部并连接有布水管，所述布水管上设置有开口朝下的布水孔；uasb反应器中部的所述填料为第一弹性填料，uasb反应器内位于所述第一弹性填料的上方位置处设置有第一出水管，所述第一出水管连接uasb反应器上的所述出水口，uasb反应器的顶部设置有排气口。

9.根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，其特征在于，所述缺氧区内设置有竖向排列的第二弹性填料，所述mbr膜好氧区的底部设置有第二曝气管，所述第二曝气管连接有第二鼓风机，第二曝气管的上方安装有mbr膜组件，mbr膜好氧区的上部设置有与mbr膜组件相连的第二出水管。

10.根据权利要求9所述的一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，其特征在于，所述缺氧区与mbr膜好氧区之间设置有曝泥管，所述曝泥管的一端延伸至缺氧区内第二弹性填料的上方，另一端延伸至mbr膜好氧区的底部并与所述第二曝气管相连。

技术总结一种用于处理高浓度锂电池阴极废水的耦合系统，包括依次串联的第一混凝沉淀池、内电解+Fenton一体化装置、第二混凝沉淀池、UASB一体化装置和A/O/MBR一体化装置，第一混凝沉淀池连接有PAC供料装置和PAM供料装置，第二混凝沉淀池连接有PAC供料装置和NaOH供料装置，内电解+Fenton一体化装置通过第一隔板分隔成内电解反应槽和Fenton反应槽，UASB一体化装置包括UASB反应器和顶部的虹吸脉冲罐，UASB反应器的中部设置有填料，UASB反应器的上部设置有出水口，A/O/MBR一体化装置通过第二隔板分隔成缺氧区和MBR膜好氧区。本技术对COD浓度高达数万的废水有着较好的处理效果，且流程短，投资成本低，各工艺段由一体化装置组成，可缩短工期，节约土建成本，方便检修及更换零件。技术研发人员：陈国辉,洪清纯,吴芷静,陈金群受保护的技术使用者：广东粤康环保股份有限公司技术研发日：20231201技术公布日：2024/8/16