磷酸铁废水除氟系统及电池生产系统的制作方法

1.本实用新型涉及除氟技术领域，尤其涉及一种磷酸铁废水除氟系统及电池生产系统。


背景技术：

2.磷酸铁是目前理想的电池正极材料磷酸铁锂的前驱体。目前新能源市场的快速发展，对于动力电池、储能材料或设备的需求越来越大，因此对磷酸铁的需求也迅速增长。磷酸铁在生产过程中会经过合成、洗水等工艺过程，其产生的合成母液和洗水是含有不同浓度的金属离子、硫酸根离子(so42-)、磷酸根离子(po43-)的高盐无机废水，处理难度大，废水的排放会对周围的环境造成严重的破坏和影响，其中会含有一定比例的氟，根据洗水和母液的不同和各磷酸铁生产工艺的不同，一般含量在80ppm左右(不同的厂家磷酸铁废水氟含量差异较大)，为保证后端蒸发结晶工艺的稳定运行，避免设备腐蚀，需对废水进行除氟处理。
3.现有磷酸铁废水中除氟的方式多采用钙盐沉淀法，但是药剂消耗量较大，成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种磷酸铁废水除氟系统及电池生产系统，用以解决现有技术中药剂消耗量较大，成本高的缺陷，实现采用一级沉淀池进行一级除氟，二级沉淀池进行二级除氟，并在一级除氟后将一级沉淀物进行压滤排出，避免杂质对二级除氟的影响，除氟效果更好；同时可降低药剂消耗量。
5.本实用新型提供一种磷酸铁废水除氟系统，包括：
6.一级沉淀池，所述一级沉淀池的进口与废水连通，所述一级沉淀池的出口用于排放一级除氟后的一级沉淀物和一级水溶液；
7.一级压滤机，所述一级压滤机的进口与所述一级沉淀池的出口连通，所述一级压滤机的一个出口用于压滤出进入的所述一级沉淀物，所述一级压滤机的另一个出口用于排出所述一级水溶液；
8.二级沉淀池，所述二级沉淀池的进口与所述一级压滤机的另一个出口连通，用于接收所述一级水溶液；所述二级沉淀池的出口用于排放二级除氟后的二级沉淀物和二级水溶液；
9.二级压滤机，所述二级压滤机的进口与所述二级沉淀池的出口连通，所述二级压滤机的一个出口用于压滤出进入的所述二级沉淀物；所述二级压滤机的另一个出口用于排出二级水溶液。
10.根据本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统，所述一级沉淀池和所述二级沉淀池均包括ph值调节剂添加装置，用于添加氨气或氨水，使磷酸铁废水的ph值在6至7之间。
11.根据本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统，所述一级沉淀池和所述二级沉淀池均包括除氟剂添加装置，用于添加铝基除氟剂。
12.根据本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统，所述一级沉淀池和所述二级沉淀池均包括絮凝剂添加装置。
13.根据本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统，所述一级沉淀池和所述二级沉淀池均为高密度沉淀池。
14.根据本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统，所述一级压滤机和所述二级压滤机均为板框压滤机。
15.根据本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统，还包括一级压滤进料泵，所述一级压滤进料泵设置在所述一级沉淀池的出口与所述一级压滤机的进口之间。
16.根据本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统，还包括二级压滤进料泵，所述二级压滤进料泵设置在所述二级沉淀池的出口与所述二级压滤机的进口之间。
17.根据本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统，所述除氟剂添加装置内存储硫酸铝。
18.本实用新型还提供了一种电池生产系统，包括上述的磷酸铁废水除氟系统。
19.本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统，通过一级沉淀池进行一级除氟，二级沉淀池进行二级除氟，并在一级沉淀池与二级沉淀池之间设置一级压滤机，将一级沉淀物进行压滤排出，减小一级除氟后的一级沉淀物对二级沉淀池的二级除氟的影响，除氟效果更好，同时可降低除氟药剂消耗量，成本低；并在二级沉淀池除氟后通过二级压滤机进行压滤得到除氟后的合格废水。
20.进一步，在本实用新型提供的电池生产系统中，由于具备如上所述的磷酸铁废水除氟系统，因此同样具备如上所述的各种优势。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
22.图1是本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统的系统图；
23.图2是本实用新型提供的一级除氟流程图；
24.图3是本实用新型提供的二级除氟流程图。
25.附图标记：
26.100：一级沉淀池；110：一级压滤机；120：一级压滤进料泵；130：第一ph值调节剂添加装置；140：第一除氟剂添加装置；150：第一絮凝剂添加装置；101：第一进口；102：第一出口；103：第二进口；104：第二出口；105：第三出口；
27.200：二级沉淀池；210：二级压滤机；220：二级压滤进料泵；230：第二ph值调节剂添加装置；240：第二除氟剂添加装置；250：第二絮凝剂添加装置；201：第三进口；202：第四出口；203：第四进口；204：第五出口；205：第六出口。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的
附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
31.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
32.下面结合图1至图3，对本实用新型的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成限定。
33.如图1所示，本实用新型提供了一种磷酸铁废水除氟系统，具体来说，是一种在新能源电池例如磷酸铁锂电池，正极材料磷酸铁锂的前驱体磷酸铁生产过程中的废水除氟系统。包括：沿水流方向顺次连接的一级沉淀池100、一级压滤机110、二级沉淀池200和二级压滤机210。其中，一级沉淀池100的进口与废水连通，一级沉淀池100的出口用于排放一级除氟后的一级沉淀物和一级水溶液；一级压滤机110的进口与一级沉淀池100的出口连通，一级压滤机110的一个出口用于压滤出进入的一级沉淀物，一级压滤机110的另一个出口用于排出一级水溶液；二级沉淀池200的进口与一级压滤机110的另一个出口连通，用于接收一级水溶液；二级沉淀池200的出口用于排放二级除氟后的二级沉淀物和二级水溶液；二级压滤机210的进口与二级沉淀池200的出口连通，二级压滤机210的一个出口用于压滤出进入的二级沉淀物；二级压滤机210的另一个出口用于排出二级水溶液。
34.也就是说，一级处理装置包括一级沉淀池100和一级压滤机110，一级沉淀池100包括第一进口101和第一出口102，一级压滤机110包括第二进口103、第二出口104和第三出口105。第一进口101通入磷酸铁废水，第一出口102将一级除氟后的一级沉淀物和一级水溶液排入到第二进口103，进而进入到一级压滤机110中。一级压滤机110将一级沉淀物和一级水溶液分离，一级沉淀物从第三出口105排出，运输走；一级水溶液从第二出口104排出进而二
级处理装置。
35.二级处理装置包括二级沉淀池200和二级压滤机210，二级沉淀池200包括第三进口201和第四出口202，二级压滤机210包括第四进口203、第五出口204和第六出口205。从第二出口104排出的含氟的一级水溶液从第三进口201进入二级沉淀池200，在二级沉淀池200中进行二级除氟后得到二级沉淀物和二级水溶液，从第四出口202流出，从第四进口203流入二级压滤机210中，二级压滤机210将二级沉淀物从第六出口205排出运走，二级水溶液从第五出口204排出。
36.一级压滤机110能够除掉一部分的污泥沉淀，避免杂质对二级除氟的影响，除氟效果更好，同时可降低药剂消耗量。
37.继续参考图1，在本实用新型的一个实施例中，一级沉淀池100和二级沉淀池200均包括ph值调节剂添加装置，用于添加氨气或氨水，使磷酸铁废水的ph值在6至7之间。具体地，一级沉淀池100包括第一ph值调节剂添加装置130，二级沉淀池200包括第二ph值调节剂添加装置230。因磷酸铁废水初始ph值一般在1-2之间，在一级沉淀池100中，首先对磷酸铁废水添加氨水或气氨调节废水的ph值至6-7之间，为除氟创造高效合适的酸碱环境。换言之，一级除氟步骤中包括磷酸铁废水的ph值调节。
38.在本实用新型的另一个实施例中，一级沉淀池100和二级沉淀池200均包括除氟剂添加装置，用于添加铝基除氟剂。具体地，一级沉淀池100包括第一除氟剂添加装置140，二级沉淀池200包括第二除氟剂添加装置240。在本实用新型的一些实施例中，除氟剂添加装置内存储硫酸铝。具体地，添加硫酸铝药剂至磷酸铁废水中有效含量在3000ppm。
39.与现有技术相比，针对磷酸铁废水水量大，ph值低，盐量高，主要成分为硫酸铵而言，在不引入新杂质的情况下，除氟剂采用硫酸铝，采用两级除氟工艺，将磷酸铁含氟废水中的氟离子去除，降低至2.5ppm以下，避免后端蒸发结晶装置中容易造成换热设备堵塞和腐蚀，降低药剂成本。
40.在本实用新型的一个可选实施例中，一级沉淀池100和二级沉淀池200均包括絮凝剂添加装置。具体地，一级沉淀池100包括第一絮凝剂添加剂150，二级沉淀池200包括第二絮凝剂添加装置250。加入pam絮凝剂加速沉淀进程，一级沉淀池100和二级沉淀池200中静置沉淀约30min后，输送至一级压滤机110和二级压滤机210中，将沉淀压滤脱除出废水系统，滤渣外运。
41.在本实用新型的另一个可选实施例中，一级沉淀池100和二级沉淀池200均为高密度沉淀池或者斜板沉淀池，也可以采用储罐作为沉淀容器。
42.在本实用新型的其它可选实施例中，一级压滤机110和二级压滤机210均为板框压滤机，将沉淀压滤脱除出废水系统，滤渣外运。
43.进一步地，继续参考图1，在本实用新型的具体实施例中，磷酸铁废水除氟系统还包括一级压滤进料泵120，一级压滤进料泵120设置在一级沉淀池100的出口与一级压滤机110的进口之间。
44.此外，在本实用新型的一些实施例中，磷酸铁废水除氟系统还包括二级压滤进料泵220，二级压滤进料泵220设置在二级沉淀池200的出口与二级压滤机210的进口之间。
45.本实用新型还提供了一种电池生产系统，包括上述实施例的磷酸铁废水除氟系统。
46.如图2和图3所示，本实用新型的一级除氟和二级除氟的具体步骤包括：
47.一级除氟步骤包括步骤s1至s6：
48.s1：将ph值为1-2的磷酸铁废水通入一级沉淀池100中；
49.s2：向灌有磷酸铁废水的一级沉淀池100中添加氨水或气氨，调节废水的ph值至6-7之间；
50.s3：添加硫酸铝药剂至磷酸铁废水中硫酸铝药剂的有效含量在3000ppm；
51.s4：添加1ppm的pam絮凝剂，进行沉淀；
52.s5：在一级沉淀池100中静置沉淀约30min；
53.s6：输送至一级压滤机110将沉淀压滤脱除出废水系统，滤渣外运。
54.经过一级除氟沉淀脱除后，废水的氟含量会得到大幅度降低。
55.二级除氟步骤包括步骤s10至s16：
56.s10：经一级压滤机110的清液进入二级沉淀池200；
57.s11：在二级沉淀池200中，再次对压滤后清液添加氨水或氨气调节废水的ph值至6-7之间；
58.s12：添加硫酸铝药剂至废水中有效含量在2000-3000ppm；
59.s13：添加1ppm的pam絮凝剂进行沉淀；
60.s14：在二级沉淀池200中静置沉淀约30min；
61.s15：输送至二级压滤机210将沉淀压滤脱除出废水系统，滤渣外运；
62.s16：经二级压滤机210压滤后的清液输送至后续处理系统。
63.本实用新型提供的磷酸铁废水除氟系统，通过一级沉淀池100进行一级除氟，二级沉淀池200进行二级除氟，并在一级沉淀池100与二级沉淀池200之间设置一级压滤机110，将一级沉淀物进行压滤排出，减小一级除氟后的一级沉淀物对二级沉淀池200的二级除氟的影响，除氟效果更好，同时可降低除氟药剂消耗量；并在二级沉淀池200除氟后通过二级压滤机210进行压滤得到除氟后的合格废水。
64.进一步，在本实用新型提供的电池生产系统中，由于具备如上所述的磷酸铁废水除氟系统，因此同样具备如上所述的各种优势。
65.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。