本实用新型涉及
石墨烯生产领域，具体涉及石墨烯生产废水处理系统。
背景技术：
石墨烯作为一种超级材料，被广泛应用于各个领域。当前工业生产主要采用氧化还原法，产品生产过程会产生大量的废水。氧化还原法生产石墨烯原料主要为硫酸、高锰酸钾和双氧水等，最终生产废水中含有大量的硫酸与硫酸盐，主要为硫酸钠和硫酸锰，如不进行处理会对周围环境产生极大的危害。同时石墨烯生产废水中会存留的少量氧化石墨烯。当前石墨烯的环境风险还处于研究考察阶段，排放到环境中的氧化石墨烯会不会吸附到动植物上进而对人体产生危害还没有定论，但面对人类生存环境的大问题，我们要有一定的前瞻性。目前对于石墨烯生产废水的处理工艺较少，高效处理及回收石墨烯生产废水的工艺是石墨烯产业化顺利前行的保证。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本实用新型提出了石墨烯生产废水处理系统，以达到保证石墨烯生产废水的零排放和保证石墨烯生产废水高效回收利用的目的。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种石墨烯生产废水处理系统，包含有预处理单元、过滤单元和蒸发结晶单元，所述预处理单元、过滤单元和蒸发结晶单元依次连接；
所述预处理单元包含有集水池、预处理池和中间水池，所述细砂滤器、保安过滤器和反渗透器依次连接，所述细砂滤器与所述中间水池相连接；
所述过滤单元保护那有细砂滤器、保安过滤器和反渗透器，所述细砂滤器、保安过滤器、反渗透器和集水池依次连接，所述细砂滤器与所述中间水池相连接；
所述蒸发结晶单元包括PH调节池、硫酸钠蒸发结晶器和硫酸锰蒸发结晶器，所述PH调节池、硫酸钠蒸发结晶器和硫酸锰蒸发结晶器依次连接，所述PH调节池与所述反渗透器连接。
本实用新型通过预处理池将硫酸转为可利用硫酸盐，利用细砂滤器和保安过滤器去除部分氧化石墨烯；利用反渗透器进行反渗透工艺将废水收缩，产水回收；浓缩废水进行分 段蒸发结晶分离，得到工业级硫酸钠与硫酸锰，经反渗透的浓缩废水大大减少了蒸发浓缩结晶所需要的蒸汽耗，分段蒸发结晶过程蒸汽可多次利用；达到保证石墨烯生产废水的零排放和保证石墨烯生产废水高效回收利用的目的。
作为优选的，所述集水池上还连接有细格栅，所述细格栅与外部废水源连接。
作为优选的，所述集水池和预处理池之间还设有水质调节池。利用细格栅去除大悬浮物，利用水质调节池对水质进行调节，减轻后续生产废水的处理压力。
所述中间水池上连接有微絮凝器。利用微絮凝器使氧化石墨烯团聚絮形成大尺寸微絮粒，便于处理。
作为优选的，所述PH调节池连接有加碱泵，所述加碱泵连接有控制终端。
作为优选的，所述PH调节池与所述硫酸钠蒸发结晶器之间还设有储水池。
作为优选的，所述预处理池包含涂有池体，所述池体内由上而下依次设有清水区、一级石灰石滤料层、二级石灰石滤料层、鹅卵石层和沉淀斗，所述鹅卵石层通过网状承托架固定在池体上，所述承托架下方设有空气支管，所述池体内还设有进水管、气提管和出水管，所述进水管将外部废水引流进鹅卵石层，所述出水管将清水区的处理后液体引出，所述气提管将沉淀斗中沉淀物引出所述池体外部。
本实用新型具有如下优点：
1.本实用新型通过预处理池将硫酸转为可利用硫酸盐，利用细砂滤器和保安过滤器去除部分氧化石墨烯；利用反渗透器进行反渗透工艺将废水收缩，产水回收；浓缩废水进行分段蒸发结晶分离，得到工业级硫酸钠与硫酸锰，经反渗透的浓缩废水大大减少了蒸发浓缩结晶所需要的蒸汽耗，分段蒸发结晶过程蒸汽可多次利用；达到保证石墨烯生产废水的零排放和保证石墨烯生产废水高效回收利用的目的。
2.本实用新型利用细格栅去除大悬浮物，利用水质调节池对水质进行调节，减轻后续生产废水的处理压力。
3.本实用新型利用微絮凝器使氧化石墨烯团聚絮形成大尺寸微絮粒，便于处理。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实用新型实施例公开的石墨烯生产废水处理系统的流程示意图；
图2为本实用新型实施例公开的石墨烯生产废水处理系统中预处理池的剖视示意图；
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1.预处理单元 11.集水池 12.预处理池 120.清水区
121.一级石灰石滤料层 122.二级石灰石滤料层 123.鹅卵石层 124.沉淀斗
125.网状承托架 126.空气支管 127.进水管 128.气提管 129.出水管
13.中间水池 14.细格栅 15.水质调节池 16.微絮凝器 2.过滤单元
21.细砂滤器 22.保安过滤器 23.反渗透器 3.蒸发结晶单元
31.PH调节池 32.硫酸钠蒸发结晶器 33.硫酸锰蒸发结晶器 34.储水池。
具体实施方式
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。
本实用新型提供了石墨烯生产废水处理系统，其工作原理是通过预处理池将硫酸转为可利用硫酸盐，利用细砂滤器和保安过滤器去除部分氧化石墨烯；利用反渗透器进行反渗透工艺将废水收缩，产水回收；浓缩废水进行分段蒸发结晶分离，得到工业级硫酸钠与硫酸锰，经反渗透的浓缩废水大大减少了蒸发浓缩结晶所需要的蒸汽耗，分段蒸发结晶过程蒸汽可多次利用；达到保证石墨烯生产废水的零排放和保证石墨烯生产废水高效回收利用的目的。
下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，一种石墨烯生产废水处理系统，包含有预处理单元1、过滤单元2和蒸发结晶单元3，所述预处理单元、过滤单元和蒸发结晶单元依次连接；
所述预处理单元包含有集水池11、预处理池12和中间水池13，所述集水池、预处理池和中间水池依次连接；
所述过滤单元保护那有细砂滤器21、保安过滤器22和反渗透器23，所述细砂滤器、保安过滤器和反渗透器依次连接，所述细砂滤器与所述中间水池相连接；
所述蒸发结晶单元包括PH调节池31、硫酸钠蒸发结晶器32和硫酸锰蒸发结晶器33，所述PH调节池、硫酸钠蒸发结晶器和硫酸锰蒸发结晶器依次连接，所述PH调节池与所述反渗透器连接。
本实用新型通过预处理池将硫酸转为可利用硫酸盐，利用细砂滤器和保安过滤器去除部分氧化石墨烯；利用反渗透器进行反渗透工艺将废水收缩，产水回收；浓缩废水进行分 段蒸发结晶分离，得到工业级硫酸钠与硫酸锰，经反渗透的浓缩废水大大减少了蒸发浓缩结晶所需要的蒸汽耗，分段蒸发结晶过程蒸汽可多次利用；达到保证石墨烯生产废水的零排放和保证石墨烯生产废水高效回收利用的目的。
值得注意的是，所述集水池上还连接有细格栅14，所述细格栅与外部废水源连接。
值得注意的是，所述集水池和预处理池之间还设有水质调节池15。利用细格栅去除大悬浮物，利用水质调节池对水质进行调节，减轻后续生产废水的处理压力。
所述中间水池上连接有微絮凝器16。利用微絮凝器使氧化石墨烯团聚絮形成大尺寸微絮粒，便于处理。
值得注意的是，所述PH调节池连接有加碱泵，所述加碱泵连接有控制终端。
值得注意的是，所述PH调节池与所述硫酸钠蒸发结晶器之间还设有储水池34。
值得注意的是，所述硫酸钠蒸发结晶器内的压力为保持0.015-0.02MPa，温度保持在75±5℃温度下进行蒸发浓缩；并在70±2℃温度下进行离心脱水，得到洗涤硫酸钠晶体和残留液体，用75±5℃的蒸汽冷凝水对离心得到的硫酸钠晶体进行洗涤并离心分离干燥，将离心脱水后的一次母液和残留液体一并传送到硫酸锰蒸发结晶器中。
值得注意的是，在160±5℃温度下蒸发至硫酸锰接近饱和，大量硫酸锰结晶析出，在高温下迅速离心脱水，干燥处理后得到硫酸锰晶体，离心脱水得到的二次母液返回硫酸钠蒸发器中再次进行循环蒸发结晶，最后的剩余母液重新送至废水调节池进行循环回收。利用硫酸钠蒸发结晶器和硫酸锰蒸发结晶器对浓缩后的废水进行分段结晶分离，实现原料的重复利用。
值得注意的是，所述预处理池包含涂有池体，所述池体内由上而下依次设有清水区120、一级石灰石滤料层121、二级石灰石滤料层122、鹅卵石层123和沉淀斗124，所述鹅卵石层通过网状承托架124固定在池体上，所述承托架下方设有空气支管126，所述池体内还设有进水管127、气提管128和出水管129，所述进水管将外部废水引流进鹅卵石层，所述出水管将清水区的处理后液体引出，所述气提管将沉淀斗中沉淀物引出所述池体外部。
本实用新型的具体使用步骤如下：再如图1和图2所示，石墨烯生产废水通过细格栅14将废水中较大悬浮物去除；出水进入集水池11，集水池内设置有提升泵，当集水池中水高过设定高度，提升泵自动启动，将废水进入水质调节池15，进行水质水量的调节；水质调节池出水进入预处理池12，与石灰石固定反应床的石灰石进行反应，空气支管126通气进行曝气，中和大部分硫酸，保持废水pH为5左右，产生的沉淀进入沉淀斗，随后经气提管128提出清洗，离心脱水后成为沉淀硫酸钙成品，余液打回水质调节池。通过预处理池 处理的废水上清液通过中间水池13进入细砂滤器21进行过滤，出水进入保安过滤器22进一步过滤，使出水水质达到浊度≤0.5NTU、SDI＜3，满足反渗透器23进水水质要求。反渗透产水达到回用水要求，浓缩废水进入pH调节池31，通过加碱泵定量加入碳酸钠，调节废水pH至9，水进入储水池34暂存。储水池中废水由泵加入硫酸钠蒸发结晶器31，器内压力保持0.015-0.02MPa，在75±5℃温度下蒸发浓缩至硫酸锰接近饱和，大量无水硫酸钠结晶析出，在70±2℃温度下离心脱水，用75±5℃的蒸汽冷凝水对离心得到的硫酸钠晶体进行洗涤并离心分离干燥，得到无水硫酸钠。将离心脱水得到的一次母液及洗涤后的清液均打进硫酸锰蒸发器33，在160±5℃温度下蒸发至硫酸钠接近饱和，大量硫酸锰结晶析出，在高温下迅速离心脱水，干燥处理后得到硫酸锰晶体。离心脱水得到的二次母液返回硫酸钠蒸发器中再次进行循环蒸发结晶，最后的剩余母液重新送至废水调节池进行循环回收。
通过以上的方式，本实用新型所提供的石墨烯生产废水处理系统，通过预处理池将硫酸转为可利用硫酸盐，利用细砂滤器和保安过滤器去除部分氧化石墨烯；利用反渗透器进行反渗透工艺将废水收缩，产水回收；浓缩废水进行分段蒸发结晶分离，得到工业级硫酸钠与硫酸锰，经反渗透的浓缩废水大大减少了蒸发浓缩结晶所需要的蒸汽耗，分段蒸发结晶过程蒸汽可多次利用；达到保证石墨烯生产废水的零排放和保证石墨烯生产废水高效回收利用的目的。
以上所述的仅是本实用新型所公开的石墨烯生产废水处理系统的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
技术特征：
1.一种石墨烯生产废水处理系统，其特征在于，包含有预处理单元、过滤单元和蒸发结晶单元，所述预处理单元、过滤单元和蒸发结晶单元依次连接；
所述预处理单元包含有集水池、预处理池和中间水池，所述集水池、预处理池和中间水池依次连接；
所述过滤单元保护那有细砂滤器、保安过滤器和反渗透器，所述细砂滤器、保安过滤器和反渗透器依次连接，所述细砂滤器与所述中间水池相连接；
所述蒸发结晶单元包括PH调节池、硫酸钠蒸发结晶器和硫酸锰蒸发结晶器，所述PH调节池、硫酸钠蒸发结晶器和硫酸锰蒸发结晶器依次连接，所述PH调节池与所述反渗透器连接。
2.根据权利要求1所述的石墨烯生产废水处理系统，其特征在于，所述集水池上还连接有细格栅，所述细格栅与外部废水源连接。
3.根据权利要求1所述的石墨烯生产废水处理系统，其特征在于，所述集水池和预处理池之间还设有水质调节池。
4.根据权利要求1所述的石墨烯生产废水处理系统，其特征在于，所述中间水池上连接有微絮凝器。
5.根据权利要求1所述的石墨烯生产废水处理系统，其特征在于，所述PH调节池连接有加碱泵，所述加碱泵连接有控制终端。
6.根据权利要求1所述的石墨烯生产废水处理系统，其特征在于，所述PH调节池与所述硫酸钠蒸发结晶器之间还设有储水池。
7.根据权利要求1所述的石墨烯生产废水处理系统，其特征在于，所述预处理池包含涂有池体，所述池体内由上而下依次设有清水区、一级石灰石滤料层、二级石灰石滤料层、鹅卵石层和沉淀斗，所述鹅卵石层通过网状承托架固定在池体上，所述承托架下方设有空气支管，所述池体内还设有进水管、气提管和出水管，所述进水管将外部废水引流进鹅卵石层，所述出水管将清水区的处理后液体引出，所述气提管将沉淀斗中沉淀物引出所述池体外部。
技术总结
本实用新型公开了一种石墨烯生产废水处理系统，包含有预处理单元、过滤单元和蒸发结晶单元，所述预处理单元、过滤单元和蒸发结晶单元依次连接；通过预处理池将硫酸转为可利用硫酸盐，利用细砂滤器和保安过滤器去除部分氧化石墨烯；利用反渗透器进行反渗透工艺将废水收缩，产水回收；浓缩废水进行分段蒸发结晶分离，得到工业级硫酸钠与硫酸锰，经反渗透的浓缩废水大大减少了蒸发浓缩结晶所需要的蒸汽耗，分段蒸发结晶过程蒸汽可多次利用；达到保证石墨烯生产废水的零排放和保证石墨烯生产废水高效回收利用的目的。
技术研发人员：吴海霞;赵珂;张虹;杨建峰;郭立昂
受保护的技术使用者：泰州烯王新能源科技有限公司
文档号码：201720043878
技术研发日：2017.01.16
技术公布日：2018.01.02
声明：
“石墨烯生产废水处理系统的制作方法” 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：泰州烯王新能源科技有限公司
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2024年05月24日 ~ 26日 
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