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            锂电池生产废水处理

            锂电池是一种相对清洁的储能元件,在目前商用二次电池中的使用是最普及的,但是锂电池的传统生产工艺产生的废水却是典型的高浓有机废水。以正极废水为例,目前正极三元材料最常使用的沉淀法工艺如下图所示 


            沉淀法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2


            加上负极废水和电池清洗废水,使得生产废水中含有大量钴酸锂、磷酸铁锂、甲基吡啶烷酮、纳米超细碳粉及小分子酯类等。虽然相对水量较小,但废水成分复杂,可生化性较差,且有一定毒性。


            某锂电池企业生产清洗废水水质情况


            通常企业采用酸化、芬顿氧化、pH调整,絮凝沉淀,板框压滤,出水进入园区污水厂集中处理,该方法需要消耗大量双氧水、硫酸、碱液,芬顿氧化产生大量铁泥,出水水质很难保证。为提高水的重复利用率,该废水处理工程设置了中回用水单元进行深度处理。

             

            某锂电池企业污水处理系统工艺流程


            工艺特点如下:

            1、因正极废水中的悬浮物具有回收价值,可首先单独对正极废水进行混凝沉淀处理去除水中悬浮物。

            2、电絮凝法反应速度快,操作简单,无需投加化学药剂,无二次污染,同时可有效去除COD,破除部分大分子难降解有机物,提高废水的可生化性,降低后续生化处理单元的有机负荷。

            3、经过沉淀处理的正极负极混合废水自流进入综合调节池,可适当引入部分生活污水与之混合。

            4、硝化滤池和反硝化滤池可利用滤料上高浓度生物膜量的强氧化降解能力,去除含碳有机物,同时粒径较小的滤料和生物膜絮凝作用可进一步截留悬浮物。

            柱式超滤膜组件


            5、一级反渗透装置能去除绝大部分无机盐、有机物、微生物等污染物,而二级RO装置处理的浓水含量较高,常规RO膜很难适用该进水水质,可采用海水淡化膜,一方面提高系统整体回用率,同时减少浓水量,缩短浓水蒸发系统运行时间,降低能耗

            6、系统浓水最后进入机械式蒸汽再压缩蒸发器(MVR)装置,对二级RO浓水进行蒸发浓缩,将浓缩液转换固态,相对三效蒸发器至少可以节约50%以上电能。

             

            MVR机械负压蒸发结晶技术


            以上为采用电絮凝-混凝-AAO法-MBR-反硝化滤池-硝化滤池-清水池组合工艺+超滤-反渗透工艺处理并回用某新能源企业锂电池生产废水实例。废水经处理后主要指标达到《电池工业污染物排放标准》(GB 30484-2013)中表3新建企业水污染物排放限值的直接排放标准。




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