鋰電池生產廢水處理

鋰電池是一種相對清潔的儲能元件,在目前商用二次電池中的使用是最普及的,但是鋰電池的傳統生產工藝產生的廢水卻是典型的高濃有機廢水。以正極廢水為例,目前正極三元材料最常使用的沉淀法工藝如下圖所示 


沉淀法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2


加上負極廢水和電池清洗廢水,使得生產廢水中含有大量鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、甲基吡啶烷酮、納米超細碳粉及小分子酯類等。雖然相對水量較小,但廢水成分復雜,可生化性較差,且有一定毒性。


某鋰電池企業生產清洗廢水水質情況


通常企業采用酸化、芬頓氧化、pH調整,絮凝沉淀,板框壓濾,出水進入園區污水廠集中處理,該方法需要消耗大量雙氧水、硫酸、堿液,芬頓氧化產生大量鐵泥,出水水質很難保證。為提高水的重復利用率,該廢水處理工程設置了中回用水單元進行深度處理。

 

某鋰電池企業污水處理系統工藝流程


工藝特點如下:

1、因正極廢水中的懸浮物具有回收價值,可首先單獨對正極廢水進行混凝沉淀處理去除水中懸浮物。

2、電絮凝法反應速度快,操作簡單,無需投加化學藥劑,無二次污染,同時可有效去除COD,破除部分大分子難降解有機物,提高廢水的可生化性,降低后續生化處理單元的有機負荷。

3、經過沉淀處理的正極負極混合廢水自流進入綜合調節池,可適當引入部分生活污水與之混合。

4、硝化濾池和反硝化濾池可利用濾料上高濃度生物膜量的強氧化降解能力,去除含碳有機物,同時粒徑較小的濾料和生物膜絮凝作用可進一步截留懸浮物。

柱式超濾膜組件


5、一級反滲透裝置能去除絕大部分無機鹽、有機物、微生物等污染物,而二級RO裝置處理的濃水含量較高,常規RO膜很難適用該進水水質,可采用海水淡化膜,一方面提高系統整體回用率,同時減少濃水量,縮短濃水蒸發系統運行時間,降低能耗

6、系統濃水最后進入機械式蒸汽再壓縮蒸發器(MVR)裝置,對二級RO濃水進行蒸發濃縮,將濃縮液轉換固態,相對三效蒸發器至少可以節約50%以上電能。

 

MVR機械負壓蒸發結晶技術


以上為采用電絮凝-混凝-AAO法-MBR-反硝化濾池-硝化濾池-清水池組合工藝+超濾-反滲透工藝處理并回用某新能源公司鋰電池生產廢水實例。廢水經處理后主要指標達到《電池工業污染物排放標準》(GB 30484-2013)中表3新建企業水污染物排放限值的直接排放標準。




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