案例:华东某大型锂电池制造基地废水处理项目
项目背景
华东某大型锂电池生产企业年产能达8GWh,主要生产三元锂电池。随着产能扩大,废水排放量从原来的每天200吨增加到500吨,原有处理设施无法满足需求,且出水水质不稳定。当地环保部门要求废水处理后达到《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)中表2的间接排放标准。
废水成分及来源
该项目的废水主要来自三个环节:
电极制备工序:含有NMP(N-甲基吡咯烷酮)、PVDF粘结剂、导电炭黑等有机物
电解液配制与注液工序:含LiPF6、碳酸酯类有机溶剂、微量HF等
电池清洗工序:含镍、钴、锰等重金属离子,浓度分别为Ni2+ 15-20mg/L、Co2+ 10-15mg/L、Mn2+ 8-12mg/L
废水特点为COD高(3000-5000mg/L)、重金属种类多、含氟量高(50-80mg/L)、可生化性差(B/C<0.2)。
处理工艺流程
针对废水特性,设计采用"物化预处理+生化处理+深度处理"的组合工艺:
预处理系统
调节池:均衡水质水量,停留时间12h
混凝沉淀:投加PAC(300mg/L)和PAM(2mg/L)去除胶体物质和部分重金属
化学除氟:采用CaCl2+Al2(SO4)3联合除氟,控制pH在6.5-7.0,氟化物去除率>95%
重金属处理系统
两级反应沉淀:一级pH调至9.5-10.0沉淀镍钴,二级pH调至10.5-11.0沉淀锰
重金属捕集剂投加:使用DTCR重金属捕集剂(投加量0.8‰),确保重金属达标
生化处理系统
水解酸化池:提高废水可生化性,HRT=24h
两级A/O工艺:总HRT=72h,MLSS=3500mg/L,内回流比200%
MBR膜系统:采用PVDF中空纤维膜,孔径0.1μm
深度处理系统
活性炭吸附塔:填充2.5m³椰壳活性炭,空塔流速8m/h
反渗透系统:回收率75%,产水用于车间回用
最终效果
系统运行稳定后,出水水质为:COD<50mg/L、Ni<0.5mg/L、Co<0.5mg/L、Mn<0.5mg/L、F-<5mg/L,各项指标均优于设计标准。重金属回收率达到92%以上,每年可回收镍3.2吨、钴2.1吨、锰1.5吨。反渗透产水回用率超过70%,年节约新鲜水用量约12万吨。
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