原因锂电收购拆开终合废液处理建设项目
项目概况
该项目位于湖南省长沙市,是国家“新能源汽车动力蓄电池回收利用试点”项目,年处理退役动力电池1万吨(主要为磷酸铁锂电池)。拆解过程中,电池破碎、酸浸、分选等环节会产生含重金属(Cu、Al、Fe)、磷酸根(PO₄³⁻)、有机溶剂(NMP)的综合废水,日均排放量约300立方米。原废水成分复杂,传统工艺难以稳定达标,企业亟需一套“全流程协同处理”方案。
水质特征分析
废水分为三类:①破碎废水(含Cu、Al碎片、石墨粉,SS 500-800mg/L,Cu 40-60mg/L,Al 30-50mg/L);②酸浸废水(含H₂SO₄、Fe²+、PO₄³⁻,pH<2,Fe 150-200mg/L,PO₄³⁻ 80-120mg/L);③分选废水(含NMP、CMC,CODcr 1200-1800mg/L)。混合后水质波动大,主要指标:CODcr 3500-5000mg/L、SS 600-900mg/L、Cu 30-50mg/L、Al 20-40mg/L、Fe 100-150mg/L、PO₄³⁻ 60-100mg/L、pH值2.0-3.0。
工艺路线设计与实施
采用“酸碱中和-硫化沉淀-电絮凝-MBR+纳滤-蒸发结晶”的组合工艺,实现“重金属回收-有机物降解-盐分提纯”的目标。
强酸强碱结合与血本属阶段析出:放置结合池2座,串并联正常运行。首级污泥脱水石粉乳(Ca(OH)₂)将pH调至4.0,出掉大地方Fe³+(转换Fe(OH)₃析出);第二个级污泥脱水氢防氧化的钠(NaOH)将pH调至8.5,使Cu²+、Al³+转换氢防氧化的物析出。结合表现事件30min,析出池通过辐流式的,表皮负荷量1.0m³/(m²·h)。该单园血本属出掉率达70%综上所述,pH稳定的在7.5-8.0。
加硫乳浊液深层除去高价属:鉴于氢防化合物乳浊液对Cu²+的除去不徹底,布置加硫表现槽2台,加药系统加硫钠(Na₂S,加药系统量1.2倍基本原理量),使Cu²+导出加硫铜(CuS)乳浊液(溶度积远少于氢防化合物)。表现時间20min,喷水Cu有机废气浓度下降0.5mg/L这。加硫废水经压滤后,准时到达贵材料冶炼厂再利用铜,年再利用量约12吨,实用价值约60万块人民币。
电斜管发展池的还原磷酸根与余量血本属:进行铁参比电极材料电斜管发展池系统,参比电极材料跨距2cm,工作电流密度单位10A/m²,想法日期30min。电解抛光时候中,阳极造成Fe²+,阴正离子造成OH⁻,Fe²+被硫化为Fe³+,与PO₄³⁻绘制磷酸铁(FePO₄)发展,一并捕集器余量血本属正离子。电斜管发展池对PO₄³⁻的还原率达95%上述,满水后PO₄³⁻盐浓度高于5mg/L以下的。
MBR+纳滤深入除理:电斜管沉淀池满水后进行MBR软件(有效性面积120m³,膜通量12L/(m²·h)),的还原已用生产物与SS,满水后CODcr高于80mg/L这。MBR产水经纳滤(NF)软件(挤占原子核式量200Da),的还原二价化合物与大原子核式生产物,产水进行汽化晶体单元式。
蒸馏心得体收回并硝酸钠钠:通过机械制造过热蒸汽加热再进行压缩(MVR)蒸馏器,过热蒸汽加热能量消耗仅为0.15吨/吨水。纳滤产水蒸馏精提后,水冷却心得体赢得色度99%的硝酸钠钠,年收回并量约200吨,价格约15万元。蒸馏母液反回与池,防止三次废弃物。
运行效果与创新点
项目投运后,出水Cu≤0.1mg/L、Al≤0.2mg/L、Fe≤0.5mg/L、PO₄³⁻≤0.5mg/L、CODcr≤50mg/L,全面优于《电池工业污染物排放标准》。资源化方面,年回收铜12吨、硫酸钠200吨,创造收益约80万元。
技术创新亮点:①“中和+硫化+电絮凝”的三级重金属去除工艺,确保了复杂废水的重金属稳定达标;②“MBR+NF+MVR”的组合实现了“水+盐”的双回用,系统水回用率达90%;③电絮凝替代传统混凝,减少了药剂投加量(较传统工艺减少40%),降低了污泥产量。