原因电池组收购拆除标准化工业废水治疗建设项目
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。
强酸强碱与与血本属逐项水解物:设立与池2座,关联操作。首先级添加白灰乳(Ca(OH)₂)将pH调至4.0,除掉大一些Fe³+(转化二维码Fe(OH)₃水解物);第2级添加氢空气防氧化钠(NaOH)将pH调至8.5,使Cu²+、Al³+转化二维码氢空气防非彩石氧化物水解物。与发生反应耗时30min,水解物池主要包括辐普鲁士蓝染色,面上强度1.0m³/(m²·h)。该象限血本属除掉率达70%上面,pH安全在7.5-8.0。
加硫结晶深层次除去血本属:由氢被铁的塑炼物结晶对Cu²+的除去不齐全,使用加硫不起作用迟钝槽2台,添加加硫钠(Na₂S,添加量1.2倍理论上量),使Cu²+自动生成加硫铜(CuS)结晶(溶度积远少于氢被铁的塑炼物)。不起作用迟钝的时间20min,出水量Cu浓硫酸浓度降到0.5mg/L下面的。加硫生活污水经压滤后,送入贵不锈钢冶炼厂收废铜,年收废量约12吨,价值观约60万块。
电斜板奠定池我们要除磷酸根与剩于高价属:所采用铁参比电级电斜板奠定池控制系统,参比电级安全距离2cm,交流电密度计算公式10A/m²,反响时长30min。电解法时候中,阳极发生Fe²+,合金金属电极发生OH⁻,Fe²+被脱色为Fe³+,与PO₄³⁻合成磷酸铁(FePO₄)奠定,并且捕集器剩于高价属铁离子。电斜板奠定池对PO₄³⁻我们要除率达95%以内,出液PO₄³⁻含量降到5mg/L一些。
MBR+纳滤深层次治疗:电二沉池冒水进人MBR平台(效果面积120m³,膜通量12L/(m²·h)),避开用不完无机物与SS,冒水CODcr降到80mg/L下列。MBR产水经纳滤(NF)平台(截流氧分子量200Da),避开二价阴阳离子与大氧分子无机物,产水进人汽化晶体第一单元。
汽化成果收售氢氧化钾钠:选用机器再压缩空气再再压缩(MVR)汽化器,再压缩空气耗电量仅为0.15吨/吨水。纳滤产水汽化精浓后,闭式冷却塔成果的色度99%的氢氧化钾钠,年收售量约200吨,作用约10万元。汽化母液获取采和池,以防二级被污染的。
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。