驱动力蓄电池回收补救分解综合管理废水补救方法补救工程
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。
酸碱性与与血本属分式的运算发展:布置与池2座,电容并联程序运行。一号级加药系统生石灰粉乳(Ca(OH)₂)将pH调至4.0,弄掉大个部分Fe³+(添加Fe(OH)₃发展);第二名级加药系统氢硫化的钠(NaOH)将pH调至8.5,使Cu²+、Al³+添加氢硫化的物发展。与响应时间间隔30min,发展池主要采用辐流式细胞术,从表面加热器端差1.0m³/(m²·h)。该单位血本属弄掉率达70%这些,pH平稳在7.5-8.0。
塑炼积累出的纵深除去天价属:因氢阳极材料氧化反映物积累出的对Cu²+的除去不根除,设计塑炼反响槽2台,加药系统塑炼钠(Na₂S,加药系统量1.2倍理论上量),使Cu²+转换塑炼铜(CuS)积累出的(溶度积远不低于氢阳极材料氧化反映物)。反响时光20min,出水出水Cu渗透压下降0.5mg/L以上。塑炼污泥干化经压滤后,送回贵材料制冶炼厂收购铜,年收购量约12吨,价格约60百万元。
电水解酸化池洗去磷酸根与余量高价属:所采用铁参比工业电水解酸化池平衡装置,参比工业间隔距离2cm,电压导热系数10A/m²,发生反应期限30min。电解设备进程中,阳极诞生Fe²+,黑色金属电极诞生OH⁻,Fe²+被氧化反应为Fe³+,与PO₄³⁻转换成磷酸铁(FePO₄)结晶,同一捕集器余量高价属阴离子。电水解酸化池对PO₄³⁻洗去率达95%上面的,出水量PO₄³⁻有机废气浓度调至5mg/L以內。
MBR+纳滤进一步处里:电水解酸化池有水出入驻到MBR体系(有郊容积怎么算120m³,膜通量12L/(m²·h)),清掉所剩巧妙的物与SS,有水出CODcr低于80mg/L下述。MBR产水经纳滤(NF)体系(挪作他用氧原子核量200Da),清掉二价正离子与大氧原子核巧妙的物,产水入驻到汽化沉淀第一单元。
挥发心得的收购 利用磷酸钠:用于自动化空气解压缩再解压缩(MVR)挥发器,空气解压缩消耗掉仅为0.15吨/吨水。纳滤产水挥发精提后,急冷心得获得溶解度99%的磷酸钠,年的收购 利用量约200吨,商业价值约10万元。挥发母液取到结合池,防止出现再次严重污染。
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。