能动力锂电池的回收利用拆卸融合废水外理外理工作
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。
耐酸碱与与高价属开始沉垫:安装与池2座,串并联运营。首位级添加石粉乳(Ca(OH)₂)将pH调至4.0,弄掉大个部分Fe³+(形成Fe(OH)₃沉垫);第五级添加氢被铁的氧化物钠(NaOH)将pH调至8.5,使Cu²+、Al³+形成氢被铁的氧化物物沉垫。与影响精力30min,沉垫池应用辐免疫印迹,表面上加热器端差1.0m³/(m²·h)。该单元尺寸高价属弄掉率达70%上,pH比较稳定在7.5-8.0。
加硫橡胶放置程度祛除天价属:鉴于氢被氧化的物放置对Cu²+的祛除不彻彻底底,设计加硫橡胶反馈槽2台,添加加硫橡胶钠(Na₂S,添加量1.2倍实际量),使Cu²+转化加硫橡胶铜(CuS)放置(溶度积远超过氢被氧化的物)。反馈事件20min,留水Cu溶度降落到0.5mg/L下。加硫橡胶淤泥经压滤后,送入贵金屬材质冶炼厂出售处理铜,年出售处理量约12吨,的价值约60万余元。
电水解酸化池清除磷酸根与乘余天价属:通过铁电极材料材料电水解酸化池装制,电极材料材料行距2cm,电流值黏度10A/m²,体现时间段30min。电解抛光流程中,阳极导出Fe²+,负极导出OH⁻,Fe²+被钝化为Fe³+,与PO₄³⁻导出磷酸铁(FePO₄)析出,也气体吸附乘余天价属正离子。电水解酸化池对PO₄³⁻清除率达95%上,满水后PO₄³⁻氨水浓度降低5mg/L下类。
MBR+纳滤广度补救:电水解酸化池冒水进行MBR操作操作系统(可行容量120m³,膜通量12L/(m²·h)),出掉剩下的设计物与SS,冒水CODcr调至80mg/L下。MBR产水经纳滤(NF)操作操作系统(挪作他用原子核量200Da),出掉二价阴离子与大原子核设计物,产水进行汽化结晶体单元尺寸。
减压蒸馏沉淀体收回盐酸钠:用机器蒸汽发生器式再降低(MVR)减压蒸馏器,蒸汽发生器式消费仅为0.15吨/吨水。纳滤产水减压蒸馏果汁后,待冷却沉淀体的含量99%的盐酸钠,年收回量约200吨,币值约15万元。减压蒸馏母液跳回采和池,应对三次空气污染。
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。