能源储能电池回收利用拆除结合污水工作項目
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。
酸碱度采和与血本属总体放置:设计采和池2座,并接正常运作。1、级加药系统石灰粉乳(Ca(OH)₂)将pH调至4.0,弄掉大部位Fe³+(生成二维码二维码Fe(OH)₃放置);第五级加药系统氢防被氧化钠(NaOH)将pH调至8.5,使Cu²+、Al³+生成二维码二维码氢防被氮化合物放置。采和响应时期30min,放置池所采用辐流式细胞,表皮热负荷1.0m³/(m²·h)。该模块血本属弄掉率达70%这些,pH固定在7.5-8.0。
塑炼水解出的深度.快速清理天价属:原因氢加硫的物水解出的对Cu²+的快速清理不齐全,设立塑炼症状槽2台,加药塑炼钠(Na₂S,加药量1.2倍认识论量),使Cu²+产生塑炼铜(CuS)水解出的(溶度积远值为氢加硫的物)。症状時间20min,出水量Cu盐浓度高于0.5mg/L下述。塑炼飞灰经压滤后,送进贵合金冶炼厂回收并利用铜,年回收并利用量约12吨,价值观约60万块人民币。
电斜管沉积池消除磷酸根与累计血本属:运用铁合金金属电极材料电斜管沉积池裝置,合金金属电极材料宽度2cm,感应电流密度计算公式10A/m²,反映周期30min。电解法整个过程中,阳极出现Fe²+,阴正离子出现OH⁻,Fe²+被脱色为Fe³+,与PO₄³⁻生产磷酸铁(FePO₄)沉积,的同时气体吸附累计血本属正离子。电斜管沉积池对PO₄³⁻消除率达95%大于,水流PO₄³⁻质量浓度低于5mg/L如下。
MBR+纳滤长度工作:电斜板沉淀池喷水开始MBR设计软件(有效地水比热容120m³,膜通量12L/(m²·h)),去掉剩下的生物碳物与SS,喷水CODcr下降80mg/L以下的。MBR产水经纳滤(NF)设计软件(截流分子结构结构量200Da),去掉二价铝离子与分子结构结构生物碳物,产水开始汽化成果单无。
挥发凝结利用氢氧化钠钠:用于机制水蒸气再压缩视频(MVR)挥发器,水蒸气使用量仅为0.15吨/吨水。纳滤产水挥发精炼后,空气冷却凝结能够饱和度99%的氢氧化钠钠,年利用量约200吨,價值约10万元。挥发母液重返结合池,禁止多次空气污染。
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。