广东莞绿环保工程有限公司 广东 东莞 523170
摘要：在我国快速发展的过程中，采用电絮凝-混凝-AAO法-MBR-反硝化滤池-硝化滤池-清水池组合工艺初步处理某新能源公司锂电池生产废水后，再使用超滤-反渗透工艺对该废水进行深度处理以达到回用目的。工程实际运行结果表明，一级RO出水COD为20mg/L，NH3-N、TN、TP的质量浓度分别为0.77、14.8、0.06mg/L，pH为7.2，SS未检出，水质满足GB/T19923－2005中敞开式循环冷却水系统补充水标准的要求，可直接回用；二级RO出水COD为17mg/L、NH3-N、TN、TP的质量浓度分别为0.42、11.6、0.03mg/L，pH为6.7，SS未检出，水质达到GB3838－2002的IV类标准和GB30484－2013的表3新建企业水污染物排放限值的直接排放标准。水处理运行费用共计46.56元/m3。
关键词：锂电池生产废水；电絮凝；超滤；反渗透；回用
引言
在日常生活中锂电池越来越广泛的应用。作为一种相对清洁能源,它已经成为一个重要的产品电池工业的发展。在锂电池生产过程中会产生一些清洗废水，主要成份有钴酸锂、NMP（甲基吡咯烷酮）、碳粉及有小分子有机物质酯类等。废水成分复杂、可生化性较差、且有一定毒性。目前处理这类废液主要采用物理化学法,如化学氧化分解、药剂电解、活性炭吸附及反渗透等处理技术。这些方法处理废水相对成本较高，且对操作人员要求较高，出水水质很难保证。我们把经混凝沉淀后的锂电废水与生活污水一起混合调节再进生化系统。由于生活污水可生化性非常好，可以提高废水整体的生化效果。江苏某锂里池生产废水处理采用该工艺，出水水质达到了行业的排放标准，且出水非常稳定。
1工程概况
某新能源公司各类锂电池产量为31350万颗/年，产能为1485MAh/a。工程设计处理能力为70m3/d，项目污水主要来源于锂电池生产车间的正、负极罐体清洗废水和电池清洗废水。废水水质情况见表1。为提高水的重复利用率，减少新鲜水资源的使用，本废水处理工程设置了中回用水单元进行深度处理。锂电池生产废水的回用执行GB/T19923－2005中的敞开式循环冷却水系统补充水标准；排放水的pH、COD和NH3-N、TP含量等指标执行GB3838－2002的IV类标准，TN和SS含量等指标执行GB30484－2013中的“表2新建企业水污染物排放限值的直接排放标准”。
2工艺设计与主要构筑物
1）调节池，1座，有效水深取3.5m，有效容积500m3，HRT为12h。2）反应池，与调节池合建。反应池分为两格，一个为反应区，一格为混合区，总停留时间选取1.0h。设置机械搅拌，使药剂与污水充分混合，设置溶药与投药系统投加石灰。3）曝气反应池，1座，钢筋混凝土结构，与调节池合建。曝气反应池内采用穿孔空气管搅拌，使空气中CO2参与反应，曝气反应池总停留时间为3.0h，设置3台65GW25-15-2.2型污水提升泵，2用1备。4）混凝沉淀池，1座，选取表面负荷0.77m3/（m2.h），沉淀分离时间选取3.0h。沉淀水深取2.40m，保护高度取0.3m，缓冲区高度取0.8m，污泥区深度取1.5m，沉淀池总深度为5.0m。5）UASB反应池，1座，平均停留时间72.0h，有效容积3000m3，容积负荷6.75kgCOD/（m3.d）。UASB池出水自流进入接触氧化池。6）中沉池，采用竖流式沉淀池。选取表面负荷0.82m3/（m2.h），沉淀分离时间选取3.6h。7）接触氧化池，1座，平均停留时间30.0h，有效容积1260m3，容积负荷1.39kgCOD/（m3.d）。8）二沉池，1座，采用平流式沉淀池。选取表面负荷0.65m3/（m2.h），沉淀分离时间选取4.0h。9）污泥浓缩池，2座，有效容积140m3，储泥时间17h。10）压滤机房，建1座12.5×14.0m压滤机房，彩钢雨棚。11）加药系统，包括溶药系统、投药系统与回调PH系统，溶解固体石灰。
3经济技术分析
工程总投资为806万元，其中设备费用为236万元，土建费用为473万元，其他费用（设计、安装、调试等）为97万元。运行费用主要包括人工费、电费、药剂费、污泥处理费、设备折旧费、维修保养费和中水回用节约费用等。1）人工费：污水站计划安排操作人员3人，两班制，平均日工资为120元/人，折合为3.43元/m3。2）电费：废水处理装置总装机容量为192.1kW，运行容量为159.4kW，每日电耗为2875.9kW·h，电价按0.8元/(kW·h)计，需用系数为0.85，则动力消耗费用为1914.812元/d，折合费用为27.94元/m3。3）药剂费：实际运行中使用的药剂，PAC为50kg/d，NaOH为15kg/d，PAM为1.0kg/d，总计药剂费为80元/d，折合费用为2.57元/m3。4）污泥处理费：经计算污泥产量为10kg/m3，污泥处理费用为900元/t，折合费用为9元/m3。5）设备折旧费：设备折旧费=(固定资产原值-预计净残值)/(预计使用年限·12月)。其中固定资产原值为236万元；预计净残值=固定资产原值×5%=11.8万元；预计使用20年，则每月设备折旧费为9342元，折合费用为5.3元/m3。6）维修保养费：设备总投资成本按236万元计算，系统一年按300天计算，则平均每天投入7867元，设备维护按1%支出，折合费用为1.12元/m3。7）中水回用节约水费：中水回用率按80%计，每天回用水量56m3，自来水价格按3.5元/m3计，每天可减少自来水支出56m3×3.5元/m3=196元，则处理每吨废水可节约2.8元。8）运行费用总计：含污泥处理合计水处理运行费用46.56元/m3。
结语
采用电絮凝-混凝-AAO法-MBR-反硝化滤池-硝化滤池-清水池组合工艺+超滤-反渗透工艺处理并回用某新能源公司锂电池生产废水。实际运行结果表明，该工艺处理效果良好，出水水质稳定。最终一级RO出水COD为20mg/L，NH3-N、TN、TP的质量浓度分别为0.77、14.8、0.06mg/L，pH为7.2，SS未检出，满足GB/T19923－2005的敞开式循环冷却水系统补充水标准的要求，可直接回用作冷却塔补水。二级RO出水COD为17mg/L、NH3-N、TN、TP的质量浓度分别为0.42、11.6、0.03mg/L，pH为6.7，SS未检出，达到GB3838－2002的IV类标准和GB30484－2013中表2新建企业水污染物排放限值的直接排放标准。工程总运行费用共计46.56元/m3，其中电费消耗为27.94元/m3，占比约60%，若将来当地电费有所降低，则运行费用也会相应大幅降低。
参考文献
[1]肖成伟,汪继强.电动汽车动力电池产业的发展[J].科技导报,2016(6):74-83.
[2]郭富成,李瀚翔,张黎明,等.锂电池生产废水处理站提标改造工程[J].中国给水排水,2016,32(10):111-115.
[3]城市污水再生利用工业用水水质:GB/T19923－2005[S].
[4]地表水环境质量标准:GB3838－2002[S].
[5]电池工业污染物排放标准:GB30484－2013[S].[6]刘云鹏.电絮凝在水处理中的研究进展[J].城市建设理论研究:电子版,2016,6(8).
论文作者:刘钢炼
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第07期
论文发表时间:2019/8/15
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