推动力新能源电池回收并分解合理废气治理項目
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。
酸碱性采和与高价属初始沉积:装置采和池2座,串接使用。首要级添加石灰石乳(Ca(OH)₂)将pH调至4.0,消除大位置Fe³+(转化成Fe(OH)₃沉积);第三级添加氢腐蚀的钠(NaOH)将pH调至8.5,使Cu²+、Al³+转化成氢腐蚀的物沉积。采和响应时光30min,沉积池使用辐流式细胞术,的表面功率1.0m³/(m²·h)。该单元测试高价属消除率达70%综上所述,pH平衡在7.5-8.0。
塑炼析出物中深度的清理天价属:原因氢阳极铁的氧化的物析出物中对Cu²+的清理不恢复原状,设为塑炼响应槽2台,加药塑炼钠(Na₂S,加药量1.2倍理论知识量),使Cu²+提取塑炼铜(CuS)析出物中(溶度积远少于氢阳极铁的氧化的物)。响应时间段20min,溢水Cu盐浓度降低0.5mg/L以内。塑炼厌氧颗粒污泥经压滤后,送入贵彩石冶炼厂二手再利用铜,年二手再利用量约12吨,市场价值约60来万。
电二沉池去掉磷酸根与已满天价属:采取铁探针电二沉池传动装置,探针行距2cm,电流量高密度10A/m²,作用准确时间30min。电解法具体步骤中,阳极所产生Fe²+,金属件电极所产生OH⁻,Fe²+被防氧化为Fe³+,与PO₄³⁻转化磷酸铁(FePO₄)沉淀出的,同一时间捕集器已满天价属铁离子。电二沉池对PO₄³⁻去掉率达95%往上,水流PO₄³⁻酸度调至5mg/L下面的。
MBR+纳滤纵深外理:电二沉池水流走进MBR平台化(有效的容积怎么算120m³,膜通量12L/(m²·h)),删去其他酚类化合物化学物与SS,水流CODcr低于80mg/L这。MBR产水经纳滤(NF)平台化(挪用碳原子量200Da),删去二价阳离子与大碳原子酚类化合物化学物,产水走进蒸发器析出标段。
减压蒸馏凝结的回收分类处理利用硝酸钠钠钠:选用机械装备空气压缩的再压缩的(MVR)减压蒸馏器,空气压缩的能量消耗仅为0.15吨/吨水。纳滤产水减压蒸馏萃取后,加热凝结能够得到纯净度99%的硝酸钠钠钠,年的回收分类处理利用量约200吨,交换价值约30万元。减压蒸馏母液获取结合池,避免出现分次破坏。
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。