某锂电池生产企业废水处理工程实例

刘小虎 袁禹重

(江西康翔环保有限公司，江西 南昌 330029)

概述

近年来，锂电池因其安全性高、比容量大、自放电率好等性能而越来越广泛地得到应用[1]，但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[2]，其生产废水的危害也逐渐引起了人们的重视[3]。

江西某锂电池生产企业生产及生活过程每天产生的废水量约为600m3，其中生产废水水量约100吨，生活污水量约500吨，排放的综合废水COD浓度为300～500mg/L，氨氮为30～35mg/L。根据环保要求，处理后出水达《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)表2排放标准。

1 废水水质水量及处理工艺

1.1 废水水量、水质特点

根据企业生产特性，本工程废水来源于生产过程的清洗废水，排放特征主要有：废水排放随意性大[4]、水量无规律性、水质波动性较大，废水污染物成分较为复杂、生物毒性较大，不易生物降解，含有重金属污染等[6]。

1.2 废水处理工艺流程

根据该废水水质特点，废水主要是COD、氨氮浓度较高以及存在一定的重金属污染，而废水B/C值为0.3～0.4，废水具有一定的可生化性，因此，设计采用采用水解酸化+A/O+生物接触氧化+混凝沉淀+过滤组合工艺进行处理，废水工艺流程图如图1。

图1 污水处理工艺流程图

1.3 流程说明

废水经管网收集后进入集水井，在集水井中去除大的漂浮物，然后提升至水解调节池内，经曝气搅拌均化水质水量的同时进行水解酸化。之后废水进入A/O池内进行生化反应，去除废水中的COD和NH3-N等主要污染物，再经二沉池固液分离，上清液再进入生物接触氧化池内进行深度的生化处理以保证废水有机物等指标稳定达标，但由于废水中存在钴等重金属离子，因此后续出水再经混凝沉淀池和保安过滤器进一步处理，最后废水达标排放。

二沉池的剩余污泥，混凝反应池和保安过滤器产生的污泥经污泥泵提升排入至污泥浓缩池内，最后经污泥脱水机脱水后外运，污泥池内上清液排放至集水井。

2 主要构筑物及配备设施

(1)集水井1座，采用钢混结构，设计尺寸4.0×2.5×7.0m。配备WQ50-7-3提升泵泵2台，1用1备，配套液位控制器1套，人工格栅1套。

(2)水解调节池1座，采用钢混结构，设计尺寸19.5×4.0×6.0m，池内设置曝气搅拌装置和生物填料，该池主要用于均化水质水量同时进行水解酸化。

(3)A/O池1座，采用钢混结构，A池设计尺寸为5.0×9.0×6.0m，O池设计尺寸为12.5×13.0×6.0m，总停留时间为34h，设计工艺DO值：A池0-0.5mg/l，O池：3-5mg/l；F/M值：0.6kgBOD5/kgMLSS.d；污泥龄：20-30d。A池内设置曝气搅拌装置和生物填料，配套3台HSR150型罗茨风机，功率22kW，风量11.34m3/min，风压58.8kPa，风机可根据废水处理采用1用2备或2用备的方式运行，有利于企业节约电能。

(4)二沉池1座，采用钢混结构，设计尺寸13×4.0×6.0m，该池主要用于泥水分离，内设污泥回流装置，配套排泥装置1套。

(5)生物接触氧化池1座，采用钢混结构，设计尺寸5.0×9.5×6.0m，池内设置曝气系统和生物填料，该池主要用于废水的三级深度处理，确保废水中COD和NH3-N等污染物稳定达标。

(6)混凝反应池1座，采用钢混结构，设计尺寸5.0×7.0×6.0m，池内设置导流筒1套，配套加药装置2套，排泥装置1套，提升泵1台；配套保安过滤器1套，反洗水泵1台，主要用于去除废水中的重金属离子。

(7)清水池1座，采用钢混结构，设计尺寸3.0×5.0×6.0m，用于储存处理后的清水。

(8)污泥池1座，采用钢混结构，设计尺寸5.0×6.0×6.0m，配套污泥泵2台，1用1备，配套污泥脱水机1台，过滤面积120m2。

(9)辅助设施：设置臭气净化系统1套，废气处理量10000m3/h，功率13.2kW；设置出水水质在线监测系统1套。

3 工程调试及运行结果

3.1 工艺调试

经过近3个月的调试，调试期主要在夏季，温度为22～35℃之间。调试进水水质pH值严格控制在6.5～8.0之间，经调试后A/O池污泥沉降比为30%，末段混凝池加入PAC浓度为150mg/L，PAM浓度为20mg/L，经处理后各项指标均达到排放标准。系统稳定运行1个月后，经第三方检测机构对出水进行连续3d取样监测均达标，水质数据见下表1。

表1 水质数据表

3.2 结果分析

(1)该废水水质具备可生化性且COD及氨氮浓度较高，因此，工艺采用水解酸化+A/O工艺可以很好的去除废水中的COD，废水通过交替兼氧-好氧进行硝化反硝化过程，将废水中的氨氮最终转化为氮气。

(2)采用混凝沉淀和保安过滤器工艺对重金属离子有很好的去除效果，且运行过程主要为电耗，PAC用量为90kg/d，PAM用量为12kg/d，药剂用量折合吨水处理费用为0.35元，工艺运行成本较为经济。

4 结论

(1)本工程主要针对废水的水质特点进行设计，采用水解酸化+A/O+生物接触氧化+混凝沉淀+过滤组合工艺，均为很成熟稳定的废水处理工艺，操作相对简单，该工艺是针对锂电池生产废水是经济技术可行的，COD去除率在90%以上，NH3-N去除率达85%，出水可稳定达标排放。

(2)采用A/O工艺时必须严格控制废水在A段和O段的DO值以及确保硝化液的回流量，以保证A/O工艺具备良好的脱氮效果。