某鋰電池生產(chǎn)企業(yè)廢水處理工程實例

劉小虎 袁禹重

(江西康翔環(huán)保有限公司，江西 南昌 330029)

概述

近年來，鋰電池因其安全性高、比容量大、自放電率好等性能而越來越廣泛地得到應用[1]，但在鋰電池生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一些清洗廢水，主要成份有鈷酸鋰、NMP(甲基吡咯烷酮)、碳粉及有小分子有機物質(zhì)酯類等[2]，其生產(chǎn)廢水的危害也逐漸引起了人們的重視[3]。

江西某鋰電池生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)及生活過程每天產(chǎn)生的廢水量約為600m3，其中生產(chǎn)廢水水量約100噸，生活污水量約500噸，排放的綜合廢水COD濃度為300～500mg/L，氨氮為30～35mg/L。根據(jù)環(huán)保要求，處理后出水達《電池工業(yè)污染物排放標準》(GB30484-2013)表2排放標準。

1 廢水水質(zhì)水量及處理工藝

1.1 廢水水量、水質(zhì)特點

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)特性，本工程廢水來源于生產(chǎn)過程的清洗廢水，排放特征主要有：廢水排放隨意性大[4]、水量無規(guī)律性、水質(zhì)波動性較大，廢水污染物成分較為復雜、生物毒性較大，不易生物降解，含有重金屬污染等[6]。

1.2 廢水處理工藝流程

根據(jù)該廢水水質(zhì)特點，廢水主要是COD、氨氮濃度較高以及存在一定的重金屬污染，而廢水B/C值為0.3～0.4，廢水具有一定的可生化性，因此，設計采用采用水解酸化+A/O+生物接觸氧化+混凝沉淀+過濾組合工藝進行處理，廢水工藝流程圖如圖1。

圖1 污水處理工藝流程圖

1.3 流程說明

廢水經(jīng)管網(wǎng)收集后進入集水井，在集水井中去除大的漂浮物，然后提升至水解調(diào)節(jié)池內(nèi)，經(jīng)曝氣攪拌均化水質(zhì)水量的同時進行水解酸化。之后廢水進入A/O池內(nèi)進行生化反應，去除廢水中的COD和NH3-N等主要污染物，再經(jīng)二沉池固液分離，上清液再進入生物接觸氧化池內(nèi)進行深度的生化處理以保證廢水有機物等指標穩(wěn)定達標，但由于廢水中存在鈷等重金屬離子，因此后續(xù)出水再經(jīng)混凝沉淀池和保安過濾器進一步處理，最后廢水達標排放。

二沉池的剩余污泥，混凝反應池和保安過濾器產(chǎn)生的污泥經(jīng)污泥泵提升排入至污泥濃縮池內(nèi)，最后經(jīng)污泥脫水機脫水后外運，污泥池內(nèi)上清液排放至集水井。

2 主要構(gòu)筑物及配備設施

(1)集水井1座，采用鋼混結(jié)構(gòu)，設計尺寸4.0×2.5×7.0m。配備WQ50-7-3提升泵泵2臺，1用1備，配套液位控制器1套，人工格柵1套。

(2)水解調(diào)節(jié)池1座，采用鋼混結(jié)構(gòu)，設計尺寸19.5×4.0×6.0m，池內(nèi)設置曝氣攪拌裝置和生物填料，該池主要用于均化水質(zhì)水量同時進行水解酸化。

(3)A/O池1座，采用鋼混結(jié)構(gòu)，A池設計尺寸為5.0×9.0×6.0m，O池設計尺寸為12.5×13.0×6.0m，總停留時間為34h，設計工藝DO值：A池0-0.5mg/l，O池：3-5mg/l；F/M值：0.6kgBOD5/kgMLSS.d；污泥齡：20-30d。A池內(nèi)設置曝氣攪拌裝置和生物填料，配套3臺HSR150型羅茨風機，功率22kW，風量11.34m3/min，風壓58.8kPa，風機可根據(jù)廢水處理采用1用2備或2用備的方式運行，有利于企業(yè)節(jié)約電能。

(4)二沉池1座，采用鋼混結(jié)構(gòu)，設計尺寸13×4.0×6.0m，該池主要用于泥水分離，內(nèi)設污泥回流裝置，配套排泥裝置1套。

(5)生物接觸氧化池1座，采用鋼混結(jié)構(gòu)，設計尺寸5.0×9.5×6.0m，池內(nèi)設置曝氣系統(tǒng)和生物填料，該池主要用于廢水的三級深度處理，確保廢水中COD和NH3-N等污染物穩(wěn)定達標。

(6)混凝反應池1座，采用鋼混結(jié)構(gòu)，設計尺寸5.0×7.0×6.0m，池內(nèi)設置導流筒1套，配套加藥裝置2套，排泥裝置1套，提升泵1臺；配套保安過濾器1套，反洗水泵1臺，主要用于去除廢水中的重金屬離子。

(7)清水池1座，采用鋼混結(jié)構(gòu)，設計尺寸3.0×5.0×6.0m，用于儲存處理后的清水。

(8)污泥池1座，采用鋼混結(jié)構(gòu)，設計尺寸5.0×6.0×6.0m，配套污泥泵2臺，1用1備，配套污泥脫水機1臺，過濾面積120m2。

(9)輔助設施：設置臭氣凈化系統(tǒng)1套，廢氣處理量10000m3/h，功率13.2kW；設置出水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)1套。

3 工程調(diào)試及運行結(jié)果

3.1 工藝調(diào)試

經(jīng)過近3個月的調(diào)試，調(diào)試期主要在夏季，溫度為22～35℃之間。調(diào)試進水水質(zhì)pH值嚴格控制在6.5～8.0之間，經(jīng)調(diào)試后A/O池污泥沉降比為30%，末段混凝池加入PAC濃度為150mg/L，PAM濃度為20mg/L，經(jīng)處理后各項指標均達到排放標準。系統(tǒng)穩(wěn)定運行1個月后，經(jīng)第三方檢測機構(gòu)對出水進行連續(xù)3d取樣監(jiān)測均達標，水質(zhì)數(shù)據(jù)見下表1。

表1 水質(zhì)數(shù)據(jù)表

3.2 結(jié)果分析

(1)該廢水水質(zhì)具備可生化性且COD及氨氮濃度較高，因此，工藝采用水解酸化+A/O工藝可以很好的去除廢水中的COD，廢水通過交替兼氧-好氧進行硝化反硝化過程，將廢水中的氨氮最終轉(zhuǎn)化為氮氣。

(2)采用混凝沉淀和保安過濾器工藝對重金屬離子有很好的去除效果，且運行過程主要為電耗，PAC用量為90kg/d，PAM用量為12kg/d，藥劑用量折合噸水處理費用為0.35元，工藝運行成本較為經(jīng)濟。

4 結(jié)論

(1)本工程主要針對廢水的水質(zhì)特點進行設計，采用水解酸化+A/O+生物接觸氧化+混凝沉淀+過濾組合工藝，均為很成熟穩(wěn)定的廢水處理工藝，操作相對簡單，該工藝是針對鋰電池生產(chǎn)廢水是經(jīng)濟技術(shù)可行的，COD去除率在90%以上，NH3-N去除率達85%，出水可穩(wěn)定達標排放。

(2)采用A/O工藝時必須嚴格控制廢水在A段和O段的DO值以及確保硝化液的回流量，以保證A/O工藝具備良好的脫氮效果。