新能源汽车锂电池行业废水处理方案

锂电池废水介绍

锂电池生产废水具有成分复杂、水量较小、可生化性差、有一定毒性等特点，含有重金属离子、高浓度有机物、氟化物、氨氮等污染物。主要来源于电极材料制备、电池组装和后处理等环节。电极材料制备废水中含有重金属离子、氨氮、硫酸根离子及有机物；电池组装废水含有少量金属离子、有机物和悬浮物；后处理废水含有锂盐、重金属离子、氟化物及少量有机物。

锂电池废水来源及成分

• 电极材料制备废水：正极材料（如镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等）合成过程中，会产生含有重金属离子（如镍、钴、锰、锂等）、氨氮、硫酸根离子以及大量有机物（如有机溶剂、粘结剂、分散剂等）的废水。负极材料（如石墨、硅基材料等）生产过程中，废水主要来源于石墨化、粉碎、筛分等工序，含有石墨颗粒、悬浮物以及少量的重金属杂质。

• 电池组装废水：电池组装过程中的清洗工序会产生废水，含有少量的金属离子（如锂、铁等）、有机物（如润滑油、切削液等）和悬浮物。电池外壳清洗废水含有一定量的油污和金属粉尘。

• 后处理废水：包括电池化成、分容等工序产生的废水，含有锂盐、重金属离子、氟化物以及少量的有机物。在电池化成过程中，电解液中的锂盐会溶解在水中，形成含锂废水。

锂电池废水处理案例

案例一：广东某新能源公司锂电池生产废水处理工程

• 废水情况：废水分为阳极废水和阴极废水。阳极废水主要污染物质包括石墨、导电碳、聚苯橡胶粘和剂（SBR）、铜箔等；阴极废水主要污染物质包括钴酸锂、导电碳、聚偏二氟乙烯（PVDF）、PVDF-钴酸锂、羧甲基纤维素钠（CMC）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、铝箔等。废水具有成分复杂、有机物浓度高、可生化性差等特点，且阴极废水中含有重金属钴、镍、锰。

• 处理工艺：

  • 阳极废水：采用混凝沉淀+厌氧+AOA+MBR工艺处理。混凝沉淀可去除废水中的悬浮物和部分重金属离子；厌氧处理可降解部分有机物；AOA工艺进一步去除有机物和氨氮；MBR系统则通过膜分离技术，确保出水水质稳定达标。

  • 阴极废水：采用Fenton氧化+混凝沉淀+UASB+二级AO+MBR工艺处理。Fenton氧化可将大分子有机物分解为小分子，提高废水的可生化性；混凝沉淀去除Fenton反应产生的铁泥和部分悬浮物；UASB进行厌氧处理，去除废水中大量的有机物；二级AO工艺进一步去除有机物和氨氮；MBR系统确保出水水质稳定达标。处理后的阴极废水再经二级RO/MVR处理后，回用水及冷凝水达到相关标准后回用，浓水经MVR系统蒸发结晶。

• 处理效果：系统运行稳定，处理后阳极废水满足《电池工业污染物排放标准》（GB 30484—2013）表2新建企业水污染物及广东省地方标准《污水综合排放标准》（DB 4426—2001）表4第二类污染物排放标准后排放；阴极废水满足回用水标准，成功实现零排放。

案例二：江西某锂电池生产企业综合废水处理工程

• 废水情况：废水主要包括正负极生产废水和电芯拆解废水，具有COD高、难生物降解以及含有氟化物、总镍、总锰和总钴的特点。

• 处理工艺：采用两级混凝+厌氧的工艺进行初步处理，再和厂区其他污水混合后经过接触氧化池+MBR工艺组合处理。两级混凝可去除废水中的悬浮物和部分重金属离子；厌氧处理可降解部分有机物；接触氧化池进一步去除有机物；MBR系统通过膜分离技术，确保出水水质稳定达标。其中，MBR系统采用两性离子纳米平板陶瓷膜，具有膜通量大、化学清洗频率低的优点。

• 处理效果：出水水质优于《电池工业污染物排放标准》（GB 30484–2013）中废水间接排放标准，整个处理系统长期运行稳定，操作简单，处理费用为5.7元/方。