锂电池废水介绍与处理分析

一、锂电池废水介绍

锂电池废水主要产生于锂电池生产、使用及回收环节，具有污染物种类复杂、毒性高、处理难度大等特点。其成分包括重金属、有机溶剂、氟化物、磷化物及高盐分等，若未经妥善处理直接排放，会对水体和土壤造成严重污染。

二、废水来源及成分

1. 生产环节

• 电解液配制与清洗：电解液中的有机溶剂（如碳酸酯类）、锂盐（如六氟磷酸锂）易随清洗废水排出。

• 电极制备：正极材料（如钴酸锂、镍钴锰酸锂）加工过程中产生的含重金属（钴、镍、锰）废水。

2. 回收拆解环节

• 放电与拆解：废旧锂电池放电时产生的卤水废水（含高盐分、氟、磷），以及破碎分选过程中电解液泄漏的有机物。

典型成分：

• 重金属：钴（Co）、镍（Ni）、锰（Mn）等，浓度可达数十至数百mg/L。

• 有机物：COD高达3000mg/L以上，主要来自电解液溶剂（如DMC、EC）。

• 氟化物（F⁻）与磷化物（PO₄³⁻）：来自电解质分解，浓度约100-150mg/L。

• 高盐分：TDS（总溶解固体）可达6%以上，以氯化钠、硫酸盐为主。

三、处理技术及典型案例

案例1：某锂电回收公司放电废水处理

• 废水特点：COD≥3000mg/L，TDS≥6%，氟和总磷浓度100-150mg/L。

• 处理工艺：采用DT-CF集成化处理设备，结合除油、化学沉淀、膜分离及高级氧化技术。

• 除氟除磷：投加钙盐生成CaF₂沉淀，同步化学沉淀除磷。

• 有机物降解：臭氧催化氧化分解碳酸酯类有机物，COD降至600mg/L以下。

• 盐分控制：反渗透膜浓缩后蒸发结晶，实现盐分资源化回收。

• 成效：出水氟≤15mg/L、总磷≤5mg/L，达到新加坡排放标准，年减少危废排放200吨。

案例2：某锂电池材料生产废水循环利用

• 废水特点：含高浓度氯离子（来自电解液清洗）、少量重金属及有机污染物。

• 处理工艺：

• 浓水回用：改造去离子水系统，将RO膜浓水引入循环水池，替代自来水补充，年节水2.19万吨。

• 真空泵改造：优化真空泵机组减少泡沫产生，废水排放量降低15吨/月。

• 膜吸附技术：在尾气处理环节增设MM膜吸附装置，回收六甲基二硅氧烷（MM），尾气MM浓度≤50ppm。

• 成效：实现水资源回用率提升30%，年减排污水超2万吨，获ISO 14001环境管理体系认证。

四、技术趋势与挑战

• 资源化方向：推广湿法提锂水循环（如华友钴业MVR蒸汽再压缩系统）、重金属回收（如湛清环保的树脂吸附技术）。

• 难点：高盐废水生化处理受限，需依赖膜分离与蒸发结晶，但成本较高；氟磷协同去除需优化药剂投加比例。

以上案例表明，通过工艺创新与设备集成，锂电池废水可实现高效治理与资源化，助力锂电行业绿色可持续发展。