锂电池废液 「科普」锂电池生产过程中产生的废水要怎么办？

「科普」锂电池生产过程中产生的废水要怎么办？

在环保和时尚的双重加持下，很多想买车的人都会选择新能源车；

而穿梭于大街小巷的外卖小哥更是环保达人，手里拿着充电宝，脚下踩着电动车，全程愣是不烧一滴油。

这意味着每年要生产大量锂电池，世界10大锂电池厂家里中国占了6家，据统计，2021年全球锂离子电池市场规模545GWh,而中国锂离子电池产量为324GWh,我们占据了半壁江山。

那么问题来了，锂电池生产过程中产生的废水要怎么办呢？

当然是处理达标后再排放咯

生产一块锂电池和把大象装进冰箱一样简单，因为也能大致分为三步，制造极片、组装外壳、灌入电解液。

废水成分有哪些？

废水主要是冲洗设备产生的，水量不大但成分复杂，最魔幻的是，生产一个看似从头到脚都是无机物的锂电池，产生的却是高浓度有机废水。

这是因为生产锂电池的过程中会用上NMP,这玩意叫N-甲基吡咯烷酮，化学式为C5H9NO,在电子工业里属于高级溶剂，是锂电池和高精密电子、电路板的优良清洗剂，关键是还没登上《国家危险废物名录》。

就像北上广深写字楼里的“Aaron、Martin” 回到老家后变成了“狗蛋、富贵”一样，不管NMP在隔壁行业有多高级，在水处理这儿就叫难降解C

除了NMP,电解液里也含有高纯度有机溶剂，而废水里包含电池原料是很正常的事情，这些电解液有的有毒、有的无毒，全看制造商怎么选。

电池正极是精华所在，代表了整个电池80%的技术和50%的成本，正极设

备情况发水的成分定杲姑锰酸理或省磷酸铁锂这类正宗无机盐，以及混进来的NMP。

负极材料就显得平平无奇了，负极设备清洗废水中含有COD、SS等污染物，SS里主要是碳粉。

如何处理？

针对NMP和电解液里的有机溶剂，一套厌氧反应器+A/O工艺足以搞定，可RNM在隔壁行业毕竟属于高级货，直接分解掉太浪费了。

供应商一般会用半价回收NMP废液，于是供应商节省和锂电池厂家都能节省成本，环保公司也不用面对太多NMP,皆大欢喜。

正极废水里的这些重金属盐价值不菲，又容易让生物段的微生物中毒，所以会单独处理正极废水，能回收尽量回收，通常是在碱性条件下投加PAM,这样无论是游离的金属离子还是以SS形式存在的化合物都能弄出来。

综合考虑以上因素，锂电池生产废水的处理流程大致是这样的：

锂电池废水有哪些问题？

对于管理正规、工艺完善的锂电池生产线，按部就班处理废水并不难

企业管控能力越差，材料浪费的就越多，最终全进了废水，这就是为什么同样产量的生产线，废水浓度和水量都天差地别。此外还有个容易忽路的问题，就足报废电池回收虽然果电池本身污染不党重，但架不住数量多；而且回收没啥收益就几乎没人愿意去做这事。

不过这击我们也管不着，还得等政策。

工艺 锂电池生产废水处理

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锂电池是一种相对清洁的储能元件，在目前商用二次电池中的使用是最普及的，但是锂电池的传统生产工艺产生的废水却是典型的高浓有机废水。 以正极废水为例，目前正极三元材料最常使用的沉淀法工艺如下图所示 ：

沉淀法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2

加上负极废水和电池清洗废水，使得生产废水中含有大量钴酸锂、磷酸铁锂、甲基吡啶烷酮、纳米超细碳粉及小分子酯类等。 虽然相对水量较小，但废水成分复杂，可生化性较差，且有一定毒性。

某锂电池企业生产清洗废水水质情况

通常企业采用酸化、芬顿氧化、pH调整，絮凝沉淀，板框压滤，出水进入园区污水厂集中处理，该方法需要消耗大量双氧水、硫酸、碱液，芬顿氧化产生大量铁泥，出水水质很难保证。 为提高水的重复利用率，该废水处理工程设置了中回用水单元进行深度处理。

某锂电池企业污水处理系统工艺流程

工艺特点如下：

1、因正极废水中的悬浮物具有回收价值，可首先单独对正极废水进行混凝沉淀处理去除水中悬浮物。

2、电絮凝法反应速度快，操作简单，无需投加化学药剂，无二次污染，同时可有效去除COD，破除部分大分子难降解有机物，提高废水的可生化性，降低后续生化处理单元的有机负荷。

3、经过沉淀处理的正极负极混合废水自流进入综合调节池，可适当引入部分生活污水与之混合。

4、硝化滤池和反硝化滤池可利用滤料上高浓度生物膜量的强氧化降解能力，去除含碳有机物，同时粒径较小的滤料和生物膜絮凝作用可进一步截留悬浮物。

柱式超滤膜组件

5、一级反渗透装置能去除绝大部分无机盐、有机物、微生物等污染物，而二级RO装置处理的浓水含量较高，常规RO膜很难适用该进水水质，可采用海水淡化膜，一方面提高系统整体回用率，同时减少浓水量，缩短浓水蒸发系统运行时间，降低能耗

6、系统浓水最后进入机械式蒸汽再压缩蒸发器（MVR）装置，对二级RO浓水进行蒸发浓缩，将浓缩液转换固态，相对三效蒸发器至少可以节约50%以上电能。

MVR机械负压蒸发结晶技术

以上为采用电絮凝-混凝-AAO法-MBR-反硝化滤池-硝化滤池-清水池组合工艺+超滤-反渗透工艺处理并回用某新能源公司锂电池生产废水实例。 废水经处理后主要指标达到《电池工业污染物排放标准》（GB 30484-2013）中表3新建企业水污染物排放限值的直接排放标准。

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