电池生产废水处理方法及工艺详解

电池生产废水主要来自 锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池 等制造过程，含 重金属、氟化物、有机物及高盐分，需针对性处理。以下是主流处理技术及组合工艺：

1. 电池废水主要污染物及处理难点

2. 核心处理方法及工艺组合

（1）重金属去除

① 化学沉淀法

原理：投加 NaOH/Na₂S 形成氢氧化物或硫化物沉淀。

适用：Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺等，可降至 <0.5 mg/L。

优化：

分步沉淀（先调pH至8~9除铁/铝，再调至10~11除镍/钴）。

添加 絮凝剂（PAC+PAM） 提升沉降效率。

② 离子交换法

原理：使用 螯合树脂 选择性吸附重金属（如Dowex M4195）。

优势：深度处理（出水重金属 <0.1 mg/L），树脂可再生。

③ 膜分离法（RO/NF）

适用：高价值金属（如锂）回收，浓缩液返回沉淀工序。

2）氟化物处理

① 钙盐沉淀法

反应式：

Ca2++2F−→CaF2↓(理论残余F−≈8 15mg/L)

优化：

联合 铝盐混凝（Al³⁺与F⁻形成络合物），使F⁻ <5 mg/L。

② 吸附法

材料：活性氧化铝、改性沸石，适用于低浓度氟废水（F⁻<50 mg/L）。

（3）有机物降解

① 高级氧化（AOPs）

Fenton氧化：H₂O₂ + Fe²⁺产生·OH自由基，降解PVDF、NMP等。

臭氧氧化：直接分解难降解有机物，COD去除率 >50%。

② 生化处理

MBR工艺：膜生物反应器结合好氧/厌氧工艺，处理可生化性废水。

（4）酸碱中和与盐分控制

中和：投加 NaOH/H₂SO₄ 调节pH至6~9。

脱盐：

电渗析（ED）：选择性分离盐分。

蒸发结晶：处理高盐浓缩液（如Na₂SO₄回收）。

3. 典型工艺组合

（1）锂离子电池废水处理流程

废水收集 → 中和沉淀（除重金属） → 钙盐除氟 → Fenton氧化（降解COD） → MBR生化 → RO膜脱盐 → 达标排放/回用

出水标准：Ni<0.1 mg/L、F⁻<10 mg/L、COD<50 mg/L（GB 8978-1996）。

（2）铅酸电池废水处理流程

调节pH → 硫化沉淀（PbS↓） → 混凝过滤 → 离子交换（深度除铅） → 蒸发结晶（回收Na₂SO₄）

调节pH → 硫化沉淀（PbS↓） → 混凝过滤 → 离子交换（深度除铅） → 蒸发结晶（回收Na₂SO₄）

4. 技术挑战与发展趋势

资源化回收：

从废水中提取 锂、钴、镍（如溶剂萃取、电沉积）。

低碳工艺：

推广 厌氧氨氧化（Anammox） 处理高氨氮废水。

智能化控制：

实时监测 pH/ORP，自动投加药剂。

5. 工程案例

某三元锂电池厂（水量1000 m³/d）：

采用 “化学沉淀+RO+蒸发结晶”，锂回收率 >95%，废水回用率 80%。

电池废水处理需根据 污染物特性、回收需求及成本 选择工艺，未来趋势是 “高效去除+资源化” 的绿色循环模式。