磷酸铁锂是目前最常用的一种锂离子电池正极材料，磷酸铁锂主流生产工艺是以磷酸铁为原料;近年来新能源汽车行业高速发展，带动上游磷酸铁锂及磷酸铁产能快速增加;磷酸铁生产过程中废水产量大，母液浓度高，处理难度较大;新建工厂废水排放标准高，环保监察严格，新建磷酸铁工厂废水处理问题如何高效解决，成为磷酸铁生产企业关注的焦点;

　　1、磷酸铁锂生产线废水产生的机理：磷酸铁锂电池作为一种清洁能源，但在生产锂电池的工艺工序中会产生相应的工业废水，其锂电池工厂生产废水主要分为阴极废水及阳极废水，废水主要污染物质有三元材料、钴酸锂、磷酸铁锂、炭粉、NMP溶剂、去离子水溶剂。

　　2、磷酸铁锂生产线废水的特点：

　　①阴极废水和阳极废水性质不同，需分别收集进行预处理;

　　②阴极废水中含有回收价值颇高的原材料单独处理后可在回收提纯;

　　③阴极废水中含有重金属钴、镍、锰，工程设计时需单独考虑以上重金属离子的去除;

　　④阴极废水和阳极废水有机物浓度高,废水可生化降解性一般，且废水中含有不易好氧生化降解的大分子有机物，属高浓度难生化的有机废水。

　　3、磷酸铁锂生产线废水处理必须解决的几个技术问题：

　　1)生化法处理工艺技术介绍;

　　2)氨法处理磷酸铁锂生产线废水工艺技术要点;

　　3)电絮凝技术在处理磷酸铁锂生产线废水工艺中的应用技术;

　　4)磷酸铁锂生产线废水“零排放”工艺技术的研究

　　4、生化法处理工艺技术介绍(水量350T/d)

　　4.1、水量、水质

　　1)运行规模生产废水总量350T/d，其中阴极废水100m3/d，阳极废水200 m3/d;生活污水50m3/d;

　　2)进水水质相关进水水质指标如表1

　　3)出水水质出水满足《电池工业污染物排放标准》(GB 30484—2013)表2新建企业水污染物排放限值中间接排放标准要求，其各项指标排放标准如表2。

　　4)处理工艺:拟采用阴极废水、阳极废水分别收集，经车间三级沉淀预处理后排入污水处理站调节池，阴极&阳极废水通过泵抽入混凝沉淀池，通过不同的工艺参数控制，去除部分污染物，处理后的出水流入预酸化调节池;与厂区车间排放的生活污水在预酸化调节池内汇集后采用“UASB厌氧反应池+A/O池+二次沉淀”工艺进入生化处理，最终通过规范排污口排入市政污水管网;该锂电工业废水站的出水水质达到《电池工业污染物排放标准》(GB 30484—2013)表2新建企业水污染物排放限值中间接排放标准要求。

　　3)工艺原理分析:

　　(1)混凝沉淀因阴极废水中含有钴、镍、锰离子浓度低，但均是重金属污染物，且可与OH-反应生成不溶于水的沉淀物，根据《重金属污水化学法处理设计规范》CECS92:97中规定，以上重金属废水氢氧化物沉淀分离的最佳pH为9～12;根据以上化学特性，针对阴极废水采用氢氧化物化学沉淀分离方法的同时将pH值调整到9～12;该系统投入运行管理中，经过长期经验摸索得出，将阴极混凝沉淀调节至pH=9.5时，通过添加碱式氯化铝，阳离子PAM进行混凝沉淀，COD去除率20%以上，钴、镍、锰离子去除率在97%以上，在满足排放标准的同时能节省药剂投加量;阳极混凝沉淀池将pH控制在7～8，通过投加PAM，PAC的，COD去除率高达60%以上;重金属去除率96%以上;

　　(2)厌氧处理工艺该锂电厂工业废水的营养源(C:N:P)比例严重不均衡，需要额外添加氮肥和葡萄糖，在系统投产运行后，同步添加生活污水，增加其废水的可生化性;生活污水与预处理的阴阳极废水混合调节后，虽然BOD与COD比值大于0.3，可用于生物处理，但其混合废水有机物浓度仍然很高，废水可生化降解性差，直接用好氧处理由于有机负荷过高，导致处理效率低，同时因好氧生化需供给充足的空气来创造微生物生长、繁殖的有利环境，能耗大，并产生的污泥量大，造成二次污染量大，故本系统采用厌氧生物处理，其起作用的细菌为水解细菌，产酸菌、产甲烷菌，在厌氧条件下，不需要动力，将有机物大部分降解到适宜于好氧生物降解的水平，同时产生的甲烷可二次燃烧利用回收。

UASB由污泥反应区、气液固三相分离器和气室三部分组成。混合污水从厌氧污泥床底部进入，与污泥反应器中的污泥进行混合接触，被污泥中的厌氧菌消耗分解为有机物(碳水化合物，沼气)，靠厌氧过程中产生的沼气上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动;沼气不断聚合上升，从污泥床的上部形成一些气体附着在污泥颗粒上，随后沼气浓度越来越高，并夹带着部分泥水进入气固液三相分离器。

在三相分离其中，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入沼气收集室，固液混合液经过反射进入三相分离器沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，被沉淀区分离出来的污泥在重力作用下沉降至厌氧反应区进行循环。该工艺对有机物浓度去除率可达50%以上，对总氮也有一定的处理效果;进一步降低了进入好氧池有机负荷。

　　(3)好氧处理工艺经厌氧处理后的废水进入好氧池，对污染物进一步降解，因出水氨氮要求必须小于30mg/l，总氮要求必须小于40mg/l，故在好氧处理工艺中兼顾去除COD的同时需具备成熟的生物脱氮工艺，故本次好氧处理选型为A/O(硝化反硝化)工艺;A/O脱氮工艺创造了一个缺氧和好氧交替变化的生物环境，使得好氧异养菌，反硝化菌，硝化菌都处于缺氧/好氧交替环境中，构成一个混凝菌群，能更高效的去除有机物及脱氮的功能;在缺氧条件下，反硝化菌利用污水中的有机碳作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体“无氧呼吸”,将回流液中硝态氮还原成氮气释放至大气，从而降解了污水中总氮及氨氮;在好氧条件下，大量的好氧菌分解有机物的同时，硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸盐;再向缺氧池回流，为脱氮做好必要的准备;该工艺对有机物浓度去除率可达90%以上，对总氮去除率可达70%以上，对总磷的去除率可达50%以上。

       (4)污泥减量化利用本项目废水处理过程中将产生一定量物化污泥和生化剩余污泥，其中阴阳极污泥中有部分原材料可利用，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。为了减少污泥产生量，阴极与阳极混凝沉淀后的污泥脱水需分别排入浓缩池，由气动泵泵入脱水机进行滤处理;根据运行经验总结，本项目实施后阴极污泥产生量约为150kg/d(污泥含水率约70%)，阳极污泥产生量约为600kg/d(污泥含水率约65%)，因物化污泥可直接通过箱式压滤机进行脱水，其脱水后的污泥送到有资质的单位进行二次分离提纯;而生化部分二次沉淀池剩余污泥、UASB厌氧反应池剩余污泥定期排入生化污泥浓缩池浓缩，生化污泥因其污泥活性大，粘稠度高，故推荐生化剩余污泥使用叠螺压滤机，生化剩余污泥产生量约为：235kg/d(污泥含水率约80%)，脱水后的污泥直接外运堆肥。

　　4.2、主要构筑物及设备参数

　　1)阴阳极废水调节池。阴极废水调节池一座，砼结构，设置顶部盖板，有效容积为48m3，尺寸为3.2m×3.4m×5.0m，有效水深4.5m。配置提升泵2台;电磁流量计一台;阳极废水调节池一座，砼结构，设置顶部盖板，有效容积为90m3，尺寸为5.9m×3.4m×5.0m，有效水深4.5m。配置提升泵2台，电磁流量计一台。

　　2)阴阳极混凝沉淀池。阳极混凝沉淀池一座，砼结构，设置顶部盖板，尺寸为4.6m×2.5m×5.0m，配置液碱、PAC、PAM溶解配制装置2套 ，在 线pH检测仪一套，排泥泵2台;阴极混凝沉淀池一座，砼结构，设置顶部盖板，尺寸为3.2m×2.5m×5.0m。配置液碱、PAC、PAM溶解配制装置2套 ，在 线pH检测仪一套，排泥泵2台。

　　3)预酸化调节池。预酸化调节池一座，砼结构，设置顶部盖板，尺寸：3.1m×9.4m×5.0m，有效水深4.5m。提升泵2台 ，液 位控制器1套;电磁流量计1套。

　　4)UASB池。厌氧反应池一座，砼结构，设置顶部盖板，平面尺寸为3.8m×6.6m×8.0m，有效容积：188m3。配置BS-1300型布水系统1套，三相分离器1套，收水堰1套，沼气收集装置一套，厌氧循环泵2台;

　　5)A/O(硝化-反硝化)。硝化-反硝化池一座，砼结构，设置顶部盖板，尺寸为10.7m×6.6m×5.0m，有效水深4.5m。配置潜水搅拌器1台，旋混曝气器112套，硝化液回流泵2台，在线溶氧仪1台。

　　6)二沉池。二沉池一座，砼结构，设置顶部盖板，尺寸为2.0m×6.6m×5.0m。配置沉淀池组件1套，排泥泵4台，收水堰1套。

　　7)污泥浓缩池。

　　(1)阴极、综合污泥浓缩池各一座，砼结构，设置顶部盖板，尺寸为1.3m×2.5m×5.0m，有效水深4.5m。

　　(2)阳极污泥浓缩池一座，砼结构，设置顶部盖板，尺寸为2.5m×2.5m×5.0m，有效水深4.5m。配置综合、阴极、阳极污泥进料气动隔膜泵4台，厢式压滤机3台，叠螺压滤机1台，配置阳离子PAM、阴离子PAM溶解配制装置2套;

　　8)事故池一座，砼结构，设置顶部盖板，尺寸：7.1m×9.4m×5.0m，有效水深4.5m。

　　9)规范化排污口。规范排污口1座，砖混结构，尺寸L×B×H=8.3×1.4×1.5m。配置在线检测设备一套。

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