新能源電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)持續(xù)產(chǎn)生含氟廢水,六氟磷酸鋰原料水解、電池極片清洗、電解液合成工序均會(huì)向水體帶入氟化物,行業(yè)廢水原水氟離子濃度普遍維持在每升十余毫克區(qū)間,水體 pH 呈堿性特征。現(xiàn)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氟化物排放設(shè)置分級(jí)管控閾值,低氟地區(qū)一級(jí)排放限值為每升 10 毫克,二級(jí)、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別放寬至每升 20 毫克、30 毫克,其余排污單位對(duì)應(yīng)限值同步下調(diào),電池制造企業(yè)若僅采用常規(guī)處理工藝,出水指標(biāo)很難穩(wěn)定滿足管控要求。
現(xiàn)階段行業(yè)主流電池廢水除氟處理路徑包含沉淀法、離子交換法、電滲析法、納濾反滲透法四類,各類工藝適配場(chǎng)景與運(yùn)行短板存在明顯區(qū)分。沉淀法操作流程簡(jiǎn)單,適配高氟濃度廢水前端預(yù)處理,但藥劑投加體量偏大,處理后水體氟化物難以穩(wěn)定壓低至低濃度區(qū)間,處理過程會(huì)生成大量氟化鈣污泥,污泥脫水處置工序復(fù)雜,長(zhǎng)期運(yùn)維固廢處置成本持續(xù)增加;常規(guī)離子交換樹脂僅適配中低濃度含氟水體,樹脂本體采購(gòu)成本偏高,飽和后再生藥劑消耗量大;電滲析預(yù)處理流程簡(jiǎn)潔,更適配小型處理系統(tǒng),但設(shè)備基建投入與日常能耗支出偏高,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員操作熟練度存在較高要求;納濾與反滲透工藝氟去除效果穩(wěn)定,水體共存離子不會(huì)干擾處理效果,然而整套設(shè)備投資與運(yùn)行能耗成本居高不下,系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的濃水仍需配套二次處置單元,整體操作流程繁瑣。

HP2000 電池廢水專用除氟吸附劑針對(duì)電池行業(yè)復(fù)雜水質(zhì)體系開發(fā),依托納米改性吸附載體構(gòu)建專屬氟離子配位吸附位點(diǎn),可在硫酸根、鋰鹽、重金屬離子等多種共存干擾組分存在的工況下定向捕捉水體氟離子,材料理化性能穩(wěn)定,吸附飽和后可通過脫附藥劑完成再生循環(huán),多次吸附脫附循環(huán)后仍可維持穩(wěn)定處理能力,規(guī)避常規(guī)工藝一次性耗材消耗、固廢增量的問題。
整套電池廢水除氟吸附處理系統(tǒng)分為預(yù)處理、動(dòng)態(tài)吸附、樹脂再生、脫附液處置四個(gè)連貫運(yùn)行單元。電池生產(chǎn)廢水首先匯集至調(diào)節(jié)池完成水質(zhì)水量均質(zhì),通過過濾單元去除水體懸浮物、膠體顆粒,避免雜質(zhì)堵塞吸附劑內(nèi)部孔道,預(yù)處理完成后的水體進(jìn)入裝填吸附劑的固定吸附塔,水流自上而下穿過吸附劑床層,氟離子與吸附劑表面活性位點(diǎn)發(fā)生配位結(jié)合,其余水體共存離子隨水流穿透床層,完成深度除氟后的出水可直接滿足排放管控標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)吸附塔出水氟離子濃度持續(xù)抬升,判定吸附劑達(dá)到飽和狀態(tài),系統(tǒng)切換至再生工序,向塔內(nèi)通入配置完成的脫附藥劑,通過反向置換將吸附位點(diǎn)結(jié)合的氟離子洗脫進(jìn)入再生廢液,再生完成后采用清水沖洗床層,去除殘留脫附藥劑,吸附劑恢復(fù)吸附活性,可重新接入廢水處理流程循環(huán)使用。
針對(duì)日處理規(guī)模百噸級(jí)堿性含氟電池廢水的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工況,原水 pH 維持 9.5、氟離子濃度 10.5mg/L,整套吸附系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行過程中,出水氟離子濃度可穩(wěn)定控制在每升 0.3 毫克以內(nèi),氟離子去除比例保持高位區(qū)間,適配電池企業(yè)深度除氟、廢水達(dá)標(biāo)排放的生產(chǎn)需求。該吸附工藝可靈活適配不同日處理規(guī)模、不同原水氟濃度的電池生產(chǎn)廠區(qū),既可以作為原有沉淀預(yù)處理系統(tǒng)的后端深度處理單元,也可單獨(dú)搭建小型一體化吸附裝置,適配中小型電池加工廠的廢水處置需求。
日常運(yùn)維階段需把控幾項(xiàng)基礎(chǔ)管理要點(diǎn),進(jìn)水過濾單元濾網(wǎng)需定期清理,防止細(xì)小懸浮物持續(xù)累積造成床層壓差升高;吸附塔運(yùn)行水流速度保持穩(wěn)定區(qū)間,水流過快會(huì)縮短水體與吸附劑接觸時(shí)長(zhǎng),降低氟離子捕捉效率;再生藥劑配比、沖洗時(shí)長(zhǎng)需嚴(yán)格按照工藝規(guī)范執(zhí)行,再生不充分會(huì)直接壓縮單次吸附周期,增加藥劑消耗;長(zhǎng)期停機(jī)前需使用清水完整沖洗吸附劑床層,避免堿性廢水長(zhǎng)期留存于孔道內(nèi)部,造成活性位點(diǎn)失效。對(duì)比傳統(tǒng)除氟工藝,該吸附材料運(yùn)行過程污泥產(chǎn)出量大幅縮減,無(wú)需持續(xù)投加大量鈣鹽、混凝藥劑,二次污染產(chǎn)出得到有效控制,整套系統(tǒng)自動(dòng)化適配度高,現(xiàn)場(chǎng)人工值守工作量更低,適配新能源電池行業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定廢水處理的運(yùn)營(yíng)需求。