一种汽车行业电池组装有机废水的处理系统及方法

摘要

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种汽车行业电池组装有机废水的处理系统及方法，该处理系统包括混凝/絮凝单元、气浮处理单元、芬顿氧化单元、厌氧处理单元、缺氧/好氧处理单元、深度处理单元和污泥池。本发明利用化学沉淀法、高级氧化法、生化处理法以及多介质过滤法，以去除汽车行业电池组装有机废水中悬浮颗粒物、难降解有机物、总氮、氨氮，提高废水可生化降解性能，降低处理难度，实现汽车行业电池组装有机废水的有效处理。

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种汽车行业电池组装有机废水的处理系统及方法。

背景技术

电池的发展历史悠久，从200多年前开始的“伏特电堆”，到铅酸电池、镍镉电池、干电池、铅蓄电池，现已被广泛用于电子产品、汽车工业和工业市场中。锂电池是一种新型的高容量、长寿命的环保电池，由正负极板、固体电解质组成。如今的新能源汽车是由多个锂电池串联成电池组，称为新能源汽车，实现了绿色环保的理念。

磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料，凭借其良好的兼容性、高能量密度、长循环寿命、高温性能和安全性能，在储能市场和电动汽车市场具有很强的应用价值。然而，磷酸铁锂材料发展中面临的一个突出问题是，在生产中不可避免地会产生一些难以处理的废水，这类废水通过清洗设备水、冷却水、地板清洗水和一些原料废液，存在不溶性物质、可溶性有机物和有害物质。

现有的电池组装有机废水处理工艺中，最典型的是“物化反应+蒸发”工艺，通过物化反应去除水中的悬浮颗粒物后进入蒸发器浓缩，冷凝水回用，浓缩液委外处理。该工艺明显不足之处在于：1、采用蒸发工艺，初期投资大、蒸汽(电)能耗大，运行、维护和保养费用大；2、产生的浓缩液委外处理费用高；3、废水中有机物组分随产量变化而无法维持稳定，影响蒸发器的使用效果。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种汽车行业电池组装有机废水的处理系统及方法。

按照本发明的技术方案，所述汽车行业电池组装有机废水的处理系统，包括混凝/絮凝单元、气浮处理单元、芬顿氧化单元、厌氧处理单元、缺氧/好氧处理单元、深度处理单元和污泥池；

所述混凝/絮凝单元连接有加药装置I，混凝/絮凝单元的出水口连通气浮处理单元的进水口；所述气浮处理单元的出水口连通芬顿氧化单元的进水口；所述芬顿氧化单元连接有加药装置II，芬顿氧化单元的出水口连通厌氧处理单元的进水口；所述厌氧处理单元的出水口连通缺氧/好氧处理单元的进水口；所述缺氧/好氧处理单元的出水口连通深度处理单元的进水口；所述深度处理单元内设有过滤器；所述污泥池分别连通所述混凝/絮凝单元、气浮处理单元、芬顿氧化单元、厌氧处理单元和缺氧/好氧处理单元的排泥口。

具体的，所述混凝/絮凝单元用于对汽车行业电池组装有机废水中悬浮颗粒物的去除，沉淀后的上清液输出至气浮处理单元；

所述气浮处理单元用于对混凝/絮凝单元上清液进行气浮反应，用于进一步去除水中细小悬浮颗粒物、去除水中阴离子表面活性剂，泥水分离后清液输出至芬顿氧化单元；

所述芬顿氧化单元用于对气浮处理单元上清液进行芬顿氧化反应，氧化难降解有机污染物、提高废水可生化性，沉淀后上清液输出至厌氧处理单元；

所述厌氧反应单元用于对芬顿氧化单元上清液进行厌氧生化反应，进一步降解有机污染物，沉淀后上清液输出至缺氧/好氧处理单元；

所述缺氧/好氧处理单元用于对厌氧处理单元上清液进行硝化、反硝化反应，进一步降解有机污染物和总氮，沉淀后上清液输出至深度处理单元；

所述深度处理单元用于对缺氧/好氧处理单元上清液进行深度处理，通过石英砂和活性炭的物理、化学吸附能力，去除水中残留悬浮颗粒物、微生物等，实现汽车行业电池组装有机废水的稳定达标排放。

进一步的，所述过滤器采用石英砂和活性炭为介质。

本发明的另一方面提供了一种汽车行业电池组装有机废水的处理方法，采用上述处理系统，包括以下步骤，

S1：汽车行业电池组装有机废水进入混凝/絮凝单元，在碱、熟石灰、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)的作用下去除悬浮颗粒物，被去除的悬浮颗粒物形成沉淀排入污泥池；

S2：混凝/絮凝单元的处理出水进入气浮处理单元进行气浮反应，去除细小悬浮颗粒物和阴离子表面活性剂，气浮反应形成的沉淀排入污泥池；

S3：气浮处理单元的处理出水进入芬顿氧化单元进行芬顿氧化反应，氧化难降解有机污染物、提高废水可生化性，芬顿氧化形成的沉淀排入污泥池；

S4：芬顿氧化单元的处理出水进入厌氧处理单元进行厌氧生化反应，进一步降解有机污染物，厌氧生化反应形成的沉淀排入污泥池；

S5：厌氧处理单元的处理出水进入缺氧/好氧处理单元进行硝化、反硝化反应，进一步降解有机污染物和总氮，硝化、反硝化反应形成的沉淀排入污泥池；

S6：缺氧/好氧处理单元的的处理出水进入深度处理单元进行深度处理，在过滤器的作用下去除残留悬浮颗粒物、微生物，完成汽车行业电池组装有机废水的处理。

具体的，汽车行业电池组装有机废水中包含电池组装过程中使用的炭黑、胶粘剂(主要物质为N-甲基吡咯烷酮(NMP))、少量电解液、盐分、表面活性剂等，有机物浓度2000-5000mg/L，pH为8-9，悬浮物浓度为1200-2000mg/L，总氮浓度为250-300mg/L。

进一步的，所述碱为氢氧化钠。

进一步的，所述步骤S1中，控制混凝/絮凝单元内pH值为9-12。

进一步的，所述步骤S1中，汽车行业电池组装有机废水在混凝/絮凝单元的总反应时间为60-80min。

进一步的，所述步骤S2中，气浮反应为溶气气浮反应，接触池上升流速10-14mm/s，回流比控制35％-45％，溶气压力0.45MPa。

进一步的，所述步骤S3中，芬顿氧化反应中控制pH值为3-4，通过加入酸(如硫酸)调节pH。芬顿试剂中采用27.5wt％双氧水溶液，H

进一步的，所述步骤S4中，厌氧生化反应的时间为16-20h。

进一步的，所述步骤S5中，缺氧阶段停留时间6-8h，好氧阶段停留时间8-12h，好氧混合液回流比为2-4。

进一步的，所述步骤S6中，过滤器的滤层高度为1.0-1.2m，滤速为8-12m

本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明利用化学沉淀法、高级氧化法、生化处理法以及多介质过滤法，以去除汽车行业电池组装有机废水中悬浮颗粒物、难降解有机物、总氮、氨氮，提高废水可生化降解性能，降低处理难度，实现汽车行业电池组装有机废水的有效处理。

附图说明

图1为实施例1中汽车行业电池组装有机废水的处理系统的结构示意图。

图2为实施例1中汽车行业电池组装有机废水的处理方法的流程示意图。

附图标记说明：1-混凝/絮凝单元、2-气浮处理单元、3-芬顿氧化单元、4-厌氧处理单元、5-缺氧/好氧处理单元、6-深度处理单元、7-加药装置I、8-加药装置II。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，汽车行业电池组装有机废水的处理系统，包括混凝/絮凝单元1、气浮处理单元2、芬顿氧化单元3、厌氧处理单元4、缺氧/好氧处理单元5、深度处理单元6和污泥池(未画出)。

其中，混凝/絮凝单元1连接有加药装置I 7，混凝/絮凝单元1的出水口连通气浮处理单元2的进水口；气浮处理单元2的出水口连通芬顿氧化单元3的进水口；芬顿氧化单元3连接有加药装置II 8，芬顿氧化单元3的出水口连通厌氧处理单元4的进水口；厌氧处理单元4的出水口连通缺氧/好氧处理单元5的进水口；缺氧/好氧处理单元5的出水口连通深度处理单元6的进水口；污泥池分别连通混凝/絮凝单元、气浮处理单元、芬顿氧化单元、厌氧处理单元和缺氧/好氧处理单元的排泥口。

实施例2

汽车行业电池组装有机废水的处理方法(如图2所示)

废水为某汽车生产企业电池组装车间有机废水，废水水质为：CODcr浓度为2570mg/L，pH为8.1，总氮浓度为183mg/L。

废水首先进入混凝/絮凝单元，通过pH计自动投加氢氧化钠将pH调整保持在9.0以上，投加溶液药剂配制浓度为30wt％；投加熟石灰浓度为800mg/L，投加悬浊液药剂配制浓度为30wt％；投加聚合氯化铝(PAC)浓度为200mg/L，投加溶液药剂配制浓度为10wt％；投加阴离子聚丙烯酰胺(PAM-)浓度为20mg/L，投加溶液药剂配制浓度为0.1wt％，阴离子聚丙烯酰胺(PAM-)分子量为1200万-2000万。总反应时间达到60min后，产生黑色沉淀物，经过气浮处理单元后清液CODcr浓度为1857mg/L，去除率为27.74％。

废水进入芬顿氧化单元，通过pH计自动投加硫酸将pH调整保持在3.0-4.0，投加溶液药剂配制浓度为30wt％；投加芬顿试剂后沉淀，得到上清液浓度为1320mg/L。沉淀后上清液通过pH计自动投加氢氧化钠将pH调整保持在7.5-8.5，进入厌氧反应单元和缺氧/好氧反应单元。通过生化处理后的废水经过沉淀，上清液CODcr浓度为87mg/L，去除率为93.41％；总氮浓度为14.80mg/L，去除率为91.91％。随后经过深度处理单元，通过石英砂、活性炭过滤器对水中的悬浮颗粒物、微生物等进一步过滤，砂、炭滤出水浊度≤5NTU。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。