锂电池生产废水处理站提标改造工程_郭富成[1] 5页

第32卷第10期中国给水排水Vol．32No．102016年5月CHINAWATEＲ＆WASTEWATEＲMay2016锂电池生产废水处理站提标改造工程1111111郭富成，李瀚翔，张黎明，周新全，瞿炯炯，向少云，刘锋，21黄龙宝，黄天寅(1．苏州科技学院环境科学与工程学院，江苏苏州215009;2．苏州宜科环保工程有限公司，江苏苏州215021)摘要:福建省某新能源公司锂电池生产废水处理站通过提标改造和扩建，将常规的混凝沉淀/接触氧化/沉淀工艺改造为Fenton氧化/混凝/IC塔/AO池/AO沉淀池/中间水池/接触氧化池/33二沉池工艺，并且新增除臭工艺，使处理能力从330m/d提高至460m/d，出水水质由《污水综合排放标准》(GB8978—1996)三级标准提高至《电池工业污染物排放标准》(GB30484—2013)表2新建企业水污染物排放限值的间接排放标准。废气经过净化处理后，可达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554—1993)。关键词:锂电池生产废水;提标改造;A/O工艺中图分类号:X703．1文献标识码:C文章编号:1000－4602(2016)10－0111－05UpgradingandＲetrofittingProjectofLithiumBatteryProductionWastewaterTreatmentStation11111GUOFu-cheng，LIHan-xiang，ZHANGLi-ming，ZHOUXin-quan，QUJiong-jiong，1121XIANGShao-yun，LIUFeng，HUANGLong-bao，HUANGTian-yin(1．SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，SuzhouUniversityofScienceandTechnology，Suzhou215009，China;2．SuzhouYikeEnvironmentalTechniqueEngineeringCo．Ltd．，Suzhou215021，China)Abstract:Theconventionalcoagulation-sedimentation/contactoxidation/sedimentationprocesswasconvertedtotheFentonoxidation/coagulation/ICtower/AOtank/A－Osedimentationtank/middlewatertank/contactoxidationtank/secondarysedimentationtankprocessintheupgrading，retrofittingandextensionprojectoflithiumbatteryproductionwastewatertreatmentstationofanewenergycompanyinFujianProvince．Thedeodorizationprocesswasadded．Thus，thewastewatertreatmentcapacitywasin-33creasedfrom330m/dto460m/d，andtheeffluentqualitywasimprovedfromthethirdlevelcriteriaspecifiedintheIntegratedWastewaterDischargeStandard(GB8978－1996)totheindirectdischargevaluesofwaterpollutantsfornewenterprisesintable2oftheEmissionStandardofPollutantsforBatteryIndustry(GB30484－2013)．ThepurifiedwastegascouldmeettheemissionvalueintheEmissionStandardsforOdorPollutants(GB14554－1993)．Keywords:lithiumbatteryproductionwastewater;upgradingandretrofitting;A/Oprocess通信作者:刘锋E－mail:278834585@qq．com·111·\n第32卷第10期中国给水排水www．watergasheat．com331工程背景460m/d，其中阴极废水量约150m/d，阳极废水量33福建某新能源公司是一家致力于可充电锂离子约150m/d，生活污水量约160m/d，原有废水处电池电芯、封装和系统整合的研发、生产和营销的国理站已经不能满足现在的生产需要，且尾水排放需家高新科技企业。2008年公司建立时同步建设了执行《电池工业污染物排放标准》(GB30484—3规模为330m/d的废水处理站，主体工艺为接触氧2013)表2新建企业水污染物排放限值的间接排放化法，出水水质执行《污水综合排放标准》(GB标准。因此，亟需对废水处理站进行提标改造和扩8978—1996)三级标准，尾水排放至市政污水管网。建。2014年，由于公司生产规模扩大，废水量增至废水处理站进、出水水质及排放标准见表1。表1废水处理站进、出水水质及排放标准Tab．1Influent，effluentqualityanddischargestandardsofWWTPCOD/SS/TP/氨氮/TN/Co/项目pH值－1－1－1－1－1－1(mg·L)(mg·L)(mg·L)(mg·L)(mg·L)(mg·L)改造前阴极6～8≤8000≤960≤5．18≤225≤420≤0．407进水水质阳极6～8≤5000≤1060≤3．91≤6．90≤54．2≤0．262改造前出水水质6～8≤700≤400≤4≤80——改造前排放标准6～9≤500≤400————改造后排放标准6～9≤150≤140≤2≤30≤40≤0．1由表1可以看出，废水处理站出水水质要达到达标排放。《电池工业污染物排放标准》(GB30484—2013)表2提标改造前工艺及运行状况2新建企业水污染物排放限值的间接排放标准，主2.1工艺流程要需对COD、SS、TN、TP和金属钴等进行控制，保证改造前工艺流程如图1所示。图1废水处理站改造前工艺流程Fig．1Flowchartofsewagetreatmentplantbeforereconstruction2.2改造扩建需要解决的问题合废水增加厌氧塔、好氧池及二沉池;③新建阳极废该公司由于生产变动，导致废水量增加，原废水水混凝沉淀池;④利用现有的阴阳极污泥池作为污处理设施不能满足需要，主要存在以下问题:①生产泥储存池，并增加相应的污泥处理设施;⑤补充生活规模增大，实际水量与原设计相差大;②阴极废水污污水进入混合调节池，由于补充生活污水量小，增加［1］染物中含难降解物质NMP，水量增加后，阴极预营养加药桶作为备用。处理和后续生物处理装置不够完善;③阳极废水混3.1提标改造工艺流程凝沉淀池池容小，不能满足水量增加的要求;④污泥生产废水包括阴极废水和阳极废水，阴极废水处理系统无法满足水量增加后污泥处理的要求;⑤进入Fenton氧化池，将难降解物质氧化为简单的有［2］废水成分单一，缺少生物必需的营养物质。机物，进入阴极混凝沉淀池，调节pH并同时加入3提标改造技术方案混凝剂PAC和助凝剂PAM，混凝沉淀池出水进入综①阴极废水处理系统新建混凝沉淀装置;②混合废水调节池;阳极废水进入阳极混凝池调节pH·112·\nwww．watergasheat．com郭富成，等:锂电池生产废水处理站提标改造工程第32卷第10期并同时加入混凝剂PAC和助凝剂PAM，混凝沉淀池标排放。该系统产生的污泥通过污泥浓缩池脱水出水进入综合废水调节池;生活污水直接进入综合后，泥饼外运处理，上清液回流到综合调节池，再重废水调节池。综合废水调节池出水依次进入IC塔、新进入废水处理系统。A/O、中间水池、接触氧化池、二沉池后，尾水能够达本次提标改造工艺流程如图2所示。图2废水处理站改造后工艺流程Fig．2Flowchartofsewagetreatmentplantafterreconstruction3.2改建措施水中SS。阳极废水混凝沉淀池为全地上式钢结构，33①A/O池(原接触氧化池)有效容积为50m，设计水量为150m/d，表面负荷在原有接触氧化池基础上，通过严格控制曝气为0．83m/h。量将其改造为A/O池。利用缺氧－好氧细菌的作④IC塔用，可去除绝大部分COD和降低氨氮。A/O池为全通过厌氧生物反应，去除废水中有机污染物质，3［4］地下式钢筋混凝土结构，有效容积为247m，停留实现污泥减量化及反硝化脱氮，并且降低BOD5。3时间为12．89h，设计水量为460m/d。IC塔为全地上式钢结构，尺寸为5．0m×16m，有33②A/O沉淀池(原二沉池)效容积为314m，设计水量为460m/d，停留时间原二沉池可改造为A/O沉淀池，去除A/O出为16．4h。水中携带的污泥，减少进入后续设施的SS量。A/O⑤中间水池沉淀池为全地下式钢筋混凝土结构，有效容积为95收集沉淀池出水，作为好氧提升泵的泵前水箱3333m，表面负荷为1．05m/h，设计水量为460m/d。使用。有效池容为8m，处理水量为460m/d，停3.3新建设施留时间为0．42h，地下式砖混结构。①Fenton反应池⑥好氧池主要用于阴极废水中难降解的有机物NMP的进一步去除剩余的有机污染物，降低废水中［4］3氧化分解，便于后续生化反应的处理，减少后续水处COD，去除废水中的氨氮。有效容积为270m，［3］3理系统难降解物质的量，提高废水的可生化性。设计水量为460m/d，停留时间为14．1h，全地下Fenton反应池为全地上式碳钢防腐结构，有效容积式钢筋混凝土结构。33为35m，设计水量为150m/d，停留时间为5．6h。⑦二沉池②阴极废水混凝沉淀池对接触氧化池出水进行泥水分离。有效容积为33调节经Fenton氧化后阴极废水的pH值，并投180m，设计水量为460m/d，表面负荷为0．6253加PAC和PAM，降低水中SS。阴极废水混凝沉淀m/h，全地下式钢筋混凝土结构。33池有效容积为35m，设计水量为150m/d，表面负⑧污泥回流池荷为0．9m/h，为全地上式全钢结构。配套二沉池使用，作为二沉池污泥井。有效池33③阳极废水混凝沉淀池容为20m，设计水量为460m/d，配有2台污泥回调节阳极废水pH值，投加PAC和PAM，降低流泵，全地下式钢筋混凝土结构。·113·\n第32卷第10期中国给水排水www．watergasheat．com⑨监测水池L，SS＜20mg/L，TN＜12．3mg/L，TP＜0．23mg/L，作为废水排放时监测取样点。有效池容为16Co＜0．02mg/L。3m，全地下式砖混结构。废气经过处理后，排气口主要指标可达到《恶⑩混合废水污泥处理系统臭污染物排放标准》(GB14554—1993)中的恶臭污将混合废水处理产生的污泥输送到污泥池，然染物排放标准值，监测数据及排放标准如表2所示。后通过压滤机干化处理。该系统为全地上式钢结表2废水处理站进气口、排放口气体成分及浓度33Tab．2CollectinganddischarginggasqualityofWWTP构，有效容积为20m，污泥储量为20m，配有压滤3提升泵2台，Q=5m/h，H=100kPa，配有叠螺压滤氨/硫化氢/二硫化碳/臭气项目－1－1－1机1台。(kg·h)(kg·h)(kg·h)浓度进气口0．32～6．330．023～1．030．026～0．08855～309瑏瑡除臭装置出气口0．19～2．560．0006～0．0360．024～0．05555～130污水池内产生的臭气由管道输送至废气处理系标准值4．90．331．52000统集中处理，主要污染物为硫化物酸性废气、含氨碱6工程投资及运行成本性废气及有机废气。废气首先进入紫外光催化氧化该项目工程总投资约400万元，其中土建费用设备，去除大部分恶臭气体、有机气体，再进入洗涤为130万元，设备及其他投资为270万元。塔，将溶解性有机废气和含氨废气去除，然后由排气运行成本包括电费、水费、药剂费、人工费及污筒排出，洗涤塔排水回到生化池。根据池体面积及3/h。配有泥处置费。根据运行半年的统计，按平均处理水量换气次数等设计确定处理风量为7000m33PP材质洗涤塔1台，FＲP材质风机1台。为460m/d计，总运行成本为5．81元/m。其中电费:系统24h运行功率为40kW，电价为0．6元/4调试运行3(kW·h)，折合电费为1．25元/m;人工费:操作工由于改造工程中，IC塔和好氧反应池均为新2人，人均月工资为3000元，则人工费为0．44元/建，而且水量情况发生变化，因此需对IC塔和好氧3m;药剂、自来水费:废水处理需要加入FeSO4、反应池进行调试。4.1IC塔厌氧污泥的培养驯化PAC、PAM、H2SO4、H2O2等药剂，平均折合为1．303厌氧塔防腐、试水完毕后，从塔顶部向池内投加元/m;污泥处置费:平均产生1．3t污泥/d(含水率50t厌氧消化污泥;控制进水量为50t/d，进水COD为85%)，污泥外运填埋，费用为1000元/t，折合处按2000mg/L计算，进水COD总量为100kg/d。当理费用为2．82元/t。出水VFA约为200mg/L，COD去除率达到70%左7建议与结论右，并在此条件下能稳定运行6d，可通过增大进水①提标改造一般会涉及到多个构筑物的改建［5］量提升原来负荷的20%，直至系统满负荷运转。或扩建等改造问题，对废水处理站的运行有较大考4.2好氧污泥的培养驯化验，协调生产运行与改造间的问题显得非常重要，需3从原污泥回流井接种10m左右污泥至新建好制定详细得当的施工方案，以满足废水处理站的运氧池，溶解氧控制在2～4mg/L，在进水中逐渐增加行需要。被处理废水的比例，使生物逐渐适应新的环境，直至②施工前详细估算工程造价，考虑改造难度满负荷为止。及由此产生的费用和临时设施费用，并且尽可能利5运行情况用厂区构筑物，减少投资;仔细研究废水处理站运行该废水处理改造工程于2014年11月初开始施中存在的问题，在提标改造工程中全部解决。工，2015年2月初进入调试运行，并于2015年4月③通过收集废气，采用紫外光催化氧化设备底基本正常运行。2015年7月中旬，经当地第三方和洗涤塔净化后的气体可达到《恶臭污染物排放标检测机构不同时段监测，结果表明废水经处理后主准》(GB14554—1993)中的恶臭污染物排放标准。要指标均达到《电池工业污染物排放标准》(GB④采用Fenton氧化/混凝/IC塔/AO池/AO30484—2013)表2新建企业水污染物排放限值的间沉淀池/中间水池/好氧池/二沉池工艺处理锂电池接排放标准，pH值为7．10～7．51，COD＜46．9mg/生产废水，效果较好，混合出水水质可稳定达到《电·114·\nwww．watergasheat．com郭富成，等:锂电池生产废水处理站提标改造工程第32卷第10期池工业污染物排放标准》(GB30484—2013)表2新建企业水污染物排放限值的间接排放标准。参考文献:［1］陈忠民．锂电池生产过程中NMP的产生及回收控制措施分析［J］．化学工程与装备，2015，(8):265－267．［2］杨立鹏．中和沉淀－Fenton混凝处理蓄电池生产废水工艺及机理研究［D］．哈尔滨:哈尔滨工业大学，2010．［3］ChamarroE，MarcoA．UsingofFentonreagenttoimproveorganicchemicalbiodegradability［J］．WaterＲes，2001，35:1047－1051．作者简介:郭富成(1992－)，男，湖北黄冈人，［4］李圭白，张杰．水质工程学［M］．北京:中国建筑工业硕士研究生，研究方向为水污染控制工程出版社，2005．与理论。［5］谭万春．UASB工艺及工程实例［M］．北京:化学工业E－mail:gfc1992@126．com出版社，2009．收稿日期:2015－11－12櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆(上接第110页)以满足工艺要求，使出水水质由《城镇污水处理厂［3］王俊莹，刘志强，王成鹏，等．北方城镇污水处理厂升污染物排放标准》(GB18918—2002)二级标准提高级改造及工程实例［J］．水处理技术，2010，36(11):到了一级B标准。132－135．②通过在恒水位A/O(SBＲ)工艺的缺氧区设置恒水位、在好氧区投入改性悬浮填料、强化污泥回流系统等措施，可以延长生化反应时间，加速降解有机污染物，并强化工艺系统的脱氮功能。③恒水位A/O(SBＲ)工艺适合于没有扩展用地，或有少量用地但不满足常规处理工艺扩展需求的污水处理厂的升级改造。参考文献:［1］GoronszyMC．Thecyclicactivatedsludgesystemforre-sortareawastewatertreatment［J］．WaterSciTechnol，作者简介:安东子(1985－)，男，山西晋城人，1995，32(9/10):105－114．［2］彭永臻，王丽，马娟，等．交替缺氧/好氧CAST处理低工程师，主要从事水处理工作。ρCOD/ρTN生活污水的脱氮研究［J］．北京工业大学学E－mail:5437adz@163．com报，2012，38(3):443－449．收稿日期:2015－10－21·115·