锂电池生产废水中水回用工程分析

季佩佩

摘要：近年来，锂电池生产规模扩大，生产废水中水量提高，废水中水回用受到行业重视，建设锂电池生产废水中水回用工程至关重要。本文将以某工程为例，研究锂电池生产废水中水回用工程建设方案，提高废水中水回用率，确保锂电池生产废水达到排放标准，不会污染生态环境，且锂电池生产成本在可控范围内，加快锂电池生产行业发展速度。

关键词：锂电池；废水处理；中水回用

引言：由于储能高且污染小的优势，锂电池逐渐成为人们日常生活中常用储能元件，但锂电池生产中产生的废水，具有较强污染性，如不重视废水处理，会阻碍生产模式优化。相关人员要正确认知废水中水回用重要性，分析锂电池生产废水的成分组成特点，探索建设废水中水回用工程的科学方法，充分发挥该工程的作用，降低废水的污染性。

一、锂电池生产废水水质分析

在建设锂电池生产成本废水中水回用工程之前，要分析待处理锂电池生产废水的水质，尤其关注废水的pH值与化学需氧量（COD）检测，将水质分析结果作为设计工程建设方案的基础，提升设计方案的实际可行性。工作人员可使用pH计检测废水酸碱性，记录各位置产生废水的pH值测量结果，以便工作人员判断废水的酸碱性。化学需氧量应通过计算求得，计算方式为：

该公式中，C为滴定溶液的浓度，单位为mol/L，V1、V2、V0分别为空白试验消耗滴定溶液、试料消耗滴定溶液与试料体积，单位为ml，该计算结果为分析水质的重要指标。某工程依据该公式计算废水的化学需氧量，并使用精度良好的pH计测量废水的pH值，分析结果如表1所述，检验分析结果无误后，将该分析结果作为设计废水中水回用工程的参考资料，确定处理废水中水的措施，以达到废水中水回用目标[1]。

表 1 锂电池生产废水水质

废水	pH	COD（mg/l）
负极清洗废水	7.2-7.4	457-530
电池清洗废水	8.5-9.0	1.73-19.7
正极清洗废水	6.2-8.8	1670-2720

二、锂电池生产废水中水回用处理工艺

（一）规范废水处理流程

确定废水处理流程，为设计与建设该中水回用工程的关键环节，应作为相关人员的研究重点，基于处理废水的特点，规范科学的废水处理流程，要求相关人员严格按照规定流程完成工程的设计，使建成的废水中水回用工程具有较高的应用价值，可解决锂电池生产废水污染环境的问题。考虑废水中水回用目标，设计废水处理流程如图1所示，相关人员务必要遵循该流程制定工程设计方案，确保处理后废水污染性下降，符合工业废水排放标准。该工程建设中，考虑锂电池生产废水特点，设计两等级的处理，废水经一级处理后，75%的废水可进入循环冷却系统，随后工程对剩余废水进行二次处理，处理后检验废水水质，达到排放标准才可排放。二级处理过程中出现的结晶，在废水处理结束后，应以科学方式转移结晶并按照固废处理标准确定处理方法。

图 1 锂电池废水处理流程

（二）处理工艺选择

工程建设中可用废水处理工艺较多，各工艺的处理原理不同，适用条件存在差异，为保证建成工程的废水中水回用效果，工作人员应分析不同处理工艺的特点，根据锂电池生产废水处理需要，选择最合适的处理工艺，基于该工艺应用原理，完成废水中水回用工程的建设。电絮凝法是最为常用的处理工艺，相较于其他处理工艺，运用该方法可加快处理速度，且操作方式简单，在工程运行期间无需加入其他化学试剂，不会造成二次污染，更符合废水中水回用工程建设目标。应用该处理工艺时，需注意电流与处理效果之间的关系，电流密度越大电极反应速度越快，电流密度计算方式为

公式中，I为电流强度，S为有效电絮凝面积，基于该计算结果可分析应用该方法后，电极的反应速度，确定工程运行的电流强度。在确定电流强度时，不可一味提高电流强度，不仅无法达到废水处理目标，还易造成能源浪费，提高废水处理成本[2]。

三、锂电池生产废水中水回用系统设计

（一）污水处理系统

污水处理系统为该工程的重要组成部分，工作人员需重视该系统的设计，根据废水处理需要，引入合适的污水处理技术，并将合适的设备用于污水处理系统的运行，确保污水处理系统运行状态稳定，可有效去除废水中的污染物，使生产废水具有利用价值。阴极废水处理一般采用混凝沉淀技术，阴极废水中含有大量重金属离子，这些离子在碱性环境下，会生成不溶于水的固体物质，分离固体沉淀时，要保证废水环境的pH值在9至12之间，处理后废水中超过95%重金属离子被去除。当废水中有机物浓度过高时，不可直接运用好氧处理技术，而是增加厌氧处理环节，降低废水中有机物浓度，使废水进入好氧池后，不会增加好氧池反应负荷。废水排放标准中要求，氮含量应低于每升40毫克，在运用好氧处理工艺的同时，也要配合脱氮工艺的使用，脱氮工艺的运用不仅可降低氮含量，还为好氧处理工艺运用创造合适的环境。好氧处理后废水中各类有害物质含量下降，能够去除废水中90%的有机物，大幅度降低废水中氮含量，使处理后废水水质良好，符合中水回用标准，凸显该工程的实际应用价值。

（二）中水回用

中水回用系统设计中，工作人员要对进入系统废水作预处理，增设超滤装置，用于去除废水中粒径过高的颗粒，超滤装置的孔径按照中水回用标准确定，通常情况下，孔径设计为30纳米左右为最佳，可阻止废水中病菌进入系统，保证回用中水的水质。设置产水池用于存储超滤后中水，并将该水池作为系统运行的缓冲区，要依据中水回用系统运行特点，确定产水池的规格，产水池一般使用钢筋混凝土建设。反渗透装置（RO装置）为系统的重要组成部分，相关构筑物的设计为工程建设重点，工作人员要根据中水回用需要，科学设计相关构筑物的规格，并计算有效容积，一级RO装置与二级RO装置在系统中作用不同，应分别设计。某工程考虑废水中水回用需要，制定规格如表2所示RO构筑物，中水回用系统性能与预期相符，回用废水水质符合标准，不会腐蚀锂电池生产设备，达到回用中水的目标。还要注意MVR蒸发器的使用，该装置用于收集RO浓液中的废盐，使其转换为固体废水，中水回用工程中至少包含1组蒸发器，合理控制蒸发器的处理水量与运行时间，通常情况下工程中设置的蒸发器应24小时运行。

表 2 RO部分构筑物设计

构筑物	规格（m）	有效容积（m3）
一级RO产水池	2.8*1.6*4.5	20
一级RO浓水池	2*1.24*4.5	10.5
二级RO产水池	1.84*1.24*4.5	9.8
二级RO浓水池	2*1.24*4.5	10.5

四、锂电池生产废水中水回用工程运行分析

（一）运行效果

完成锂电池生产废水中水回用工程设计与建设后，要分析工程运行效果，在实际投入使用前发现工程存在的问题，及时采取措施优化工程的运行效果，充分发挥该工程的作用，开发锂电池生产废水的利用价值，确保排放废水无污染性。工程试运行期间，收集工程处理后废水，分析废水水质，处理检测处理后废水pH值，计算化学需氧量等，还要计算废水中悬浮物重量（SS），计算方式为

该公式中，A为悬浮物、滤膜与称量瓶的总重量，B为滤膜与称量瓶的重量，V为废水体积，将该计算结果与废水处理标准进行比对，作为分析工程运行效果的参考资料。还要计算废水中氨氮的浓度，计算方式为

公式中，Λs、Λb分别为废水吸光度、标准吸光度，a、b为校准曲线的截距与斜率，V为废水体积。综合考虑处理后废水水质指标分析结果，判断工程的运行效果，如运行效果与预期不符，应分析出现该问题的原因，制定优化子系统性能的方案。运行效果与预期相符的工程，才可实际用于锂电池生产废水处理，否则需采取措施优化工程建设方案，提升工程运行效果，待废水处理效果达到标准，才可将建成工程投入使用[3]。

（二）经济效益

废水中水回用工程设计与建设中，要坚持经济性原则，完成工程建设后，要注意工程经济效益的分析，确保该工程不仅可以解决锂电池生产废水造成的污染问题，还不会增加废水中水回用成本，保证锂电池生产的利润。为避免不必要的费用支出，在工程设计工作结束后，应根据设计方案中的内容，估算投入工程建设的资金，并指导相关人员制定工程建设方案，控制参与工程建设人员数量，提高工程建设可用资源的利用率，避免工程建设期间，投入的资源被浪费。该工程考虑废水中水回用需求，完成工程设计与建设方案的制定，选择性能合适的设备，将工程建设成本控制在合理范围内，且在工程投入使用后，各设备长期处于良好运行状态，降低设备维护工作开展难度，无需投入大量资金用于后期维护。依据经济效益分析结果可知，建设该工程前期投入资金较多，但用于废水处理设备使用寿命长，可长期用于锂电池生产废水处理，经济效益良好。

结束语：综上所述，锂电池生产过程中，废水中水回用为重要环节，只有高质量完成废水中水回用工程的建设，才能有效解决锂电池生产废水污染环境的问题。相关人员要关注行业发展趋势，学习先进的废水中水回用理念，根据锂电池生产废水处理需要，灵活调整锂电池生产废水中水回用工程建设方案，提高建成工程的运行效果，控制工程运行成本并保护周边环境。

参考文献：

[1]陈雁.动力锂电池生产企业的污染防治与管理技术[J].现代工业经济和信息化,2023,13(06):315-317.

[2]林世霖.锂电池新材料生产废水处理系统工程设计[J].中国高新科技,2021,(24):133-134.

[3]陆杨.锂电池生产废水处理的工艺选型及运行实践[J].化工管理,2020,(23):60-61.