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用于新能源电池生产废水的污水处理系统及方法与流程

花匠小妙招
2025-05-23 09:45

本发明涉及污水处理，尤其涉及一种用于新能源电池生产废水的污水处理系统及方法。

背景技术：

1、当代新能源电池行业蓬勃发展，其中以锂离子电池为主的生产技术和新材料不断迭代升级，生产过程中产生的废水具有污染物种类多、浓度高、有一定的腐蚀性等特点，锂离子电池新型正极材料的生产过程产生的废水，其主要含有高浓度氟离子、铝离子、硝酸根及钴等污染物，氟有较强的腐蚀性，重金属钴具有一定的毒性，少量吸入或接触后可引起肺炎或皮肤病，而铝离子和硝酸根也需要去除到较低浓度才可排放或回用，含有多种污染物的废水需要较为复杂的处理工艺，分别对不同的污染物进行去除。

2、新能源电池生产为新兴产业，与其配套的污水处理方法处于发展过程中，尚不成熟。现有的污水处理方法中，对于锂电正极材料生产废水中存在的氟、铝、钴、硝酸根及有机物等污染物，仍然无法做到高效充分的去除。故而，亟待发明一种能高效快捷的去除废水中的多种污染物，使污水快速得到净化并实现资源再利用的用于新能源电池生产废水的污水处理系统及方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于新能源电池生产废水的污水处理系统及方法，用以解决现有技术中对于锂电正极材料生产废水中存在的氟、铝、钴、硝酸根及有机物等污染物，仍然无法做到高效充分的去除的缺陷，实现高效快捷的去除新能源电池生产废水中的多种污染物，使污水快速得到净化并实现资源再利用。

2、本发明提供一种用于新能源电池生产废水的污水处理系统，包括沿流体的流向依次相连的一级除氟除铝反应器、一级除硬反应器、深度除氟反应器和生化及深度处理反应器；其中，所述一级除氟除铝反应器中集成有相连的除铝反应区和除氟反应区。

3、根据本发明提供的一种用于新能源电池生产废水的污水处理系统，所述一级除氟除铝反应器包括相连的所述除铝反应区、所述除氟反应区、第一混凝反应区、第一絮凝反应区和第一沉淀区。

4、根据本发明提供的一种用于新能源电池生产废水的污水处理系统，所述一级除硬反应器包括相连的除硬反应区、第二混凝反应区、第二絮凝反应区和第二沉淀区。

5、根据本发明提供的一种用于新能源电池生产废水的污水处理系统，所述深度除氟反应器包括相连的ph调节区、深度除氟反应区、第三混凝反应区、第三絮凝反应区和第三沉淀区。

6、根据本发明提供的一种用于新能源电池生产废水的污水处理系统，所述生化及深度处理反应器包括相连的至少一组生化缺氧区、好氧区、第四沉淀区和过滤区。

7、根据本发明提供的一种用于新能源电池生产废水的污水处理系统，还包括水处理组件，所述水处理组件包括污水输送管路、调节水箱、中间水箱、回用水箱和换热装置，所述一级除氟除铝反应器、所述一级除硬反应器、所述深度除氟反应器和所述生化及深度处理反应器通过所述污水输送管路依次相连，所述污水输送管路的两端分别连接所述调节水箱和所述回用水箱，所述深度除氟反应器通过所述中间水箱连接所述生化及深度处理反应器，所述换热装置与所述中间水箱连接，所述回用水箱通过回流管路与所述中间水箱连接。

8、本发明还提供一种用于新能源电池生产废水的污水处理方法，由上述的用于新能源电池生产废水的污水处理系统执行。

9、所述用于新能源电池生产废水的污水处理方法，包括以下步骤。

10、泵送污水，以使所述污水依次经过一级除氟除铝反应器、一级除硬反应器、深度除氟反应器和生化及深度处理反应器。

11、其中，所述一级除氟除铝反应器中投放有第一药剂组，所述一级除硬反应器中投放有第二药剂组，所述深度除氟反应器中投放有第三药剂组，所述生化及深度处理反应器中投放有第四药剂组。

12、根据本发明提供的一种用于新能源电池生产废水的污水处理方法，所述泵送污水，以使所述污水依次经过一级除氟除铝反应器、一级除硬反应器、深度除氟反应器和生化及深度处理反应器，进一步包括以下步骤。

13、泵送所述污水连续经过所述一级除氟除铝反应器的除铝反应区、除氟反应区、第一混凝反应区、第一絮凝反应区和第一沉淀区，以使所述污水在所述除铝反应区、所述除氟反应区、所述第一混凝反应区以及所述第一絮凝反应区中与所述第一药剂组混合搅拌，经充分的化学反应后进入所述第一沉淀区中固液分离。

14、泵送所述污水连续经过所述一级除硬反应器的除硬反应区、第二混凝反应区、第二絮凝反应区和第二沉淀区，以使所述污水在所述除硬反应区、所述第二混凝反应区和所述第二絮凝反应区中与所述第二药剂组混合搅拌，经充分的化学反应后进入所述第二沉淀区中固液分离。

15、泵送所述污水连续经过所述深度除氟反应器的ph调节区、深度除氟反应区、第三混凝反应区、第三絮凝反应区和第三沉淀区，以使所述污水在所述ph调节区、所述深度除氟反应区、所述第三混凝反应区和所述第三絮凝反应区中与所述第三药剂组混合搅拌，经充分的化学反应后进入所述第三沉淀区中固液分离。

16、泵送所述污水连续经过所述生化及深度处理反应器的各组生化缺氧区、好氧区、第四沉淀区和过滤区，以使所述污水在各组所述生化缺氧区和所述好氧区与所述第四药剂组混合搅拌，经充分的生化反应后进入所述第四沉淀区中固液分离，然后进入所述过滤区中去除悬浮物。

17、根据本发明提供的一种用于新能源电池生产废水的污水处理方法，所述一级除氟除铝反应器中投放有第一药剂组，所述一级除硬反应器中投放有第二药剂组，所述深度除氟反应器中投放有第三药剂组，所述生化及深度处理反应器中投放有第四药剂组，进一步包括以下内容。

18、所述第一药剂组包括石灰乳、氯化钙、混凝剂和助凝剂，所述石灰乳被投放至所述除铝反应区中，所述氯化钙被投放至所述除氟反应区中，所述混凝剂被投放至所述第一混凝反应区中，所述助凝剂被投放至所述第一絮凝反应区中。

19、所述第二药剂组包括碳酸钠、混凝剂和助凝剂，所述碳酸钠成溶液状被投放至所述除硬反应区，所述混凝剂被投放至所述第二混凝反应区中，所述助凝剂被投放至所述第二絮凝反应区中。

20、所述第三药剂组包括硫酸、除氟剂、混凝剂和助凝剂，所述硫酸被投放至所述ph调节区，所述除氟剂被投放至所述除氟反应区，所述除氟剂为无机复合盐除氟剂，所述混凝剂被投放至所述第三混凝反应区中，所述助凝剂被投放至所述第三絮凝反应区中。

21、所述第四药剂组包括乙酸钠和磷酸二氢钠，所述乙酸钠和所述磷酸二氢钠均被投放至所述生化缺氧区中。

22、根据本发明提供的一种用于新能源电池生产废水的污水处理方法，所述用于新能源电池生产废水的污水处理方法还包括以下步骤中的至少一者。

23、在泵送所述污水进入所述一级除氟除铝反应器以前，利用调节水箱对所述污水进行水质调和及水量调蓄。

24、将经由所述深度除氟反应器处理后的所述污水泵送至中间水箱中，利用换热装置使所述中间水箱中的所述污水降温。

25、将经由所述生化及深度处理反应器处理后的所述污水泵送至回用水箱中。

26、所述回用水箱中的部分所述污水回流至所述中间水箱中。

27、本发明提供的用于新能源电池生产废水的污水处理系统（本发明简称为“污水处理系统”或“系统”），包括沿流体的流向依次相连的一级除氟除铝反应器、一级除硬反应器、深度除氟反应器和生化及深度处理反应器；其中，一级除氟除铝反应器中集成有相连的除铝反应区和除氟反应区。该污水处理系统对污水处理的技术路线进行合理优化，将除铝反应和除氟反应合并在同一反应器中进行，并且增加了深度除氟反应器，对污水进行更深层次的除氟作用，能将污水中的氟离子去除到更低浓度；在此基础上，该污水处理系统还将生化及深度处理反应器进行高度集成，从而进一步提升污水处理效果；而且，该污水处理系统的整套设备从数量上得到了简化和优化，在技术上具有更佳的可靠性，能实现高效快捷的去除新能源电池生产废水中的多种污染物，使污水快速得到净化并实现资源再利用，并且如若能够实际投产使用，能够在用地面积、自动化程度上均有较大的优化和提升。

28、本发明提供的用于新能源电池生产废水的污水处理方法（本发明简称为“污水处理方法”或“方法”）由上述的污水处理系统执行。该方法泵送污水使其依次经过一级除氟除铝反应器、一级除硬反应器、深度除氟反应器和生化及深度处理反应器，并对各反应器中的药剂组进行分类对应投放。与现有技术相比，该方法能针对锂电池正极材料的生产废水，利用一套集成化更高、净化更为彻底的污水处理技术路线，实现高效快捷的去除新能源电池生产废水中的多种污染物，使污水快速得到净化并实现资源再利用。

29、进一步的，本发明提供的污水处理方法，针对不同处理环节投放不同的药剂组，从而使得各个反应器内的污水与药剂组之间产生的化学反应更为彻底和有针对性，具有更为环保、经济效益更高、污水处理更高效的效果，进一步助力环境经济效益得到充分提高，使新能源产业效能得到充分释放。