锂电池废水介绍

锂电池生产过程中产生的废水主要来源于电极材料制备、电解液配制、电池清洗及设备维护等环节，含有高浓度有机溶剂、重金属、酸碱及氟化物等污染物。其处理需结合物理、化学及生物技术，实现资源化回收和达标排放。

锂电池废水来源与成分

来源

电极制备工序：

正极（锂钴氧化物、三元材料）和负极（铜箔、石墨）清洗废水；

浆料配制废水（含N-甲基吡咯烷酮NMP、去离子水）。

电解液配制：

锂盐（LiPF₆）溶解废水，含氟化物（HF、PF₆⁻）；

有机溶剂（碳酸二甲酯DMC、碳酸亚乙酯EC）清洗废水。

电池装配与测试：

电池外壳清洗废水（含油污、金属碎屑）；

化成老化工序产生的酸性/碱性废液（含硫酸、氢氧化锂）。

成分特点

污染物类型

主要成分

危害

有机污染物    NMP、DMC、EC、PVDF残留    高COD（可达10万mg/L），难生化降解    

重金属    锂（Li）、镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）    生物毒性，易富集于水体    

酸碱及盐类    HF、硫酸、LiOH、PF₆⁻    强腐蚀性，氟离子污染地下水    

其他    六氟磷酸锂（LiPF₆）分解产物    持久性污染物，影响生态系统    

锂电池废水处理案例分析

案例一：某动力电池企业NMP回收+MVR蒸发工艺

背景：
某动力电池厂年产能10GWh，电极涂布工序产生高浓度NMP废水（COD=80,000 mg/L，NMP占比＞60%），需实现溶剂回收并达标排放（COD≤300 mg/L）。

处理工艺：

预处理：

气浮+离心：去除悬浮物（SS去除率＞90%），回收NMP；

酸化沉淀：调节pH至2~3，去除重金属（Ni、Co去除率＞95%）。

核心处理：

NMP精馏回收：废水经三效蒸发器浓缩至NMP含量＞90%，冷凝后回用于浆料配制（回收率＞85%）；

MVR蒸发：剩余废水通过机械蒸汽再压缩技术浓缩，结晶盐（硫酸锂、碳酸钴）作为工业原料外售。

深度处理：

Fenton氧化：处理蒸发冷凝水，投加H₂O₂（300 mg/L）和Fe²⁺，降解残余有机物（COD降至＜500 mg/L）；

生化系统：A²O工艺进一步处理，出水COD稳定＜300 mg/L。

技术亮点：

资源化效益：NMP年回收量达2,000吨，价值超4,000万元；结晶盐年创收800万元。

节能设计：MVR蒸汽循环利用，吨水处理能耗降低60%。

达标保障：组合工艺确保重金属和氟离子稳定达标（F⁻＜10 mg/L）。

成效：

废水回用率＞70%，年节约新鲜水费150万元；

处理成本约35元/吨，低于行业平均水平。

案例二：某正极材料厂化学沉淀+膜分离工艺

背景：
某三元材料（LiNiₓCoᵧMn₁₋ₓ₋ᵧO₂）生产厂产生酸性废水（pH=2~4，含Li⁺、Ni²⁺、Co²⁺、F⁻），需实现重金属回收和废水零排放。

处理工艺：

预处理：

中和反应：投加石灰调节pH至9~10，形成Ni(OH)₂、Co(OH)₂沉淀（去除率＞99%）；

板框压滤：污泥含水率＜60%，送危废处置。

膜分离：

一级RO反渗透：截留锂离子和大分子有机物，浓缩液回用于浆料配制；

二级DTRO碟管式反渗透：处理RO浓水，截留率＞98%，淡水回用，浓水蒸发结晶（Li₂CO₃纯度＞95%）。

蒸发结晶：

MVR蒸发：处理膜浓缩液，回收碳酸锂（Li₂CO₃）和氟化钙（CaF₂）混合物，作为建材原料。

技术亮点：

短流程高效：化学沉淀+膜分离缩短处理周期，适应生产波动；

资源化率高：锂回收率＞90%，年减排危废污泥500吨；

零排放设计：蒸发冷凝水回用，无外排废水。

成效：

年回收碳酸锂120吨，价值超300万元；

处理成本约45元/吨，低于传统化学沉淀法（约80元/吨）。

总结与建议

技术选型原则：

高浓度有机废水：优先溶剂回收（精馏/蒸发）+ Fenton氧化；

含重金属/氟废水：化学沉淀+膜分离+蒸发结晶。

资源化方向：

NMP、锂盐、钴镍化合物回收可显著降低成本；

蒸发结晶盐（如硫酸锂、碳酸锂）可作为工业原料。

合规要求：需满足《电池工业污染物排放标准》（GB 30484-2013），重点区域需达到表3特别限值（COD≤50 mg/L，F⁻≤5 mg/L）。

未来趋势：膜分离技术（如电渗析）替代传统蒸发、AI智能调控处理参数等技术将推动锂电池废水治理向“低碳化-资源化”转型。