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新能源行業(yè)廢水處理

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UED技術(shù)在新能源行業(yè)廢水處理中的應(yīng)用



一、
新能源行業(yè)廢水來源


1.新能源電池生產(chǎn)過程:包括鋰離子電池、燃料電池等生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié),如電極制備、電解液調(diào)配過程產(chǎn)生的廢水。

2.太陽能電池板制造:在硅片清洗、刻蝕等工序中產(chǎn)生的廢水。

3.新能源汽車制造及維修:如汽車零部件生產(chǎn)過程中的電鍍、涂裝等產(chǎn)生的廢水,以及車輛維修過程中產(chǎn)生的含油廢水等。

4.風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造:金屬加工、表面處理等產(chǎn)生的廢水。

5.氫能生產(chǎn)及利用相關(guān):例如水電解制氫過程中產(chǎn)生的酸堿廢水等。

6.新能源材料研發(fā)與生產(chǎn):在研發(fā)和生產(chǎn)新型材料過程中產(chǎn)生的各種廢水。



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二、新能源行業(yè)廢水特點(diǎn)


1.成分復(fù)雜多樣:可能含有各類金屬離子(如鎳、鈷、錳、鋰等用于電池材料的金屬)、有機(jī)化合物(如生產(chǎn)過程中使用的助劑、添加劑等)、酸堿物質(zhì)等。

含鹽量較高:尤其是與電池生產(chǎn)相關(guān)的廢水,由于電解質(zhì)等的存在,鹽分含量往往不低。

2.重金屬含量可能較高:如來自電池制造環(huán)節(jié)的廢水可能攜帶較多重金屬。

可生化性較差:部分有機(jī)物較難被微生物降解。

水量和水質(zhì)波動大:這與生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)批次等因素有關(guān)。

3.可能有特殊污染物:例如一些新興的新能源材料生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生一些獨(dú)特的、難以處理的污染物。

4.具有腐蝕性:可能存在強(qiáng)酸強(qiáng)堿等腐蝕性成分,對處理設(shè)施有一定要求。


三、新能源行業(yè)廢水常用處理工藝


新能源行業(yè)廢水處理技術(shù)可歸納為以下幾種:物化處理、化學(xué)處理、生化處理以及多種方法的組合處理等。物化法主要有混凝沉淀法、氣浮法、吸附法、電解法和膜分離法化學(xué)法主要有鐵內(nèi)電解法、臭氧氧化法和Fenton試劑法生化法主要有序批式活性污泥法(SBR)、普通活性污泥法、生物接觸氧化法、上流式厭氧污泥床法(UASB)等。但上述單一處理方法的效果不好,出水水質(zhì)不穩(wěn)定,通常采用多種工藝聯(lián)合處理,才能保證穩(wěn)定的處理效果。


四、UED設(shè)備


1、UED設(shè)備簡介


UED(Ultimate Electrocatalytic Decomposer)是目前已知最先進(jìn)、處理能力最強(qiáng)的清潔環(huán)保氧化技術(shù),它采用FCD電極(功能導(dǎo)電金剛廠)為陽極,在接通低壓電(<12V)情況下,可瞬間產(chǎn)生大量強(qiáng)氧化性物質(zhì)如羥基自由基(OH·)等,將各類復(fù)雜的有機(jī)分子快速分解并最終轉(zhuǎn)化為無害的CO2和H2O,其反應(yīng)速率較常規(guī)高級氧化技術(shù)(AOPs)提高3-5倍,且對有機(jī)分子的分解更為徹底,是去除高難廢水中COD、TOC、氨氮等指標(biāo)的最佳工藝選擇。


2、反應(yīng)機(jī)理


UED電催化氧化技術(shù)降解有機(jī)物的途徑包括直接氧化和間接氧化。直接氧化是通過有機(jī)污染物吸附在陽極表面以電子轉(zhuǎn)移形式實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的氧化去除,有機(jī)物可直接轉(zhuǎn)變成CO2和H2O。間接氧化是通過在陽極表面間接產(chǎn)生自由基等活性中間產(chǎn)物或高氧化性的高價態(tài)金屬氧化物來實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的氧化去除。

反應(yīng)機(jī)理:H2O → OH· + e- +  H+

2OH·→ H2O2

Cl- +OH·→ ClOH·-

降解污染物方式:

(1) 直接氧化:污染物在電極表面直接被氧化。

(2) 間接氧化:通過電化學(xué)反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的中間產(chǎn)物,來間接氧化降解污染物。



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機(jī)理示意圖


3、設(shè)備優(yōu)勢


(1) 廣譜:普遍適用于各行業(yè)高難度廢水處理,且能耐受極端的原水條件(如高鹽、高生物毒性、高濃度)。

(2) 高效:超強(qiáng)的催化氧化分解能力,極短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子的破環(huán)、斷鏈反應(yīng)。

(3) 靈活:源頭處理、預(yù)處理、達(dá)標(biāo)保障,可與常規(guī)工藝無縫銜接。

(4) 清潔:只需用電,無二次污染,常溫常壓運(yùn)行。

(5) 便捷:標(biāo)準(zhǔn)模塊裝備,無需土建及其他構(gòu)筑物,生產(chǎn)、安裝、維護(hù)極度便捷。


4、UED設(shè)備對新能源行業(yè)廢水的處理效果


采用UED設(shè)備對不同類型新能源材料企業(yè)的生產(chǎn)廢水進(jìn)行了處理,結(jié)果如下表所示。



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該廢水中主要含P204,P507等有機(jī)溶劑,水量約50m3/d鹽分含量4%,廢水降解難度大。原處理工藝包括了除油、吸附、蒸發(fā)等,但難以達(dá)標(biāo)。如表1所示,經(jīng)UED設(shè)備處理,反應(yīng)時間不到3h,原水COD由1500mg/L降低至120mg/L以下,達(dá)標(biāo)后排入工業(yè)園區(qū)污水系統(tǒng)。



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表2為某光伏太陽能企業(yè)生產(chǎn)納米銀產(chǎn)品產(chǎn)生的廢水,處理量72m3/d,原水COD濃度高,鹽分含量高,生化性極差,采用UED設(shè)備進(jìn)行處理,反應(yīng)2小時后達(dá)到3500mg/L后進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng),處理成本大幅降低,表明該設(shè)備組合蒸發(fā)處理工藝能提高廢水處理效率,降低運(yùn)營成本。


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