リチウム電池廃水処理装置方案

リチウム電池廃水処理装置方案

一、リチウム電池廃水の分類収集

リチウム電池廃水は汚染物質の性質に応じて厳格に分流し、異なる廃水が混合された後に反応してより処理しにくい物質（例えば錯体）を生成することを避ける必要がある。

一般的な分類：

シアン含有廃水：銅めっき、亜鉛めっきなどの技術に由来し、含有CN⁻イオン、毒性が高い。

クロム含有廃水：含有Cr⁶⁺（毒性が強い）またはCr³⁺、クロムめっき技術に由来する。

ニッケル含有廃水：含有Ni²⁺、ニッケルめっき技術（一部のニッケルは1種類の汚染物であり、単独で処理して基準を達成する必要がある）から来た。

混酸廃水：硫酸、塩酸、硝酸などを含み、pH値が低く、重金属イオンが混在している可能性があります。

含油廃水：前処理油除去工程から来て、乳化油または油脂を含む。

その他の重金属廃水：例えば銅、亜鉛、カドミウム、鉛などを含む廃水。

二、コア処理技術と設備

1. シアン含有廃水処理——破シアン法

原理：酸化反応による猛毒CN⁻無毒に分解するCO₂和N₂。

2級破シアン法（一般的）：

一次破シアン（塩基性条件）：次亜塩素酸ナトリウム（NaClO の）または過酸化水素水（H₂O₂)、pH=10〜11条件の下で、CN⁻シアン酸塩に酸化（CNO不吉；、毒性低下90%）：\(CN^- + ClO^- + H_2O \rightarrow CNO^- + Cl^- + 2OH^- \)

二次破シアン（中性条件）：調整pH=8〜9、さらに酸化剤を投与し、CNO不吉；酸化CO₂和N₂：\(2CNO^- + 3ClO^- + H_2O \ rightarrow 2CO_2 \ uparrow + N_2 \ uparrow + 3Cl^- + 2OH^- \)

設備：破シアン反応槽（攪拌付き）、pH自動制御システム、投与装置（次亜塩素酸ナトリウム/過酸化水素水タンク)。

注意：シアン含有廃水は単独で処理する必要があり、酸性廃水との混合は厳禁（猛毒を生成するHCN のガス）。

2. クロム含有廃水処理——還元+ちんでんほう

原理：高毒性をCr⁶⁺低毒性に還元するCr³⁺、さらに中和沈殿により除去した。

リチウム電池廃水処理装置方案プロセスステップ：

還元反応：酸性条件（pH=2〜3）で、亜硫酸水素ナトリウム（NaHSO₃）またはピロ亜硫酸ナトリウム（Na₂S₂O₅)、Cr⁶⁺に戻すCr³⁺：\(Cr_2O_7^{2-} + 3HSO_3^- + 5H^+ \rightarrow 2Cr^{3+} + 3SO_4^{2-} + 4H_2O\)

中和沈殿：調整pH=8〜9、石灰乳を投与する（カリウム（OH）₂）または水酸化ナトリウム（NaOH の)、生成クロン（OH）₃沈殿：\(Cr^{3+} + 3OH^- \rightarrow Cr(OH)_3 \downarrow\)

設備：還元反応槽、中和沈殿池、汚泥脱水機（処理クロン（OH）₃汚泥は、危険廃棄物として処理する必要がある）。

ニッヶル含有廃水処理——かがくちんでんほう/フィルム法/じゅしほう

化学沈殿法（非錯体ニッケルに適用）：

にpH=10〜11条件の下で、投入NaOH のまたは石灰乳、生成ニー（OH）₂沈殿：\(Ni^{2+} + 2OH^- \rightarrow Ni(OH)_2 \downarrow\)

もし錯体ニッケル（例えばクエン酸、アンモニアと錯体化する）を含むならば、先に破絡剤（例えばフィントン試薬、硫化ナトリウム）を投入して錯体を破壊し、再び沈殿する必要がある。

ひまくほう/ナノろ過）：膜を通じてニッケルイオンを遮断し、濃縮回収を実現し、清水を再利用する。

樹脂法：キレート樹脂（例えばD401 の型）吸着Ni²⁺、飽和後再生、低濃度ニッケル含有廃水または深さ処理に適している。

こんさんはいすいしょり——中和（ちゅうわ）+重金属沈殿

中和酸性：石灰乳または水酸化ナトリウムを投入し、調節するpH中性へ（pH=6〜9）。

重金属沈殿：銅、亜鉛などの重金属を含む場合、同時に硫化ナトリウム（Na₂S）又は重合塩化アルミニウム（PAC）を生成し、硫化物または水酸化物沈殿を生成する。

がんゆはいすいしょり——エアフロート法

プロセス：廃水に空気を通すことにより、微小気泡が発生し、吸着油滴が水面に浮上し、スラグかき機により除去する。

設備：空気浮遊池（溶存ガス浮遊或いは渦凹ガス浮遊を採用可能）、破乳剤投入装置（例えば投入PAC+PAM）。

デプス処理——じゅうきんぞくトラップ+フィルム処理+消毒

重金属捕集剤（HMC-M1 型等）：低濃度重金属イオン（例えば残留ニッケル、クロム）に対して、加ト異性キレート剤を投入し、不溶性沈殿を生成し、基準（例えばニッケル≤0.1mg/L、総クロム≤0.5mg/L）。

膜処理（UF+RO）：水を濾過と脱塩し、中水再利用（例えば洗浄工程に再利用）を実現する。

消毒：もし生産に使用するならば、紫外線あるいはオゾン消毒を採用して、微生物を殺すことができます。

シナリオの利点と注意事項

利点：

分質処理効率が高く、汚染物質間の相互干渉を避ける、

重金属の除去が良く、資源回収を実現することができる、

膜法再利用技術は新鮮な水消費を低減し、クリーン生産の要求に合致する。

注意事項：

シアン、クロムを含む廃水は単独配管で収集する必要があり、混合を厳禁する。

破シアン反応は厳格にpHを制御する必要がある及び酸化剤の投与量、反応不良或いは過剰投与を避ける；

汚泥は危険廃棄物であり、全過程のコンプライアンス管理が必要で、二次汚染を防止する。

以上の方案を通じて、めっき廃水の効率的な処理と資源化利用を実現することができ、同時に環境保護法規の要求を満たすことができる。実際のプロジェクトでは、具体的な水質、処理規模及びリサイクル需要に基づいてプロセスパラメータを最適化する必要がある。