隨著電池行業(yè)的不斷發(fā)展，鋰離子電池具有能量比高、使用壽命長、額定電壓高以及綠色環(huán)保等突出的優(yōu)點，在電池行業(yè)中擔(dān)當(dāng)著重要的角色。鋰離子電池中正極材料前驅(qū)體大多數(shù)采用NaOH與NH3作為共沉劑，在氮氣的保護(hù)作用下，與一定濃度的鹽溶液(硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳)按一定流速加入反應(yīng)釜，在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件制備而得，在其制備過程以及陳化工序中會產(chǎn)生大量的氨氮廢水，這種廢水中含有較高的氨氮，不進(jìn)行處理會對環(huán)境造成較大的污染。目前，處理無機氨氮廢水主要有吹脫法、離子交換法等，有機氨氮廢水主要有生物法(A/O工藝)等。根據(jù)廣東邦普循環(huán)科技有限公司氨氮廢水的特點以及電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，尋找一種合適的無機氨氮廢水處理工藝。
1、無機氨氮廢水處理方法比較
1.1 吹脫法
吹脫法是利用空氣通過廢水時與水中溶解氣體發(fā)生的氧化反應(yīng)，使水中溶解性揮發(fā)物質(zhì)由液相轉(zhuǎn)化為氣相，并進(jìn)一步吹脫分離的方法。
水中的氨氮多數(shù)是以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)的狀態(tài)存在，主要存在以下反應(yīng)方程式：
游離氨的濃度與廢水的pH值和溫度有關(guān)。當(dāng)廢水pH值越高，游離氨的濃度越高。當(dāng)廢水溫度不斷升高，反應(yīng)平衡不斷向左移動，游離氨的濃度越低。
1.1.1 吹脫法氨氮廢水處理方案
方案設(shè)計分四部分：
(1)pH調(diào)節(jié)：控制原水廢水pH范圍;
(2)吹脫：在脫氨塔內(nèi)進(jìn)行吹脫除氨，降低廢水中的氨氮含量;
(3)蒸汽制取：制取蒸汽，控制脫氨塔溫度范圍;
(4)氨氮回收：利用冷凝回收蒸汽中的氨氮。
具體方案流程如圖1：
1.1.2 吹脫法氨氮廢水試驗及結(jié)果
在廢水水質(zhì)、廢水流量以及吹脫時間不變的情況下，具體廢水水質(zhì)見表1，采用蒸汽加熱，在脫氨塔內(nèi)進(jìn)行脫氨，通過調(diào)節(jié)廢水pH范圍以及控制蒸汽流量和溫度，進(jìn)而研究吹脫法氨氮去除效果，具體結(jié)果見表2。
2.1 離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑的可交換基團(tuán)與溶液中各種離子間的離子交換能力不同來進(jìn)行分離的方法。主要存在以下反應(yīng)方程式：
一般運用離子交換法處理氨氮廢水時，氨氮吸附主要存在化學(xué)吸附、物理吸附和離子交換吸附三個過程。
2.1.1 離子交換法氨氮處理方案
方案設(shè)計分三部分：
(1)pH調(diào)節(jié)：控制原水廢水pH范圍;
(2)離子交換：樹脂罐體填充樹脂，樹脂與廢水充分接觸，降低廢水中的氨氮含量;
(3)樹脂再生：樹脂達(dá)到飽和狀態(tài)，利用酸堿對樹脂進(jìn)行再生;
具體方案流程如圖2：
2.1.2 離子交換法氨氮廢水試驗及結(jié)果
采用D61型陽離子樹脂50L，具體廢水水質(zhì)見表3，廢水流量控制為每小時樹脂體積2、3、4倍，進(jìn)而控制pH，研究離子交換法氨氮去除效果，具體結(jié)果見表4
3、結(jié)論
(1)在選用吹脫法作為無機氨氮廢水處理方法時，吹脫法主要受到廢水處理所需溫度以及pH控制影響，當(dāng)廢水溫度一定時，pH值越高，氨氮去除率顯著增加;當(dāng)廢水pH值控制一定時，溫度升高，氨氮去除率逐漸增加。
當(dāng)廢水pH值>11.5且溫度>95℃時，氨氮為7.69mg/L<10mg/L，氨氮去除率達(dá)99.00%，符合電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
(2)在選用離子交換法作為無機氨氮廢水處理方法時，當(dāng)廢水流量控制在每小時2~3倍樹脂體積時，氨氮去除效果相近，差別較小;當(dāng)廢水流量控制在每小時4倍樹脂體積時，氨氮去除率效果較差，主要是廢水流量增大，廢水與樹脂接觸不完全，造成氨氮吸附反應(yīng)不完全。
當(dāng)廢水流量控制在每小時2~3倍樹脂體積時，離子交換法主要受到pH值影響，當(dāng)廢水pH值控制6~7之間，氨氮去除率效果最好，當(dāng)廢水pH控制在7~11或4~6之間，氨氮去除效果較差，主要是廢水pH值偏酸或偏堿，影響樹脂吸附環(huán)境，造成氨氮吸附反應(yīng)不完全。離子交換法去除氨氮效果較好，但氨氮出水均>10mg/L，不能滿足電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
(3)根據(jù)廣東邦普循環(huán)科技有限公司氨氮廢水的特點，采用吹脫法進(jìn)行無機氨氮廢水處理滿足電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。( >
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