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(lái)源

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

2.太陽(yáng)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(guò)程中的電鍍、涂裝等產(chǎn)生的廢水，以及車輛維修過(guò)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(guò)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(guò)程中產(chǎn)生的各種廢水。

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(guò)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(lái)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(dòng)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(guò)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(duì)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(jiǎn)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(yáng)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(wú)害的CO₂和H₂O，其反應(yīng)速率較常規(guī)高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)提高3-5倍，且對(duì)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(guò)有機(jī)污染物吸附在陽(yáng)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(guò)在陽(yáng)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(jià)態(tài)金屬氧化物來(lái)實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的氧化去除。

反應(yīng)機(jī)理：

H?O → ·OH + e^- + H⁺

2·OH→ H?O?

      Cl^- +·OH→ Cl·+OH^-

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(guò)電化學(xué)反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的中間產(chǎn)物，來(lái)間接氧化降解污染物。

機(jī)理示意圖

3、設(shè)備優(yōu)勢(shì)

(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(shí)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(wú)縫銜接。

(4) 清潔：只需用電，無(wú)二次污染，常溫常壓運(yùn)行。

(5) 便捷：標(biāo)準(zhǔn)模塊裝備，無(wú)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(duì)新能源行業(yè)廢水的處理效果

采用UED設(shè)備對(duì)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。

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(shí)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)。

表2為某光伏太陽(yáng)能企業(yè)生產(chǎn)的納米銀產(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(shí)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(yíng)成本。