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UED技術在新能源行業(yè)廢水處理中的應用

一、新能源行業(yè)廢水來源

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

2.太陽能電池板制造：在硅片清洗、刻蝕等工序中產生的廢水。

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

4.風力發(fā)電設備制造：金屬加工、表面處理等產生的廢水。

5.氫能生產及利用相關：例如水電解制氫過程中產生的酸堿廢水等。

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

二、新能源行業(yè)廢水特點

1.成分復雜多樣：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）、有機化合物（如生產過程中使用的助劑、添加劑等）、酸堿物質等。

含鹽量較高：尤其是與電池生產相關的廢水，由于電解質等的存在，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：部分有機物較難被微生物降解。

水量和水質波動大：這與生產工藝、生產批次等因素有關。

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

4.具有腐蝕性：可能存在強酸強堿等腐蝕性成分，對處理設施有一定要求。

三、新能源行業(yè)廢水常用處理工藝

新能源行業(yè)廢水處理技術可歸納為以下幾種：物化處理、化學處理、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；化學法主要有鐵內電解法、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設備

1、UED設備簡介

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

2、反應機理

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

反應機理：

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：通過電化學反應生成具有強氧化性的中間產物，來間接氧化降解污染物。

機理示意圖

3、設備優(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：超強的催化氧化分解能力，極短時間內實現(xiàn)有機分子的破環(huán)、斷鏈反應。

(3) 靈活：源頭處理、預處理、達標保障，可與常規(guī)工藝無縫銜接。

(4) 清潔：只需用電，無二次污染，常溫常壓運行。

(5) 便捷：標準模塊裝備，無需土建及其他構筑物，生產、安裝、維護極度便捷。

4、UED設備對新能源行業(yè)廢水的處理效果

采用UED設備對不同類型新能源材料企業(yè)的生產廢水進行了處理，結果如下表所示。

該廢水中主要含P204,P507等有機溶劑，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，但難以達標。如表1所示，經UED設備處理，反應時間不到3h，原水COD由1500mg/L降低至120mg/L以下，達標后排入工業(yè)園區(qū)污水系統(tǒng)。

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