三元前驅體廢水的處理工藝是什麼

① 廢水處理的基本方法有哪些

廢水中污染物多種多樣，從污染物形態分，有溶解性的、膠體狀的和懸浮狀的污染物。從化學性質分，有有機污染物和無機污染物。有機污染物從生物降解的難易程度又可分為可生物降解的有機物和不可生物降解的有機物。廢水處理即是利用各種技術措施將各種形態的污染物從廢水中分離出來，或將其分解、轉化為無害和穩定的物質，從而使廢水得以凈化的過程。根據所採用的技術措施的作用原理和去除對象，廢水處理方法可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三大類。

1.廢水的物理處理法廢水的物理處理法是利用物理作用來進行廢水處理的方法，主要用於分離去除廢水中不溶性的懸浮污染物。在處理過程中廢水的化學性質不發生改變。主要工藝有篩濾截留、重力分離（自然沉澱和上浮）、離心分離等，使用的處理設備和構築物有格柵和篩網、沉砂池和沉澱池、氣浮裝置、離心機、旋流分離器等。

（1）格柵與篩網格柵是由一組平行的金屬柵條製成的具有一定間隔的框架。將其斜置在廢水流經的渠道上，用於去除廢水中粗大的懸浮物和漂浮物，以防止後續處理構築物的管道閥門或水泵受到堵塞。篩網是由穿孔濾板或金屬網構成的過濾設備，用於去除較細小的懸浮物。

（2）沉澱法沉澱法的基本原理是利用重力作用使廢水中重於水的固體物質下沉，從而達到與廢水分離的目的。這種工藝處理效果好，並且簡單易行。因此，在廢水處理中應用廣泛，是一種重要的處理構築物。在廢水處理中，沉澱法主要應用於：①在沉砂池去除無機砂粒；②在初次沉澱池中去除重於水的懸浮狀有機物；③在二次沉澱池去除生物處理出的生物污泥；④在混凝工藝之後去除混凝形成的絮凝體；⑤在污泥濃縮池中分離污泥中的水分，濃縮污泥。

（3）氣浮法用於分離比重與水接近或比水小，靠自重難以沉澱的細微顆粒污染物。其基本原理是在廢水中通入空氣，產生大量的細小氣泡，並使其附著於細微顆粒污染物上，形成比重小於水的浮體，上浮至水面，從而達到使細微顆粒與廢水分離的目的。

（4）離心分離使含有懸浮物的廢水在設備中高速旋轉，由於懸浮物和廢水質量不同，所受的離心不同，從而可使懸浮物和廢水分離的方法。根據離心力的產生方式，離心分離設備可分為旋流分離器和離心機兩種類型。

2.廢水的化學處理法化學處理法是利用化學反應來分離、回收廢水中的污染物，或將其轉化為無害物質，主要工藝有中和、混凝、化學沉澱、氧化還原、吸附、離子交換等。

（1）中和法中和法是利用化學方法使酸性廢水或鹼性廢水中和達到中性的方法。在中和處理中，應盡量遵循「以廢治廢」的原則，優先考慮廢酸或廢鹼的使用，或酸性廢水與鹼性廢水直接中和的可能性。其次才考慮採用葯劑（中和劑）進行中和處理。

（2）混凝法混凝法是通過向廢水中投入一定量的混凝劑，使廢水中難以自然沉澱的膠體狀污染物和一部分細小懸浮物經脫穩、凝聚、架橋等反應過程，形成具有一定大小的絮凝體，在後續沉澱池中沉澱分離，從而使膠體狀污染物得以與廢水分離的方法。通過混凝，能夠降低廢水的濁度、色度，去除高分子物質，呈懸浮狀或膠體狀的有機污染物和某些重金屬物質。

（3）化學沉澱法化學沉澱法是通過向廢水中投入某種化學葯劑，使之與廢水中的某些溶解性污染物質發生反應，形成難溶鹽沉澱下來，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。化學沉澱法一般用於含重金屬工業廢水的處理。根據使用的沉澱劑的不同和生成的難溶鹽的種類，化學沉澱法可分為氫氧化物沉澱法、硫化物沉澱法和鋇鹽沉澱法。

（4）氧化還原法氧化還原法是利用溶解在廢水中的有毒有害物質在氧化還原反應中能被氧化或還原的性質，把它們轉變為無毒無害物質的方法。廢水處理使用的氧化劑有臭氧、氯氣、次氯酸鈉等，還原劑有鐵、鋅、亞硫酸氫鈉等。

（5）吸附法吸附法是採用多孔性的固體吸附劑，利用同一液相界面上的物質傳遞，使廢水中的污染物轉移到固體吸附劑上，從而使之從廢水中分離去除的方法。具有吸附能力的多孔固體物質稱為吸附劑。根據吸附劑表面吸附力的不同，可分為物理吸附、化學吸附和離子交換性吸附。在廢水處理中所發生的吸附過程往往是幾種吸附作用的綜合表現。廢水中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、沸石等。

（6）離子交換法離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換水處理法是利用離子交換劑對物質的選擇性交換能力去除水和廢水中的雜質和有害物質的方法。

（7）膜分離可使溶液中一種或幾種成分不能透過，而其他成分能透過的膜，稱為半透膜。膜分離是利用特殊的半透膜的選擇性透過作用，將廢水中的顆粒、分子或離子與水分離的方法，包括電滲析、擴散滲析、微過濾、超過濾和反滲透。

3.廢水的生物處理法在自然界中，棲息著巨量的微生物。這些微生物具有氧化分解有機物並將其轉化成穩定無機物的能力。廢水的生物處理法就是利用微生物的這一功能，並採用一定的人工措施，營造有利於微生物生長、繁殖的環境，使微生物大量繁殖，以提高微生物氧化、分解有機物的能力，從而使廢水中的有機污染物得以凈化的方法。根據採用的微生物的呼吸特性，生物處理可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類。根據微生物的生長狀態，廢水生物處理法又可分為懸浮生長型（如活性污泥法）和附著生長型（生物膜法）。

（1）好氧生物處理法好氧生物處理是利用好氧微生物，在有氧環境下，將廢水中的有機物分解成二氧化碳和水。好氧生物處理效率高，使用廣泛，是廢水生物處理中的主要方法。好氧生物處理的工藝很多，包括活性污泥法、生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化等工藝。

（2）厭氧生物處理法厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物的處理技術，最終產物為甲烷、二氧化碳等。多用於有機污泥、高濃度有機工業廢水，如啤酒廢水、屠宰廠廢水等的處理，也可用於低濃度城市污水的處理。污泥厭氧處理構築物多採用消化池，最近20多年來，開發出了一系列新型高效的厭氧處理構築物，如升流式厭氧污泥床、厭氧流化床、厭氧濾池等。

（3）自然生物處理法自然生物處理法即利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理廢水的技術。主要特徵是工藝簡單，建設與運行費用都較低，但凈化功能易受到自然條件的制約。主要的處理技術有穩定塘和土地處理法。

4.廢水處理工藝流程由於廢水中污染物成分復雜，單一處理單元不可能去除廢水中全部污染物，常需要多個處理單元有機組合成適宜的處理工藝流程。確定廢水處理工藝的主要依據是所要達到的處理程度。而處理程度又主要取決於原廢水的性質、處理後廢水的出路以及接納處理後廢水水體的環境標准和自凈能力。

（1）城市廢水的一般處理工藝流程其主要任務是去除城市廢水中含有的懸浮物和溶解性有機物。一般處理工藝流程，根據不同的處理程度，可分為預處理、一級處理、二級處理和三級處理。

①預處理：主要工藝包括格柵、沉砂池，用於去除城市污水中的粗大懸浮物和比重大的無機砂粒，以保護後續處理設施正常運行並減輕負荷。

②一級處理：一級處理一般為物理處理，主要去除污水中的懸浮狀固體物質。懸浮物去除率為50％～70％，有機物去除率為25％左右，一般達不到排放標准。因此一級處理屬於二級處理的前處理。主要工藝為沉澱池。

③二級處理：二級處理為生物處理，用於大幅度去除污水中呈膠體或溶解性的有機物，有機物去除率可達90％以上，處理後出水BOD可降至20～30毫克/升，達到國家規定的污水排放標准。主要工藝有活性污泥法、生物膜法等。

④三級處理：在二級處理之後，用於進一步去除殘存在廢水中的有機物和氮磷，以滿足更嚴格的廢水排放要求或回用要求。採用的工藝有生物除氮脫磷法，或混凝沉澱、過濾、吸附等一些物化方法。

（2）工業廢水的處理工藝流程由於工業廢水水質成分復雜，且隨行業、生產工藝流程、原料的變化而變化，故沒有通用的工藝流程。

② 三元前驅體是什麼

三元前驅體作為三元材料制備的原料，很大程度上決定了三元材料的性能。前驅體的結晶程度、球形度、顆粒大小以及分布、振實密度等指標的差異，都會嚴重影響三元正極材料的電化學性能，而這些指標又受前驅體合成過程中pH值、氨鹼濃度、攪拌強度、合成溫度、設備等多種因素的影響。

共沉澱法是前驅體材料的主流制備方法，可以精確控制各組分的含量，並且實現組分的原子級混合；通過調整溶液濃度、pH值、反應時間、反應溫度、攪拌轉速等合成工藝參數，可以制備不同粒度、形貌、密度、結晶程度的材料。

三元前驅體注意事項

在三元材料前驅體生產中，乾燥操作單元決定了前驅體成品的水分含量，並且對晶體結構有一定的影響，是一個重要工序，乾燥設備能否正確選擇直接關繫到產品的質量、操作環境和生產成本。目前常用的前驅體乾燥設備有熱風循環烘箱、盤式乾燥機、閃蒸乾燥機、回轉滾筒乾燥機等。

在三元材料生產中，配混料是將化學計量比的鋰鹽、前驅體、添加劑加入混合設備進行均勻混合，其均勻性會影響燒結過程中鋰、添加劑的均勻性，直接影響三元材料的結晶程度和殘鹼量，最終體現在電性能上。

③ 廢水的三級處理有哪些具體方法

污水三級處理是污水經二級處理後，進一步去除污水中的其他污染成分（如；氮、磷、微細懸浮物、微量有機物和無機鹽等）的工藝處理過程。主要方法有生物脫氮法、凝集沉澱法、砂濾法、硅藻土過濾法、活性炭過濾法、蒸發法、冷凍法、反滲透法、離子交換法和電滲析法等。根據三級處理出水的具體去向和用途，其處理流程和組成單元有所不同。如果為防止受納水體富營養化，則採用除磷和除氮的處理單元過程；如果為保護下游飲用水源或浴場不受污染，則應採用除磷、除氮、除毒物、除病原體等處理單元過程；如果直接作為城市飲用以外的生活用水，例如洗衣、清掃、沖洗廁所、噴灑街道和綠化地帶等用水,其出水水質要求接近於飲用水標准,則要採用更多的處理單元過程。污水的三級處理廠與相應的輸配水管道結合起來便形成城市的中水道系統。三級處理各個單元處理過程如下：一級處理是它通過機械處理，如格柵、沉澱或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。二級處理是生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉化為污泥。三級處理是污水的深度處理，它包括營養物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術對污水進行消毒。污水三級處理除磷最有效和實用的除磷方法是化學沉澱法，即投加石灰或鋁鹽、鐵鹽形成難溶性的磷酸鹽沉澱。石灰與廢水中的磷酸根離子發生如下反應而形成難溶的羥基磷灰石沉澱：

3HPO3-+5Ca2++4OH-=Ca5(OH)(PO4)3↓+3H2O為了保證投加石灰的沉澱除磷效果，必須將pH值提高到9.5～11.5。鋁鹽和磷酸根反應生成的磷酸鋁在pH值為 6時沉澱效果最好,鐵鹽和磷酸根反應生成的磷酸鐵在PH值為4時沉澱效果最好。為了確定金屬鹽的准確投量，須對待處理的污水進行小型試驗。污水三級處理除氮生物硝化－反硝化法：是好氧生物處理過程和厭氧生物處理過程串聯工作的系統。污水中的含氮有機物首先經需氧生物處理轉化為硝酸鹽，隨後再經厭氧生物處理將硝酸鹽還原為氮氣析出而被去除。有多種處理流程，如三級串聯的活性污泥法處理系統，其中第一級用於氧化碳水化合物,第二級用於氧化含氮有機物,而第三級是使第二級產生的硝酸鹽在厭氧條件下還原析出氮氣。在所有的處理流程中，都是向厭氧系統中投加一些補充的需氧源（如甲醇），以使反硝化所需的反應時間縮短而切合實用。

④ 廢水處理工藝有哪些

廢水處理工藝，按照理化性質分類：物理方法處理，化學方法處理，生物法處理，膜處理法。內
物理方容法包括：沉澱、絮凝、氣浮等。
化學方法包括：高級氧化法（APO），臭氧、氯氣消毒等。
膜處理方法包括：微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）及電滲析（ED）等。
生物方法。其中又包括厭氧處理法和好氧處理法。
厭氧處理方法有：升流式厭氧污泥床（UASB），消化池（AF），膨脹顆粒污泥床(EGSB)等；
好氧處理方法有：氧化塘，傳統活性污泥法，CASS，SBR，AB，A/O，A2/O，延時曝氣法，吸附—再生法，氧化溝，接觸氧化法，MBR法等。

⑤ 三元前驅體的三元前驅體乾燥技術

三元材料的乾燥技術目前以日本最為先進，其採用的是回轉窯設備，但是其有金屬污染，產品品質受影響，而採用微波乾燥技術乾燥三元前驅體更優於回轉窯技術，完全避免了金屬污染，並且有乾燥速度快，幾分鍾就可完成乾燥處理三元前軀體，乾燥均勻，品質好，乾燥溫度低，能耗降低等優點。設備佔地面積小，用電環保！詳情見
關於三元材料的乾燥方法，其實有很多種，也是根據產量的大小而定的。微波乾燥僅僅起到了乾燥的作用，缺少氧化的作用。日本採用的是回轉窯乾燥法，其目的不僅僅是乾燥同時兼有氧化的作用。三元材料乾燥氧化國內工業化生產成功的案例是由常州達諾公司創造的閃蒸、回轉窯一體法，其特點是大量排濕由閃蒸法完成，大大減輕了回轉窯尾氣夾帶物料及捕集損失的弊端，又避免了物料的團聚（結塊）現象，改善了流動性，使連續進入回轉窯後，煅燒氧化作用更加充分。同時更減輕了由於物料與窯壁摩擦造成的金屬污染，品質穩定性更有了保障。閃蒸、回轉窯法節省了投資和空間的同時更降低了單位產品的運行成本。

⑥ 工藝廢水處理方法有那些

1、污水大致可分為為：生活污水、工業廢水、農業廢水等類型，在工業版廢水中還可以細分為多種行權業的廢水。 2、污水處理的工藝流程種類很多，依據處理的對象和排放要求採取對應的處理流程。 3、通常的工藝有：（1）混凝沉澱法、（2）吸附法、（3）生物降解法、（4）離子交換樹脂法、（5）膜分離技術等。這些工藝對應或相關的方法為：物理法、化學法、物理化學法、生物法。 4、在生物法中可細分為：（1）活性污泥法，推流式活性污泥法、完全混合式活性污泥法、AB法、SBR及其變種工藝、氧化溝等； （2）生物膜法，生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化、曝氣生物濾池等； （3）厭氧工藝，厭氧濾器（AF）、厭氧流化床反應器（AFB）、上流式厭氧污泥床反應器（UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床反應器（EGSB）、厭氧內循環反應器（IC）、厭氧折流板反應器（ABR）等； （4）生物脫氮除磷工藝，A/O法、A/A/O工藝、A/O/A/O工藝、Bardenpho工藝、UCT及改良UCT工藝、短程硝化/反硝化工藝、同步硝化/反硝化工藝、短程硝化-厭氧氨氧化工藝、反硝化除磷工藝等。

⑦ 如何解決三元材料技術及安全難題

用等方面的問題。

筆者這里要指出的是，由於美國3M公司最早申請了三元材料的相關專利，而3M是按照鎳猛鈷(NMC)的循序來命名三元材料的，所以國際上普遍稱呼三元材料為NMC。

但是國內出於發音的習慣一般稱為鎳鈷猛(NCM)，這樣就帶來了三元材料型號的誤解，因為三元材料的名稱比如333、442、532、622、811等都是以NMC的順序來命名的。而BASF則是因為購買了美國阿貢國家實驗室(ANL)的相關專利，為了顯示自己與3M的「與眾不同」並且拓展中國市場，而故意稱三元材料為NCM。

三元材料(NMC)實際上是綜合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三種材料的優點，由於Ni
、Co和Mn之間存在明顯的協同效應，因此NMC的性能好於單一組分層狀正極材料，而被認為是最有應用前景的新型正極材料之一。

三種元素對材料電化學性能的影響也不一樣，一般而言，Co能有效穩定三元材料的層狀結構並抑制陽離子混排，提高材料的電子導電性和改善循環性能。但是Co比例的增大導致晶胞參數a和c減小且c/a增大，導致容量降低。

而Mn的存在能降低成本和改善材料的結構穩定性和安全性，但是過高的Mn含量將會降低材料克容量，並且容易產生尖晶石相而破壞材料的層狀結構。Ni的存在使晶胞參數c和a增大且使c/a減小，有助於提高容量。但是Ni含量過高將會與Li+產生混排效應而導致循環性能和倍率性能惡化，而且高鎳材料的pH值過高影響實際使用。

在三元材料中，根據各元素配比的不同，Ni可以是+2和+3價，Co一般認為是+3價，Mn則是+4價。三種元素在材料中起不同的作用，充電電壓低於4.4V(相對於金屬鋰負極)時，一般認為主要是Ni2+參與電化學反應形成Ni4+;繼續充電在較高電壓下Co3+參與反應氧化到Co4+，而Mn則一般認為不參與電化學反應。

三元材料根據組分可以分為兩個基本系列：低鈷的對稱型三元材料LiNixMnxCo1-2xO2和高鎳的三元材料LiNi1-2yMnyCoyO2兩大類型，三元材料的相圖如上圖所示。此外有一些其它組分，比如353、530、532等等。

對稱型三元材料的Ni/Mn兩種金屬元素的摩爾比固定為1，以維持三元過渡金屬氧化物的價態平衡，代表性的產品是333和442系列三元材料，這個組分系列在美國3M專利保護范圍內。

這類材料由於Ni含量較低Mn含量較高晶體結構比較完整，因此具有向高壓發展的潛力，筆者在「消費電子類鋰離子電池正極材料產業化發展探討」一文里已經進行了比較詳細的討論。

從高鎳三元NMC的化學式可以看出，為了平衡化合價，高鎳三元裡面Ni同時具有+2和+3價，而且鎳含量越高+3價Ni越多，因此高鎳三元的晶體結構沒有對稱型三元材料穩定。在這兩大系列之外的其它一些組分，一般都是為了規避3M或者ANL、Umicore、Nichia的專利而開發出來的。比如532組分原本是SONY
和松下為了規避3M的專利的權宜之計，結果現在NMC532反倒成了全球最暢銷的三元材料。

三元材料具有較高的比容量，因此單體電芯的能量密度相對於LFP和LMO
電池而言有較大的提升。近幾年，三元材料動力電池的研究和產業化在日韓已經取得了較大的進展，業內普遍認為NMC動力電池將會成為未來電動汽車的主流選擇。

一般而言，基於安全性和循環性的考慮，三元動力電池主要採用333、442和532這幾個Ni含量相對較低的系列，但是由於PHEV/EV對能量密度的要求越來越高，622在日韓也越來越受到重視。

三元材料的核心專利主要掌握在美國3M公司手裡，阿貢國家實驗室(ANL)也申請了一些三元材料(有些包含於富鋰錳基層狀固溶體)方面的專利，但業界普遍認為其實際意義並不及3M。

國際上三元材料產量最大的是比利時Umicore，並且Umicore和3M形成了產研聯盟。此外，韓國L&F，日本Nichia
(日亞化學)，Toda Kogyo( 戶田工業) 也是國際上主要的三元材料生產廠家，而德國BASF則是新加入的三元新貴。

值得一提的是，國際上四大電芯廠家(S
O N Y、Panasonic、Samsung SDI 和LG)在三元材
料和鈷酸鋰正極材料方面，都有相當比例的inhouse產能，這也是這四家大廠相對於全球其它電芯廠家技術大幅領先的一個重要體現。

1、三元材料的主要問題與改性手段

目前NMC應用於動力電池存在的主要問題包括：

(1)由於陽離子混排效應以及材料表面微結構在首次充電過程中的變化，造成NMC的首次充放電效率不高，首效一般都小於90%;

(2)三元材料電芯產氣較嚴重安全性比較突出，高溫存儲和循環性還有待提高;

(3)鋰離子擴散系數和電子電導率低，使得材料的倍率性能不是很理想;

(4)三元材料是一次顆粒團聚而成的二次球形顆粒，由於二次顆粒在較高壓實下會破碎，從而限制了三元材料電極的壓實，這也就限制了電芯能量密度的進一步提升。針對以上這些問題，目前工業界廣泛採用的改性措施包括：

雜原子摻雜。為了提高材料所需要的相關方面的性能(如熱穩定性、循環性能或倍率性能等)，通常對正極材料進行摻雜改性研究。但是，摻雜改性往往只能改進某一方面或部分的電化學性能，而且常常會伴隨著材料其它某一方面性能(比如容量等)的下降。

NMC根據摻雜元素的不同可以分為：陽離子摻雜、陰離子摻雜以及復合摻雜。很多陽離子摻雜被研究過，但有實際效果的僅限於Mg、Al、Ti、Zr、Cr、Y、Zn這幾種。一般而言，對NMC進行適當的陽離子摻雜，可以抑制Li/Ni
的陽離子混排，有助於減少首次不可逆容量。

陽離子摻雜可以使層狀結構更完整，從而有助於提高NMC的倍率性，還可以提高晶體結構的穩定性，這對改善材料的循環性能和熱穩定性的效果是比較明顯的。

陰離子摻雜主要是摻雜與氧原子半徑相近的F原子。適量地摻雜F可以促進材料的燒結，使正極材料的結構更加穩定。F摻雜還能夠在循環過程中穩定活性物質和電解液之間的界面，提高正極材料的循環性能。

混合摻雜一般是F和一種或者數種陽離子同時對NMC進行摻雜，應用比較廣泛的是Mg-F、Al-F、Ti-F、Mg-Al-F、Mg-Ti-F這么幾種組合。混合摻雜對NMC的循環和倍率性能改善比較明顯，材料的熱穩定性也有一定提高，是目前國際主流正極廠家採用的主要改性方法。

NMC摻雜改性關鍵在於摻雜什麼元素，如何摻雜，以及摻雜量的多少的問題，這就要求廠傢具有一定的研發實力。NMC的雜原子摻雜既可以在前驅體共沉澱階段進行濕法摻雜，也可以在燒結階段進行干法摻雜，只要工藝得當都可以收到不錯的效果。廠家需要根據自己的技術積累和經濟狀況來選擇適當的技術路線，所謂條條大道通羅馬，適合自家的路線就是最好的技術。

表麵包覆。NMC表麵包覆物可以分為氧化物和非氧化物兩種。最常見的氧化物包括MgO、Al2O3、ZrO2和TiO2這幾種，常見的非氧化物主要有AlPO4、AlF3、LiAlO2、LiTiO2等。無機物表麵包覆主要是使材料與電解液機械分開從而減少材料與電解液副反應，抑制金屬離子的溶解，優化材料的循環性能。

同時，無機物包覆還可以減少材料在反復充放電過程中材料結構的坍塌，對材料的循環
性能是有益的。NMC的表麵包覆對降低高鎳三元材料表面殘鹼含量是比較有效的，這個問題筆者後面還會談到。

同樣，表麵包覆的難點首先在於選擇什麼樣的包覆物，再就是採用什麼樣的包覆方法以及包覆量的多少的問題。包覆既可以用干法包覆，也可以在前驅體階段進行濕法包覆的，這都需要廠家需要根據自身情況選擇合適的工藝路線。

生產工藝的優化。改進生產工藝主要是為了提高NMC產品品質，比如降低表面殘鹼含量、改善晶體結構完整性、減少材料中細粉的含量等，這些因素都對材料的電化學性能有較大影響。比如適當調整Li/M比例，可以改善NMC的倍率性能，增加材料的熱穩定性，這就需要廠家對三元材料的晶體結構有相當的理解。

2、三元材料的前驅體生產

NMC跟其它幾種正極材料的生產過程相比，有個很大的不同之處就是其獨特的前驅體共沉澱生產工藝。雖然在LCO、LMO和LFP的生產當中，採用液相法生產前驅體越來越普遍，而且在高端材料生產中更是如此，但對於大多數中小企業而言固相法仍然是這幾種材料的主流工藝。

然而三元材料(也包括NCA和OLO)，則必須採用液相法才能保證元素在原子水平的均勻混合，這是固相法無法做到的。正是有了這個獨特的共沉澱工藝，使得NMC的改性相對其它幾種正極材料而言更加容易，而且效果也很明顯。

目前國際主流的NMC前驅體生產採用的是氫氧化物共沉澱工藝，NaOH作為沉澱劑而氨水是絡合劑，生產出高密度球形氫氧化物前驅體。該工藝的優點是可以比較容易地控制前驅體的粒徑、比表面積、形貌和振實密度，實際生產中反應釜操作也比較容易。但也存在著廢水(含NH3和硫酸鈉)處理的問題，這無疑增加了整體生產成本。

碳酸鹽共沉澱工藝從成本控制的角度而言具有一定優勢，即使不使用絡合劑該工藝也可以生產出球形度很好的顆粒。碳酸鹽工藝目前最主要的問題是工藝穩定性較差，產物粒徑不容易控制。碳酸鹽前驅體雜質(Na和S)含量相對氫氧化物前驅體較高而影響三元材料的電化學性能，並且碳酸鹽前驅體振實密度比氫氧化物前驅體要低，這就限制了NMC能量密度的發揮。

筆者個人認為，從成本控制以及高比表面積三元材料在動力電池中的實際應用角度來考慮，碳酸鹽工藝可以作為主流氫氧化物共沉澱工藝的主要補充，需要引起國內廠家的足夠重視。

目前國內正極材料廠家普遍忽視三元材料前驅體的生產和研發，大部分廠家直接外購前驅體進行燒結。筆者這里要強調的是，前驅體對三元材料的生產至關重要，因為前驅體的品質(形貌、粒徑、粒徑分布、比表面積、雜質含量、振實密度等)直接決定了最後燒結產物的理化指標。

可以這么說，三元材料60%的技術含量在前驅體工藝裡面，而相對而言燒結工藝基本已經透明了。所以，無論是從成本還是產品品質控制角度而言，三元廠家必須自產前驅體。

事實上，國際上三元材料主流廠商，包括Umicore、Nichia、L&F、Toda
Kogyo無一例外的都是自產前驅體，只有在自身產能不足的情況下才適當外購。所以，國內正極廠家必須對前驅體的研發和生產引起高度重視。

3、三元材料表面殘鹼含量的控制

NMC(也包括NCA)表面殘鹼含量比較高是其在實際應用中一個比較突出的問題。NMC表面的鹼性物質主要成分是Li2CO3，此外還有一部分以Li2SO4和LiOH的形式存在。

正極材料表面的鹼性化合物主要來住兩個方面的因素。第一個因素在實際的生產過程中，因為鋰鹽在高溫煅燒過程中會有一定的揮發，配料時會稍微提高Li/M比(即鋰鹽適當過量)來彌補燒結過程中造成的損失。因此多少都會有少量的Li剩餘(在高溫下以Li2O的形式存在)，溫度降低到室溫以後Li2O會吸附空氣中的CO2和H2O而形成LiOH和Li2CO3等。

第二個因素，就是實驗已經證實正極材料表面的活性氧陰離子會和空氣中的CO2和水分反應而生成碳酸根，同時鋰離子從本體遷移到表面並在材料表面形成Li2CO3，這一過程同時伴隨著材料表面脫氧而形成結構扭曲的表面氧化物層。任何一種正極材料，只要與暴露在空氣中就會生成碳酸鹽，只是量多少的問題。

表面鹼性化合在不同種類的正極材料的表面的形成難易程度是不一樣的，一般的規律是NCA
≈ 高鎳NMC >低鎳NMC ≈ LCO > LMO > LFP。也就是說，三元或者二元材料表面殘鹼含量跟Ni含量有直接關聯。

正極材料的表面殘鹼含量過高會給電化學性能帶來諸多負面影響。首先是它會影響塗布，NCA和富鎳三元材料在勻漿過程中很容易形成果凍狀，主要就是因為它們表面的鹼性氧化物含量太高吸水所致。表面鹼性化合物對電化學性能的影響主要體現在增加了不可逆容量損失，同時惡化循環性能。

此外，對於NCA和富鎳三元材料來說，表面的Li2CO3在高電壓下分解，是電池脹氣的主要原因之一，從而帶來安全性方面的隱患。因此，降低表面殘鹼含量對於三元材料在動力電池中的實際應用具有非常重要意義。

目前國內廠家普遍採用的是對三元材料進行水洗，然後在較低的溫度二次燒結(水洗
+
二燒)的工藝來降低NMC表面殘鹼含量。這個方法可以將表面殘鹼清洗得比較徹底，但其弊端也是非常明顯的，處理之後的三元材料倍率和循環性能明顯下降而達不到動力電池的使用要求，並且水洗
+ 二燒還增加了成本，因此筆者並不推薦這個方法。

筆者個人認為，需要在生產中綜合採取一系列的措施才能有效降低三元材料表面鹼含量。在前驅體階段需要控制好氨水的含量和保護氣氛的分壓，對於高鎳三元甚至還需要加入適量的添加劑來降低碳和硫含量。

混料階段嚴格控制Li/M比例，燒結階段優化燒結溫度的升溫程序，退火階段控制氧分壓、降溫速度和車間濕度，最後真空密封包裝成品材料。

也就是說，從前驅體開始到最後包裝都需要嚴格控制材料與空氣的接觸。這一系列工藝措施的綜合使用，就可以有效降低三元材料的表面殘鹼含量，即使是未改性的高鎳622其表面pH值也可以控制在11左右。另外，表麵包覆也是降低三元材料表面殘鹼含量的有效方法，因此高鎳的NMC一般都需要表麵包覆改性。

筆者這里要強調的是，對於正極材料尤其是NMC和NCA的表面殘鹼問題，必須引起正極材料生產廠家的高度重視，雖然不可能絕對無殘留，但必須使其含量盡可能低或是控制在穩定合理的范圍之內(一般500-1000
ppm以下)。國內NCA一直不能量產，一個很重要的技術原因就是在生產過程中疏忽了對溫度、氣氛和環境濕度的嚴格控制，而無法實現封閉生產。

4、高比表面積和窄粒徑分布NMC的生產

用於HEV和PHEV的動力電池要兼顧功率和能量密度的需求，動力型三元材料的要求跟普通用於消費電子產品的三元材料是不一樣的。滿足高倍率的需求就必須提高三元材料的比表面積而增大反應活性面積，這跟普通三元材料的要求是相反的。

三元材料的比表面積是由前驅體的BET所決定的，那麼如何在保持前驅體球形度和一定振實密度的前提下，盡可能的提高前驅體的BET，就成了動力型三元材料要攻克的技術難題。

一般來說，提高前驅體BET需要調整絡合劑濃度，並且改變反應器的一些參數比如轉速溫度流速等等，這些工藝參數需要綜合優化，才能不至於較大程度犧牲前驅體的球形度和振實密度，而影響電池的能量密度。

採用碳酸鹽共沉澱工藝是提高前驅體BET的一個有效途徑，正如筆者前面提到的碳酸鹽工藝目前還存在一些技術難題，但筆者個人認為，碳酸鹽共沉澱工藝或許可以在生產高比表面積三元材料方面發揮用武之地，因此這個工藝值得深入研究。

動力電池的一個最基本要求就是長循環壽命，目前要求與整車至少的一半壽命相匹配(8-10年)，100%DOD循環要達到5000次以上。就目前而言，三元材料的循環壽命還不能達到這個目標，目前國際上報道的三元材料最好的循環記錄是Samsung
SDI製作的NMC532的三元電芯，在常溫下0.5C的循環壽命接近3000次。

但筆者個人認為，三元材料的循環壽命還有進一步提高的潛力。除了筆者前面提到的雜原子摻雜、表麵包覆等因素以外，控制產品的粒徑分布也是一個很重要的途徑，對動力電池來說這點尤為重要。我們知道，通常生產的三元材料的粒徑分布較寬，一般在1.2-1.8之間。如此寬的粒徑分布，必然會造成大顆粒和小顆粒中Li和過渡金屬含量的不同。

精細的元素分析結果表明，小顆粒中的Li和鎳含量高於平均值(Li和鎳過量)而大顆粒的Li和鎳含量低於平均值(Li和鎳不足)。那麼在充電過程中，由於極化的原因，小顆粒總是過度脫鋰而結構被破壞，並且在充電態高鎳小顆粒與電解液的副反應更加劇烈，高溫下將更加明顯，這些都導致小顆粒循環壽命較快衰減，而大顆粒的情況正好相反。

也就是說，材料整體的循環性能實際上是由小顆粒所決定的，這也是制約三元材料循環性進一步提升的重要因素。這個問題在3C小電池中是無法體現出來的，因為其循環性只要求達到500而已，但是對於循環壽命要求達到5000次的動力電池而言，這個問題將是非常重要的。進一步提升三元材料的循環性，就必須生產粒徑大小均勻一致(粒徑分布小於0.8)的三元材料，從而盡可能的避免小顆粒和大顆粒的存在，這就給工業化生產帶來了很大的挑戰。NMC的粒徑分布完全取決於前驅體，這里我們再一次看到了前驅體生產對三元材料的重要意義。對於氫氧化物共沉澱工藝，使用普通的反應器是不可能生產出粒徑分布小於1.0的前驅體顆粒的，這就需要採用特殊設計的反應器或者物理分級技術，進一步減小前驅體的粒徑分布。採用分級機將小顆粒和大顆粒分離以後前驅體的粒徑分布可以達到0.8。因為去除了小顆粒和大顆粒，前驅體的產率降低了，這實際上較大地增加前驅體生產成本。

為了達到原材料的綜合利用而降低生產成本，廠家必須建立前驅體回收再處理生產線，這就需要廠家綜合權衡利弊，選擇合適的工藝流程。

窄粒徑分布的三元材料在實際應用中，極片塗布的一致性明顯提高，除了增加電芯循環壽命以外，還可以降低電池的極化而改善倍率性能。國內三元廠家由於技術水平的限制，目前還沒有認識到這個問題的重要性。筆者個人認為，窄粒徑分布將會成為動力型三元材料的一個重要技術指標，希望這個問題能夠引起國內廠家的高度重視。5三元材料的安全性問題

三元材料電芯相對與LFP和LMO電芯而言安全性問題比較突出，主要表現在過充和針刺條件下不容易過關，電芯脹氣比較嚴重，高溫循環性不理想等方面。筆者個人認為，三元電芯的安全性需要同時在材料本身和電解液兩方面著手，才能收到比較理想的效果。

從NMC材料自身而言，首先要嚴格控制三元材料的表面殘鹼含量。除了筆者上面討論到的措施，表麵包覆也是非常有效的。一般而言，氧化鋁包覆是最常見的，效果也很明顯。氧化鋁即可以在前驅體階段液相包覆，也可以在燒結階段固相包覆，只要方法得當都可以起到不錯的效果。

最近幾年發展起來的ALD技術可以實現NMC表面非常均勻地包覆數層Al2O3，實測的電化學性能改善也比較明顯。但是ALD包覆會造成每噸5千到1萬元的成本增加，因此如何降低成本仍然是ALD技術實用化的前提條件。

其次，就是要提高NMC結構穩定性，主要是採用雜原子摻雜。目前使用較多的是陰離子和陽離子復合摻雜，對提高材料的結構和熱穩定性都是有益的。另外，Ni含量是必須考慮的因素。對於NMC而言，其比容量隨著Ni含量的升高而增加，但是我們也要認識到，提高鎳含量引起的負面作用也同樣非常明顯。

隨著鎳含量的升高，Ni在Li層的混排效應也更加明顯，將直接惡化其循環性和倍率性能。而且提高鎳含量使得晶體結構穩定性變差，表面殘鹼含量也隨之升高，這些因素都會導致安全性問題比較突出，尤其是在高溫測試條件下電芯產氣非常嚴重。因此，三元材料並不是鎳含量越高越好，而是必須綜合權衡各方面的指標要求。

筆者認為，高鎳三元材料的單獨使用上限可能是70%，鎳含量再高的話，高鎳帶來的各種負面影響將足以抵消容量提升的優勢而得不償失。

另外，筆者這里還要指出的是需要嚴格控製成品中的細粉含量，細粉和小顆粒是兩個不同的概念，細粉是形貌不規則的且粒徑小於0.5微米的顆粒，這種顆粒不僅小且不規則，在實際生產中很難去除而給正極材料的使用留下了很大的安全隱患。因此，如何控制並去除材料中的細粉是生產中一個重要問題。

三元電芯的安全性，還需要結合電解液的改進，才能得到比較好的解決。關於電解液這塊，涉及的技術機密較多，公開報道的資料很少。一般來說，三元材料在DMC體系中的電化學性能要好於DEC，添加PC也可以減少高電壓下的副反應。混合LiBOB和LiPF6用於電解質鹽，可以提高三元材料的高溫循環性能。

電解液的改性，目前主要是從特種功能添加劑上面下功夫，目前已知的添加劑包括VEC、DTA、LiDFOB、PS等等，都可以改善三元電芯的電化學性能。這就需要電芯廠家和電解液生產商聯合攻關，研究適合於三元材料的電解液配方。6三元材料的市場應用分析三元材料從一開始，是作為鈷酸鋰的替代材料發展起來的，人們普遍預計鈷酸鋰將很快被三元材料所取代。然而數十年過去了，鈷酸鋰在3C小電池的地位非但沒有減弱，這兩年更是乘著Apple的高電壓東風，地位愈發難以撼動，2013年鈷酸鋰的銷量仍然占據超過50%的全球正極材料市場份額。

在筆者看來，三元材料在未來的數年之內，還是很難在3C領域取代鈷酸鋰。

這主要是因為一方面，單獨使用三元材料很難滿足智能手機在電壓平台方面的硬性要求;另一方面，三元材料的二次顆粒結構很難做到高壓實，使得三元材料電池在體積能量密度上仍然不能達到高端(高壓實高電壓)鈷酸鋰的水平。在未來數年之內，三元材料在3C領域仍然只是一個輔助角色。

單晶高壓三元材料在高壓電解液成熟之後，有可能會在3C領域獲得更加廣泛的應用，相關的分析可以參閱筆者之前發表的「消費電子類鋰離子電池正極材料產業發展探討」一文。事實上筆者傾向於認為，三元材料更加適用於電動工具和動力電池領域。近兩年，電動汽車對在動力電池的能量密度要求有明顯的增加趨勢，已經有汽車廠商開始在HEV和PHEV上試驗三元電芯了。

如果僅僅從能量密度的要求而言，HEV的能量密度要求較低，LMO、LFP和NMC電芯都可以滿足要求。PHEV的能量密度要求較高，目前只有NMC/NCA電芯可以滿足PHEV的要求，而受到Tesla動力電池技術路線的影響，NMC也必然會在EV上有擴大應用的趨勢。

目前日本和韓國已經將動力電池的研發重點從LMO電池轉移到了NMC電池，這一趨勢非常明顯。國家工信部給新能源汽車動力電池企業下達的三個硬指標，2015年單體電池能量密度180Wh/kg以上(模塊能量密度150
Wh/kg以上)，循環壽命超過2000次或日歷壽命達到10年，成本低於2元/Wh。目前只有NMC電芯可以同時滿足前三個硬指標。

因此筆者個人認為，NMC必將在未來成為動力電池的主流正極材料，而LFP和LMO由於自身缺點的限制而將只能屈居配角的地位。

現階段業內比較一致的看法，NMC動力電池是趨勢,未來3-5年之內高端的三元體系的動力鋰電池將會呈現供不應求的局面。短期來看,目前國內動力鋰電池仍將以磷酸鐵鋰為主錳酸鋰為輔，國內的鋰電池和電動汽車企業可通過對磷酸鐵鋰材料的掌握，在2-3年內形成成熟的電池技術，提高技術水平，然後再過渡到三元材料的技術路線上來。

因此材料和電芯廠家加緊在三元材料方面的布局，就成了比較迫切的戰略問題。

筆者最後談談三元材料成本的問題，NMC相對LMO和LFP而言成本較高，這已是很多國人力捧LFP的初衷之一。目前國內質量較好的三元材料價格一般在15-18萬元/噸，而動力型高端LMO一般在8萬元左右，目前品質較好的LFP價格已經降到了10萬元左右，而且LMO和LFP的成本都還有進一步下降的空間，比如LMO下降到6萬元、LFP下降到6-8萬元都有可能。

那麼，成本就成了制約三元材料大規模應用於動力電池的一個關鍵因素。如果我們簡單分析一下三元材料裡面金屬的成本比例，就發現如果單從原材料和生產工藝上降低成本，空間其實並不大。

筆者個人認為，比較現實的途徑只能有兩條，一是進一步提高NMC產品的質量，以期達到超長循環壽命。如果我們比較單次循環的成本，那麼增加循環壽命無疑會較大程度地降低動力電池在全壽命期間的整體使用成本。但這就需要企業具備很強的研發和技術實力，並且會增加生產成本。

雖然這是國際正極材料巨頭們普遍採用的策略，但就目前國內正極材料廠家的利潤率和研發水平而言，這條道路其實很艱難。

另外一條途徑，就是建立完整的電池回收體系，從而充分利用金屬資源。如果類似西方國家通過國家立法強制回收廢舊鋰電，筆者簡單的計算表明，扣除回收工藝成本以後(回收Co和Ni，而Mn和Fe太便宜沒有回收價值)，回收的金屬大概可以彌補20%-30%的原材料成本，最終的三元材料成本將有10%-20%左右的下降空間。

如果考慮到三元電芯的高能量密度，那麼三元電芯每Wh的成本跟LFP和LMO電池相比是有競爭力的。這就需要國內有一兩家能夠在產業鏈上進行整合的領軍企業，在金屬礦物原材料、三元材料生產、電芯製作和電池回收這幾個領域有一定的業務重疊，才能最大限度地實現資源的最優化配置而降低生產成本。

筆者個人認為，在當前國內正極廠商研發和技術力量普遍薄弱的情況下，在資源利用率(成本)和產品品質上面取得比較適當的平衡，是迅速拓展市場跟國際產業巨頭相抗衡的有效途徑

⑧ 廢水處理的基本方法是什麼

廢水中污染物多種多樣，從污染物形態分，有溶解性的、膠體狀的和懸浮狀的污染物。從化學性質分，有有機污染物和無機污染物。有機污染物從生物降解的難易程度又可分為可生物降解的有機物和不可生物降解的有機物。廢水處理即是利用各種技術措施將各種形態的污染物從廢水中分離出來，或將其分解、轉化為無害和穩定的物質，從而使廢水得以凈化的過程。根據所採用的技術措施的作用原理和去除對象，廢水處理方法可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三大類。

（一）廢水的物理處理法

廢水的物理處理法是利用物理作用來進行廢水處理的方法，主要用於分離去除廢水中不溶性的懸浮污染物。在處理過程中廢水的化學性質不發生改變。主要工藝有篩濾截留、重力分離（自然沉澱和上浮）、離心分離等，使用的處理設備和構築物有格柵和篩網、沉砂池和沉澱池、氣浮裝置、離心機、旋流分離器等。

1.格柵與篩網

格柵是由一組平行的金屬柵條製成的具有一定間隔的框架。將其斜置在廢水流經的渠道上，用於去除廢水中粗大的懸浮物和漂浮物，以防止後續處理構築物的管道閥門或水泵受到堵塞。篩網是由穿孔濾板或金屬網構成的過濾設備，用於去除較細小的懸浮物。

2.沉澱法

沉澱法的基本原理是利用重力作用使廢水中重於水的固體物質下沉，從而達到與廢水分離的目的。這種工藝處理效果好，並且簡單易行。因此，在廢水處理中應用廣泛，是一種重要的處理構築物。在廢水處理中，沉澱法主要應用於：①在沉砂池去除無機砂粒；②在初次沉澱池中去除重於水的懸浮狀有機物；③在二次沉澱池去除生物處理出水中的生物污泥；④在混凝工藝之後去除混凝形成的絮凝體；⑤在污泥濃縮池中分離污泥中的水分，濃縮污泥。

3.氣浮法

用於分離比重與水接近或比水小，靠自重難以沉澱的細微顆粒污染物。其基本原理是在廢水中通入空氣，產生大量的細小氣泡，並使其附著於細微顆粒污染物上，形成比重小於水的浮體，上浮至水面，從而達到使細微顆粒與廢水分離的目的。

4.離心分離

使含有懸浮物的廢水在設備中高速旋轉，由於懸浮物和廢水質量不同，所受的離心不同，從而可使懸浮物和廢水分離的方法。根據離心力的產生方式，離心分離設備可分為旋流分離器和離心機兩種類型。

（二）廢水的化學處理法

化學處理法是利用化學反應來分離、回收廢水中的污染物，或將其轉化為無害物質，主要工藝有中和、混凝、化學沉澱、氧化還原、吸附、離子交換等。

1.中和法

中和法是利用化學方法使酸性廢水或鹼性廢水中和達到中性的方法。在中和處理中，應盡量遵循「以廢治廢」的原則，優先考慮廢酸或廢鹼的使用，或酸性廢水與鹼性廢水直接中和的可能性。其次才考慮採用葯劑（中和劑）進行中和處理。

2.混凝法

混凝法是通過向廢水中投入一定量的混凝劑，使廢水中難以自然沉澱的膠體狀污染物和一部分細小懸浮物經脫穩、凝聚、架橋等反應過程，形成具有一定大小的絮凝體，在後續沉澱池中沉澱分離，從而使膠體狀污染物得以與廢水分離的方法。通過混凝，能夠降低廢水的濁度、色度，去除高分子物質，呈懸浮狀或膠體狀的有機污染物和某些重金屬物質。

3.化學沉澱法

化學沉澱法是通過向廢水中投入某種化學葯劑，使之與廢水中的某些溶解性污染物質發生反應，形成難溶鹽沉澱下來，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。化學沉澱法一般用於含重金屬工業廢水的處理。根據使用的沉澱劑的不同和生成的難溶鹽的種類，化學沉澱法可分為氫氧化物沉澱法、硫化物沉澱法和鋇鹽沉澱法。

4.氧化還原法

氧化還原法是利用溶解在廢水中的有毒有害物質，在氧化還原反應中能被氧化或還原的性質，把它們轉變為無毒無害物質的方法。廢水處理使用的氧化劑有臭氧、氯氣、次氯酸鈉等，還原劑有鐵、鋅、亞硫酸氫鈉等。

5.吸附法

吸附法是採用多孔性的固體吸附劑，利用同一液相界面上的物質傳遞，使廢水中的污染物轉移到固體吸附劑上，從而使之從廢水中分離去除的方法。具有吸附能力的多孔固體物質稱為吸附劑。根據吸附劑表面吸附力的不同，可分為物理吸附、化學吸附和離子交換性吸附。在廢水處理中所發生的吸附過程往往是幾種吸附作用的綜合表現。廢水中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、沸石等。

6.離子交換法

離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換水處理法是利用離子交換劑對物質的選擇性交換能力去除水和廢水中的雜質和有害物質的方法。

7.膜分離

可使溶液中一種或幾種成分不能透過，而其他成分能透過的膜，稱為半透膜。膜分離是利用特殊的半透膜的選擇性透過作用，將廢水中的顆粒、分子或離子與水分離的方法，包括電滲析、擴散滲析、微過濾、超過濾和反滲透。

（三）廢水的生物處理法

在自然界中，棲息著巨量的微生物。這些微生物具有氧化分解有機物並將其轉化成穩定無機物的能力。廢水的生物處理法就是利用微生物的這一功能，並採用一定的人工措施，營造有利於微生物生長、繁殖的環境，使微生物大量繁殖，以提高微生物氧化、分解有機物的能力，從而使廢水中的有機污染物得以凈化的方法。根據採用的微生物的呼吸特性，生物處理可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類。根據微生物的生長狀態，廢水生物處理法又可分為懸浮生長型（如活性污泥法）和附著生長型（生物膜法）。

1.好氧生物處理法

好氧生物處理是利用好氧微生物，在有氧環境下，將廢水中的有機物分解成二氧化碳和水。好氧生物處理效率高，使用廣泛，是廢水生物處理中的主要方法。好氧生物處理的工藝很多，包括活性污泥法、生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化等工藝。

2.厭氧生物處理法

厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物的處理技術，最終產物為甲烷、二氧化碳等。多用於有機污泥、高濃度有機工業廢水，如啤酒廢水、屠宰廠廢水等的處理，也可用於低濃度城市污水的處理。污泥厭氧處理構築物多採用消化池，最近20多年來，開發出了一系列新型高效的厭氧處理構築物，如升流式厭氧污泥床、厭氧流化床、厭氧濾池等。

3.自然生物處理法

自然生物處理法即利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理廢水的技術。主要特徵是工藝簡單，建設與運行費用都較低，但凈化功能易受到自然條件的制約。主要的處理技術有穩定塘和土地處理法。

（四）廢水處理工藝流程

由於廢水中污染物成分復雜，單一處理單元不可能去除廢水中全部污染物，常需要多個處理單元有機組合成適宜的處理工藝流程。確定廢水處理工藝的主要依據是所要達到的處理程度。而處理程度又主要取決於原廢水的性質、處理後廢水的出路以及接納處理後廢水水體的環境標准和自凈能力。

1.城市廢水的一般處理工藝流程

其主要任務是去除城市廢水中含有的懸浮物和溶解性有機物。一般處理工藝流程，根據不同的處理程度，可分為預處理、一級處理、二級處理和三級處理。

（1）預處理：主要工藝包括格柵、沉砂池，用於去除城市污水中的粗大懸浮物和比重大的無機砂粒，以保護後續處理設施正常運行並減輕負荷。

（2）一級處理：一級處理一般為物理處理，主要去除污水中的懸浮狀固體物質。懸浮物去除率為50％～70％，有機物去除率為25％左右，一般達不到排放標准。因此一級處理屬於二級處理的前處理。主要工藝為沉澱池。

（3）二級處理：二級處理為生物處理，用於大幅度去除污水中呈膠體或溶解性的有機物，有機物去除率可達90％以上，處理後出水BOD可降至20～30毫克/升，達到國家規定的污水排放標准。主要工藝有活性污泥法、生物膜法等。

（4）三級處理：在二級處理之後，用於進一步去除殘存在廢水中的有機物和氮磷，以滿足更嚴格的廢水排放要求或回用要求。採用的工藝有生物除氮脫磷法，或混凝沉澱、過濾、吸附等一些物化方法。

2.工業廢水的處理工藝流程

由於工業廢水水質成分復雜，且隨行業、生產工藝流程、原料的變化而變化，故沒有通用的工藝流程。

⑨ 廢水處理基本方法有哪些

酸鹼中合
、城市污水處理廠工藝選擇的原則
城市污水處理廠的工藝選擇一般應遵循四條原則：
1）技術合理。
應正確處理技術的先進性和成熟性的辨證關系。一方面，應當重視工藝所具備的技術指標的先進性，同時必須充分考慮適合中國的國情和工程的性質。城市污水處理工程不同於一般點源治理項目，它作為城市基礎設施工程，具有規模大、投資高的特點，且是百年大計，必須確保百分之百的成功。工藝的選擇更注重成熟性和可靠性，因此，我們強調技術的合理，而不簡單提倡技術先進。必須把技術的風險降到最小程度。

2）經濟節能。
節省工程投資是城市污水處理廠建設的重要前提。合理確定處理標准，選擇簡捷緊湊的處理工藝，盡可能地減少佔地，力求降低地基處理和土建造價。同時，必須充分考慮節省電耗和葯耗，把運行費用減至最低。對於我國現有的經濟承受能力來說，這一點尤為重要。

3）易於管理。
城市污水處理是我國的新興行業，專業人才相對缺乏。在工藝選擇過程中，必須充分考慮到我國現有的運行管理水平，盡可能做到設備簡單，維護方便，適當採用可靠實用的自動化技術。應特別注重工藝本身對水質變化的適應性及處理出水的穩定性。

事實上，任何一種工藝總有是有利有敝，關鍵在於適用性如何。在工程實踐中，應該具體情況具體分析，因地制宜，綜合比較，取長補短，作出較為優化的選擇。

2、城市污水處理廠主導工藝述評
1)AB法工藝
AB法工藝由德國BOHUKE教授首先開發。該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段，各有獨立的沉澱和污泥迴流系統。高負荷段（A段）停留時間約20--40分鍾，以生物絮凝吸附作用為主，同時發生不完全氧化反應，生物主要為短世代的細菌群落，去除BOD達50%以上。 B段與常規活性污泥法相似，負荷較低，泥齡較長。
AB法A段效率很高，並有較強的緩沖能力。B段起到出水把關作用，處理穩定性較好。對於高濃度的污水處理，AB法具有很好適用性的，並有較高的節能效益。尤其在採用污泥消化和沼氣利用工藝時，優勢最為明顯。
但是，AB法污泥產量較達，A段污泥有機物含量極高，污泥後續穩定化處理是必須的，將增加一定的投資和費用。另外，由於A 段去除了較多的BOD，可能造成炭源不足，難以實現脫氮工藝。對於污水濃度較低的場合，B段運行較為困難，也難以發揮優勢。
目前有僅採用A段的做法，效果要好於一級處理，作為一種過渡型工藝，在性能價格比上有較好的優勢。一般適用於排江、排海場合。

2）SBR工藝
SBR工藝早在20世紀初已有應用，由於人工管理的困難和煩瑣未於推廣應用。此法集進水、曝氣、沉澱在一個池子中完成。一般由多個池子構成一組，各池工作狀態輪流變換運行，單池由撇水器間歇出水，故又稱為序批式活性污泥法。
該工藝將傳統的曝氣池、沉澱池由空間上的分布改為時間上的分布，形成一體化的集約構築物，並利於實現緊湊的模塊布置，最大的優點是節省佔地。另外，可以減少污泥迴流量，有節能效果。典型的SBR工藝沉澱時停止進水，靜止沉澱可以獲得較高的沉澱效率和較好的水質。
由SBR發展演變的又有CASS和CAST等工藝，在除磷脫氮及自動控制等方面有新的特點。
但是，SBR工藝對自動化控制要求很高，並需要大量的電控閥門和機械撇水器，稍有故障將不能運行，一般必須引進全套進口設備。由於一池有多種功能，相關設備不得已而閑置，曝氣頭的數量和鼓風機的能力必須稍大。池子總體容積也不減小。另外，由於撇水深度通常有1.2—2米，出水的水位必須按最低撇水水位設計，故總的水力高程較一般工藝要高1米左右，能耗將有所提高。
SBR工藝一般適用於中小規模、土地緊張、具有引進設備條件的場合。 添加評論
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.txmix | 2009-12-04 20:46:10
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生態工程與污水處理系統
生態工程一般指人工設計的、以生物種群為主要結構組分、具有一定功能的、宏觀的、人為參與調控的工程系統。
基本功能：通過一定相互協調的結構形成動態平衡；以多層營養結構為基礎進行物質轉化、分解、富集與再生。
生態工程類型
物質能量多層利用生態工程
物質轉化與再生生態工程
無污染生態工程
污染自凈多功能生態工程
工農業聯合生態工程
生態工程應用方法
氧化塘法：生物氧化塘是利用藻類和細菌兩類生物間功能上的協同作用處理無水的一種生態系統。細菌主要利用藻類產生的氧，分解流入塘內的有機物；分解產物中的無機物，以及一部分小分子有機物又成為藻類的營養源。
氧化塘法
生物組成：藻類、細菌、微型動物
特點：構築物簡單、能源消耗少，運轉管理方便
類型：兼性塘、厭氧塘、好氧高效塘、精製塘、曝氣塘
水生植物塘
人工濕地處理系統
濕地是每年在足夠長的時間內具有淺的表面水層，能維持大型水生植物生長的生態系統。
人工濕地是根據自然濕地模擬的人工生態系統，用於處理廢水。
污水土地處理系統
利用土地以及其中的微生物和植物根系對污染物的凈化能力來處理已經過預處理的污水或廢水，同時利用其中的水分和肥分促進農作物、牧草或樹木生長的工程設施。
利用土地生態系統的自凈能力凈化污水。
污水土地處理系統與污灌的區別
土地處理系統對污水進行必要的預處理；
土地處理系統是按照全年連續運行的污水處理設施；
土地處理系統具備完整的工程系統並可以調控，底層防滲系統能有效控制污水對地下水可能造成的污染；
土地處理系統種植有利於污水處理的經濟作物，一般不種植直接食用的農作物。
這是我們上課學的，希望能幫到你！這周四剛考完，還考這題了呢！ 添加評論
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.sun7680111 | 2009-12-04 20:47:48
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CCAS工藝，即連續循環曝氣系統工藝（Continuous Cycle Aeration System），是一種連續進水式SBR曝氣系統。這種工藝是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式處理法）的基礎上改進而成。SBR工藝早於1914年即研究開發成功，但由於人工操作管理太煩瑣、監測手段落後及曝氣器易堵塞等問題而難以在大型污水處理廠中推廣應用。SBR工藝曾被普遍認為適用於小規模污水處理廠。進入60年代後，自動控制技術和監測技術有了飛速發展，新型不堵塞的微孔曝氣器也研製成功，為廣泛採用間歇式處理法創造了條件。1968年澳大利亞的新南威爾士大學與美國ABJ公司合作開發了「採用間歇反應器體系的連續進水，周期排水，延時曝氣好氧活性污泥工藝」。1986年美國國家環保局正式承認CCAS工藝屬於革新代用技術（I/A），成為目前最先進的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。

CCAS工藝對污水預處理要求不高，只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池，除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成，出水可達標排放。

經預處理的污水連續不斷地進入反應池前部的預反應池，在該區內污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，並一起從主、預反應區隔牆下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進入反應區。在主反應區內依照「曝氣（Aeration）、閑置(Idle)、沉澱(Settle)、排水 (Decant)」程序周期運行，使污水在「好氧-缺氧」的反復中完成去碳、脫氮，和在「好氧-厭氧」的反復中完成除磷。各過程的歷時和相應設備的運行均按事先編制，並可調整的程序，由計算機集中自控。

CCAS工藝的獨特結構和運行模式使其在工藝上具有獨特的優勢：

（1）曝氣時，污水和污泥處於完全理想混合狀態，保證了BOD、COD的去除率，去除率高達95%。

（2）「好氧-缺氧」及「好氧-厭氧」的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率達80%以上，保證了出水指標合格。

（3）沉澱時，整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態，使出水懸浮物（SS）極低，低的SS值也保證了磷的去除效果。

CCAS工藝的缺點是各池子同時間歇運行，人工控制幾乎不可能，全賴電腦控制，對處理廠的管理人員素質要求很高，對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。

B、國內外城市污水處理廠發展概況

水是經濟發展和社會可持續發展的一個重要因素。隨著城市規模的不斷擴大和人口的增加，水環境污染成了一大難題。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制約許多城市可持續發展的主要原因之一。「環境保護」是我國的基本國策，中國可持續發展的戰略與對策制定的2000年治理目標，要求城市污水集中處理率達20%。目前，我國正處於城市污水處理事業的大發展時期，尤其隨著國家西部大開發戰略的實施，中國中西部環境與生態保護已被提上首要議事日程。

城市生活污水處理自200年前工業革命以來，越來越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個地區文明與否的一個重要標志。近200年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發展到利用各種先進技術、深度處理污水，並回用。處理工藝也從傳統活性污泥法、氧化溝工藝發展到A/O、A2/O、 AB、SBR（包括CCAS工藝）等多種工藝，以達到不同的出水要求。我國城市污水處理相對於國外發達國家、起步較晚，目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國外先進技術、設備和經驗的同時，必須結合我國發展，尤其是當地實際情況，探索適合我國實際的城市污水處理系統。

結合我國實際情況，參考國外先進技術和經驗，建設城市污水處理廠應符合以下幾個發展方向：

（1）總投資省。我國是一個發展中國家，經濟發展所需資金非常龐大，因此嚴格控制總投資對國民經濟大有益處。

（2）運行費用低。運行費用是污水處理廠能否正常運行的重要因素，是評判一套工藝優劣的主要指標之一。

（3）佔地省。我國人口眾多，人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國許多城市發展和規劃的一個重要因素。

（4）脫氮除磷效果。隨著我國大面積水體環境的富營養化，污水的脫氮除磷已經成為一個迫切的問題。我國最新實施的國家《污水綜合排放標准》（GB8978-1996）也明確規定了適用於所有排污單位，非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標准和氨氮排放標准。這就意味著今後絕大多數城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。

（5）現代先進技術與環保工程的有機結合。現代先進技術，尤其是計算機技術和自控系統設備的出現和完善，為環保工程的發展提供了有力的支持。目前，國外發達國家的污水處理廠大都採用先進的計算機管理和自控系統，保證了污水處理廠的正常運行和穩定的合格出水，而我國在這方面還比較落後。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發展的方向。

C、幾種處理系統的工藝比較

為了選擇出工藝上最可靠，投資上最經濟，管理上最方便的城市污水處理系統，結合當地的實際情況，我們調研了國內外污水處理廠的成熟經驗和發展趨勢，並進行了比較。

目前，國內外城市污水處理廠處理工藝大都採用一級處理和二級處理。一級處理是採用物理方法，主要通過格柵攔截、沉澱等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質。這一處理工藝國內外都已成熟，差別不大。二級處理則是採用生化方法，主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性，溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。目前，這一處理工藝有多種方法，歸結起來，有代表性的工藝主要有傳統活性污泥、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR及CCAS工藝等。目前，這幾種代表工藝在國內外都有實際應用。

二、SPR高濁度污水處理技術

在天然淡水資源已被充分開發、自然災害日益頻繁暴發的今天，缺水已經對世界各國眾多城市的經濟和市民生活構成了十分嚴重的威脅，缺水危機已經是我們面臨的現實，解決城市缺水問題的重要途徑應該是將城市污水變為城市供水水源。城市污水就近可得，來源穩定，容易收集，是可靠且穩定的供水水源。城市污水經凈化後回用主要可作為市政綠化、景觀用水和工業用水。

城市污水再生回用工程包括污水收集系統、污水凈化處理技術及其系統、出水輸配系統、回用水應用技術和監測系統。其中污水凈化再生技術及其系統是關鍵，污水凈化處理的流程要簡單可靠，投資和運行費用要為該城市經濟實力所能承受，處理後出水的水質要滿足回用的要求。

沿用了許多年的傳統的「一級處理」及「二級處理」水處理工藝技術和設備已經難以適應當今的高濁度和高濃度污水的凈化處理要求，處理後出水更不能滿足城市對水回用的水質要求。沿著傳統的工藝技術路線只能進一步附加傳統的「三級處理」設備系統，既迴避不了龐大復雜的傳統二級生化處理系統，也迴避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統三級過濾吸附處理系統。這些恰恰是實現污水回用的忌諱之處。所以，環保市場十分迫切需要凈化效率更高、處理後出水能滿足現有環保標准並且能回用於城市，投資和運行費用又要為現有城市的經濟實力所能接受的污水處理新技術和新設備。

最新發明的「SPR高濁度污水凈化系統」（美國發明專利）將污水的「一級處理」和「三級處理」程序合並設計在一個SPR污水凈化器罐體內 ，在30分鍾流程里快速完成。它容許直接吸入懸浮物（濁度）高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水，處理後出水的懸浮物（濁度）低於3毫克/升（度）；它容許直接吸入 CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機污水，處理後出水CODcr可降為40毫克/升以下。只需用相當於常規的一、二級污水處理廠的工程投資和低於常規二級處理的運行費用 ，就能夠獲得三級處理水平的效果 ，實現城市污水的再生和回用。

SPR污水處理系統首先採用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出，形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒；選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來；然後採用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體；再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理，在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離；清水經過罐體內自我形成的緻密的懸浮泥層過濾之後，達到三級處理的水準，出水實現回用；污泥則在濃縮室內高度濃縮，定期靠壓力排出，由於污泥含水率低，且脫水性能良好，可以直接送入機械脫水裝置，經脫水之後的污泥餅亦可以用來製造人行道地磚，免除了二次污染。

最新發明的SPR污水凈化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、佔地少、凈化效果好的眾多優勢將為當今世界的城市污水的再利用開創一條新路。城市污水實現再利用之後，為城市提供了第二淡水水源，為城市的可持續發展提供了必不可少的條件，其經濟效益和社會效益是不可估量的.

⑩ 廢水深度處理工藝有哪些

廢水深度處理的方法有：
絮凝沉澱法、砂濾法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分版離法、離子交換法權、電解處理、濕式氧化法、催化氧化法、蒸發濃縮法等物理化學方法與生物脫氮、脫磷法等。深度處理方法費用昂貴，管理較復雜，處理每噸水的費用約為一級處理費用的4-5倍以上。

污水深度處理是指城市污水或工業廢水經一級、二級處理後，為了達到一定的回用水標准使污水作為水資源回用於生產或生活的進一步水處理過程。針對污水（廢水）的原水水質和處理後的水質要求可進一步採用三級處理或多級處理工藝。常用於去除水中的微量COD和BOD有機污染物質，SS及氮、磷高濃度營養物質及鹽類。