1. 九类二次电池工业废水处理厂（SBWTPs）中七种关键污染物的赋存与去除：Li、Co、Al、Mn、Ni、Cu和SO4的多厂实证研究

《Journal of Hazardous Materials Advances》：New findings on the occurrence and removal of seven key pollutants in secondary battery wastewater treatment plants

　　

3. 评估了9个行业部门中26座二次电池废水处理厂（SBWTPs）内7种关键污染物的赋存与去除情况。Li、Co、Mn、Ni和SO₄在前驱体制造（PM）、正极活性材料制造（CAMM）和电池回收（BR）废水中浓度尤其高。Li和SO₄的平均去除率很低，并从SBWTPs排出。推荐采用反渗透（RO）工艺同时去除SBWTPs中的7种污染物。

4. Hong-Duck Ryu等围绕二次电池废水（SBW；secondary battery wastewater）中关键污染物信息不足的问题，在9个二次电池相关行业部门的26座二次电池废水处理厂（SBWTPs；secondary battery wastewater treatment plants）开展了实际废水赋存与去除研究。研究背景是二次电池市场快速扩张，涉及锂制造（LM）、正极活性材料制造（CAMM）、前驱体制造（PM）、前驱体原料制造（PRMM）、薄膜制造（TFM）、导电添加剂制造（CAM）、隔膜制造（SM）、二次电池制造（SBM）和电池回收（BR）等多部门；但既往研究多集中于废旧电池回收废水，且多为一次性、少数污染物的浓度报道，缺乏统计可靠的浓度范围与检出频率，也缺乏全规模处理工艺去除特征。因此，需要识别SBW产生路径、关键污染物赋存及现有单元过程去除效果，提出有效处理策略。研究人员开展观察性现场调查，选择26座SBWTPs，覆盖9个部门；对PM、LM、CAMM、SBM、BR五个关键部门各选一个代表设施，追踪净化、过滤、洗涤等产生路径；于2024年5—10月在稳定运行期采集工艺废水、26座SBWTPs进水和最终出水及主要单元过程前后样品，分析Li、Co、Al、Mn、Ni、Cu和SO₄。结论显示：Li和SO₄总体去除率低（平均41.0%和28.6%），Co、Al、Mn、Ni、Cu去除率较高（83.6%、75.2%、70.0%、76.9%、85.6%）但波动大；RO对七种污染物去除接近100%；建议在SBWTPs中应用RO，并将凝聚-絮凝（CF；coagulation–flocculation）维持在适当碱性条件，以实现稳定有效处理。其意义在于首次多部门表征SBWTPs中七种关键污染物，为污染控制与资源回收提供依据。

方法概括（不超过250字）：研究以韩国9个二次电池相关行业部门的26座SBWTPs为样本队列，其中5个关键部门各选1座代表设施进行3—6次工艺废水采样，26座SBWTPs各进行3次进水、出水及主要单元过程前后采样，采用复合采样。金属Li、Co、Al、Mn、Ni、Cu用ICP-OES（inductively coupled plasma-optical emission spectrometry，电感耦合等离子体发射光谱）测定，SO₄用IC（ion chromatography，离子色谱）测定，并按美国EPA方法200.7和韩国标准方法开展MDL、LOQ、精密度、准确度和校准曲线R²等质量控制。

结果部分：3.1 废水产生与工业部门特征（Wastewater generation and characteristics across industrial sectors）：通过5个代表设施调查与废水分析，废水主要来自净化、过滤和洗涤；PM中SO₄、Ni、Co、Mn高，LM中SO₄和Li较高，CAMM中SO₄、Li、Ni、Co较高，SBM所有污染物均值低于1 mg/L，BR中SO₄和Li高；Al和Cu较低，浓度标准差大。

3.2 SBWTPs进水和出水中七种关键污染物的赋存特征（Occurrence characteristics of seven key pollutants in influents and effluents of SBWTPs）：3.2.1 污染物浓度与变异性（Pollutant concentrations and variability in SBWTP influents and effluents）：通过26厂进/出水监测，除Al外六种污染物浓度显著高于既往工业废水处理厂和污水处理厂报道；所有污染物浓度变异大；SO₄出水最高可达117,290.0 mg/L，且出水平均/最大可高于进水，与含硫酸盐混凝剂和H₂SO₄中和有关。3.2.2 部门特异性污染特征（Sector-specific pollutants profiles）：通过分部门比较，Li在BR和CAMM相关SBWTPs高；Co在PM和BR高；Mn和Ni在PM高；Cu在TFM高；SO₄在BR和PM高；与产生工艺废水特征相关；Al因铝盐混凝剂使用而特征被掩盖。3.2.3 出水浓度与排放限值比较（Comparison of SBWTP effluent concentrations with discharge limits）：通过对比韩国水环境保全法限值，Cu未超限；Ni在W5、W6、W23、W25超限，其中W25属“清洁区域”标准；这些出水转输至公共污水处理厂进一步处理；提示高浓度Ni等需有效处理。

3.3 SBWTPs中七种关键污染物去除特征评价（Evaluation of removal characteristics of seven key pollutants in SBWTPs）：3.3.1 总体去除性能（Overall removal performance）：通过26厂总体去除率，Li和SO₄平均去除率低，五金属≥70%但标准差大，处理不一致。3.3.2 CF工艺：25/26厂采用CF；通过单元前后采样，Li和SO₄平均去除仅23.0%和8.8%，因常用铝/铁盐、聚合物和Ca(OH)₂不适合；Co、Al、Mn、Ni、Cu去除较高但低于文献，主要因CF pH未超过8.6（排放pH限值5.8—8.6），未形成足够碱性沉淀条件；文献表明pH 9.5—10.0可改善。3.3.3 活性炭吸附（ACA；activated carbon adsorption）工艺和活性污泥法（ASP；activated sludge process）：通过ACA和ASP单元评价，ACA对Li和SO₄去除低（8.9%和3.6%）；ASP对七种污染物去除均低（1.2%—13.8%），生物吸附可能贡献但机制未确定。3.3.4 RO工艺与锂回收：通过W7的RO评价，Li去除99.5%、SO₄ 99.9%、Co/Ni/Cu近100%；Al和Mn因进水浓度低需谨慎解释；W7以RO浓水蒸发浓缩回收LiOH（lithium hydroxide，氢氧化锂）约200 t/d，显示资源回收潜力；但需考虑预处理、膜污染、浓水管理和成本。3.3.5 处理与资源回收启示（Implications for treatment and resource recovery）：讨论提出Li为优先指标，Li与SO₄应联合评估；Co等金属仍为一致性指标；资源回收需同时评估回收率和产品质量；减少排放需考虑废水产生、分流、水回用、RO浓水管理、污泥减量和经济评估；这些为定性评估，未量化水回用率、减排量和成本。

讨论部分总结：研究强调Li应作为优先控制与回收指标，Li和SO₄宜联合评价；Co、Al、Mn、Ni、Cu仍是金属去除稳定性的重要指标；资源回收评价应区分去除率与可回收产品；废水减排需统筹水回用、浓水与污泥管理及经济成本。研究结论翻译如下：（1）五个关键部门工艺废水主要产生于净化、过滤和洗涤；SO₄在PM最高（均值18,462.3 mg/L），其次CAMM（9,060.4 mg/L）和BR（8,493.2 mg/L）；Li主要在BR（2,603.9 mg/L）和CAMM（1,998.3 mg/L）；Co主要在PM（531.4 mg/L），其次CAMM（27.9 mg/L）；Ni主要在PM（1,933.5 mg/L），其次CAMM（608.9 mg/L）；Mn在PM特别高（400.1 mg/L）；Al和Cu较低。（2）26座SBWTPs中，除Al外六种污染物浓度显著高于常规污水处理厂报道，且变异性大。（3）SBWTPs进水中Li、Co、Mn、Ni和SO₄与相应生产工艺废水特征强相关；优化生产中使用可降低进水浓度和处理成本。（4）26座SBWTPs出水中Li和SO₄平均浓度在若干主要部门尤其高；Li在BR（488.0 mg/L）和CAMM（243.9 mg/L）高；SO₄在BR（23,286.9 mg/L）、PM（16,951.7 mg/L）、PRMM（6,740.7 mg/L）和CAMM（2,374.5 mg/L）高。（5）26座SBWTPs中Li和SO₄平均去除率很低，分别为41.0%和28.6%；Co、Al、Mn、Ni、Cu平均去除率较高，分别为83.6%、75.2%、70.0%、76.9%、85.6%，但高标准差表明去除不稳定；化学沉淀（CP；chemical precipitation）较经济，但Li和SO₄需特定试剂，Li室温处理仍需评价；将CF pH维持在9.5—10.0可改善Co、Al、Mn、Ni、Cu去除；现场调查和文献综述均表明RO可近100%去除七种关键污染物；建议SBWTPs应用RO并保持CF适当碱性条件，以稳定有效处理七种关键污染物。