锂离子电池正极材料的研发中心环境影响评价案例分析

徐灵杰 冷心冉 陈元千 邱诚

（1. 北京万澈环境科学与工程技术有限责任公司成都分公司，四川 成都 610000；2. 成都工业学院材料与环境工程学院，四川 成都 611700）

1 引言

随着国家大力推进新能源产业的发展，新能源汽车行业进入爆发式增长，新能源汽车生产量及销售量逐年上升，同时，智能手机、平板电脑、移动电源等3C 消费类电子产品以及储能电池产业的稳步增长，带动了锂电池及电解液等关键材料的市场需求［1］。

锂离子电池电极材料在很大程度上影响着电池的性能，特别是正极材料较负极材料更能影响电池的性能。但其在制造过程中将对自然环境和社会环境产生一定的影响，故研究锂离子电池正极材料项目环境影响评价，对提升该行业环境保护水平具有重要意义。

本文以某锂离子正极材料研发中心的环境影响评价为例，通过研究项目运营期各个环节产生的污染因素，分析其最终排出污染物对厂址周围的影响［1-2］，提出更进一步的污染防治措施。

2 生产过程中污染物的产生及治理

2.1 工艺流程及产污环节分析

该中试项目主要包括正极材料前驱体合成试验线和正极材料烧结试验线。前驱体试验线工艺流程及产污环节见图1。

图1 前驱体试验线工艺流程及产污环节示意

正极材料烧结试验线工艺流程及产污环节见 图2。

图2 正极材料烧结试验线工艺流程及产污环节示意

2.2 污染物的产生及治理

2.2.1 大气污染物的产生及治理

项目废气污染物主要包括硫酸雾、氨、VOCs 及粉尘（含镍及其化合物、钴及其化合物、锰及其化合物）、SO2、NOX。经测量计算，得出项目运营期溶解釜硫酸雾蒸发速率为1.54 kg/h（11.09 t/a），车间含氨废气产生速率为0.003 kg/h，粉尘总产生量为1.70 t/a，高温烧结废气中粉尘最大排放速率为0.007 2 kg/h。项目拟对硫酸雾采取“集气管＋酸雾喷淋塔＋15 m 排气筒”处理排放方式，对氨采取“集气管＋氨喷淋塔＋15 m 排气筒”处理排放方式，对VOCs 采取“集气管＋二级水喷淋＋活性炭吸附＋15 m 排气筒”处理排放方式，对工艺粉尘采取“集气罩＋旋风除尘＋布袋除尘＋15 m 排气筒”处理排放方式，对烧结炉窑废气及燃气锅炉废气直接采用15 m 排气筒排放方式。

经处理后，硫酸雾可满足GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》，氨可满足《恶臭污染物排放标准》，VOCs 可满足DB 51/ 2377—2017《四川省固定污染源大气挥发性有机物排放标准》，工艺粉尘可满足GB 31573—2015《无机化学工业污染物排放标准》，烧结炉窑废气（粉尘）可满足《关于印发＜四川省工业炉窑大气污染物综合治理实施清单＞的通知》中相关标准，燃气锅炉废气可满足GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》［3-5］。详见表1。

表1 本项目大气污染物产生及排放情况

2.2.2 水污染的产生及治理

本项目产生的主要水污染为前驱体合成试验线、研发实验室、公用工程、环保工程等环节产生的中试废水以及生活污水，详见表2。其排放特点是间歇式排放，废水量不稳定，废水排放量为1.71 m3/d。

表2 本项目废水产污环节分析

本项目纯水制备浓水及经中和后实验室检测废水（不含重金属）排入园区污水管网，NMP 不凝尾气喷淋废液定期更换后委外处置；其余中试废水全部经MVR 冷凝器蒸发冷凝，冷凝水全部回用，不外排；生活污水由化粪池收集预处理达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》三级标准后排入污水处理厂［4-5］。

2.2.3 噪声来源及治理措施

本项目噪声源主要位于车间内，主要产源设备为中试设备、风机、泵类及冷却塔，详见表3。

表3 本项目噪声污染环节分析

对设备基础采取加减振橡胶垫的措施以减少其振动；对位于车间外的风机、空压机、水泵等噪声设备采取设置封闭操作间的措施进行隔声；综合作用后可起到一定降噪效果，详见表4。

表4 降噪前后污染对比分析

本项目厂界噪声降噪后排放符合GB 12348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》3 类标准，即昼间≤65 dB（A），夜间≤55 dB（A）。

2.2.4 固体废弃物的产生及处置

固体废物分为一般固体废物和危险废物，本项目固体废物污染详情及处置方式见表5。

表5 本项目固体废物产生及处置分析结果 t/a

本项目产生的一般固体废弃物主要为职工生活垃圾、研发实验室电池样品废边角料及废电池样品等。对一般工业固废进行优先回用后外售综合利用；对生活垃圾进行垃圾桶投放收集，由专人管理、集中堆放、环卫部门统一清运。

危险废物包括滤渣、NMP 不凝尾气吸收废液、实验室废物、固体原料废包装物、废NMP 桶、废机油、废活性炭等。本项目对产生的NMP 不凝尾气喷淋吸收废液、滤渣、固体原料废包装物、废NMP 桶、废机油、废活性炭、实验室废物等危险废物，根据废物特性及类别，分别送有相关危险废物处置资质的单位进行处理。

由于固体废物处置措施可行，处置方向明确，通过以上措施处理后，在项目施工期固体废物基本不会对周围环境产生影响［3］。

3 结语

（1）这类项目的主要污染物是包括硫酸雾、氨、VOCs 及粉尘在内的大气污染物，施工人员产生的生活污水和施工作业过程中产生的施工废水，车间中试设备、风机、泵类及冷却塔产生的噪声以及危险固体废弃物等。

（2）硫酸雾采用喷淋塔处理后经15 m 高排气筒排放，氨气经氨喷淋塔处理后经15 m 高排气筒排放，粉尘颗粒物采用“旋风＋布袋除尘器”处理后经15 m 高排气筒排放，VOCs 采用“二级喷淋＋活性炭吸附”通过15 m 高排气筒排放，各类大气污染物均能满足相应的污染物排放标准；各类生产废水均实现内部循环不外排，生活污水经预处理后进入园区污水管网进行深度处理；对各类噪声源进行基础减振与隔声；对固体废弃物进行分类处置，一般固体废物进行回收利用，危险废物委托有资质单位进行处理。

（3）针对各污染产生节点，按照污染物特性进行分质分类处理后，能够有效减少污染物的排放量，对区域环境质量影响较小。