نظام معالجة مياه الصرف المخبري لمراكز أبحاث وتطوير البطاريات | مشروع فوجيان

حل متكامل لمعالجة مياه الصرف المخبري يجمع بين المعالجة الأولية، والتحميض بالتحليل المائي، والمعالجة البيولوجية بتقنية الأكسدة/الاختزال (A/O)، والتوضيح الثانوي، وامتصاص الفحم النشط، لمياه الصرف الناتجة عن أبحاث وتطوير البطاريات والتي تحتوي على معادن ثقيلة، وإلكتروليتات، وملوثات عضوية، ويضمن التصريف المطابِق للمواصفات وإعادة استخدام جزء من المياه.

ملف العميل

العميل هو شركة رائدة في مجال تكنولوجيا تخزين الطاقة، متخصصة في البحث والتطوير والتصنيع والتعميم التجاري لـ:

• المواد الأساسية لبطاريات الليثيوم
• بطاريات تخزين الطاقة من فوسفات حديد الليثيوم (LFP)
• أنظمة تخزين طاقة البطارية (BESS)

وتلتزم الشركة بتوفير حلول طاقة آمنة وفعّالة ونظيفة ومستدامة على مستوى العالم، مع الاستمرار في تطوير منتجات الجيل القادم من أنظمة تخزين الطاقة التي تتميز بـ:

• عمر دورة أطول
• كفاءة تصنيع أعلى
• تحسين كفاءة استخدام الطاقة
• اتساق أكبر في المنتج
• خفض تكاليف الإنتاج
• خفض البصمة الكربونية

أقامت شركة بايهويبو شراكة طويلة الأمد مع العميل من خلال عدة مشاريع هندسية بيئية. وتركّز دراسة الحالة هذه على نظام معالجة مياه الصرف المخبري المصمَّم لمراكز أبحاث البطاريات التابعة للعميل.

نظرة عامة على المشروع

العميل: شركة رائدة في مجال تكنولوجيا تخزين الطاقة

المشروع: نظام معالجة مياه الصرف المخبري الخاص بالبطاريات

سعة المعالجة: ٥٠ مترًا مكعبًا/يوميًّا

سنة التشغيل: ٢٠٢٣

العملية الرئيسية لمعالجة المياه

المعالجة المبدئية → التحمض الهيدروليكي → المعالجة البيولوجية بالطريقة الهوائية/اللاهوائية → الترسيب الثانوي → الامتزاز بالكربون النشط → التصريف المُطابِق للمواصفات

المعيار التصميمي

مُصمَّمة لتتوافق مع معيار تصريف الملوثات الخاص بصناعة الإلكترونيات.

مميزات المشروع

• توافقٌ مستقرٌ مع معايير تصريف الملوثات البيئية
• دعمٌ موثوقٌ للأبحاث المخبرية والإنتاج على نطاق تجريبي
• تصميمٌ اقتصادي التكلفة للعملية
• تشغيل مستقر على المدى الطويل
• سهولة التشغيل والصيانة
• مناسبة لمياه الصرف المخبري المعقدة ذات الخصائص المتغيرة

مصادر مياه الصرف

١. مياه الصرف الناتجة عن اختبار البطاريات

تتكوَّن أثناء إجراء اختبارات أداء البطاريات، ومنها:

• اختبارات الشحن والتفريغ
• اختبار عمر الدورة
• تقييم الأداء

تحتوي هذه المياه عادةً على كميات صغيرة من المذيبات العضوية إلى جانب المركبات الحمضية والقلوية. وتتفاوت تركيبة مياه الصرف بشكل كبير تبعًا للتجربة المخبرية المحددة.

٢. مياه الصرف الناتجة عن تنظيف المعدات

تُنتج أثناء تنظيف:

• معدات المختبر
• الآلات التجريبية
• أدوات الاختبار
• أرضيات المختبر ومناطق العمل

وتشمل الملوثات النموذجية المواد العالقة، والمعادن الثقيلة بكميات ضئيلة، وبقايا مواد التنظيف الكيميائية.

٣. مياه الصرف الناتجة عن الانسكابات العرضية

أثناء أبحاث وتطوير البطاريات، قد تؤدي أعطال المعدات أو الحوادث التشغيلية إلى إطلاق عرضي لمواد البطاريات والإلكتروليتات.

وتتميز هذه المياه بما يلي:

• تركيب كيميائي معقد
• وجود عدة مواد خطرة
• تباين عالٍ
• ظروف تفريغ غير متوقعة

تصميم العملية

استنادًا إلى عمليات المختبر الخاصة بالعميل وخصائص مياه الصرف، طوّرت شركة باي هوي بو نظام معالجة متكامل مخصص.

1. المعالجة الأولية

تمرّ مياه الصرف أولًا عبر غربال خشن لإزالة الألياف وقطع البلاستيك والجسيمات الكبيرة الأخرى التي قد تتسبب في تلف المعدات اللاحقة.

ثم يوازن خزان التماثل تدفق مياه الصرف وتركيز الملوثات معًا، لضمان ظروف تشغيل مستقرة للعمليات اللاحقة في مرحلة المعالجة.

٢. إزالة الملوثات العضوية

تُستخدم تقنيات الأكسدة المتقدمة — ومنها أكسدة الأوزون وأكسدة فنتون — لتقليل الملوثات العضوية ومركبات النيتروجين الأمونيا بكفاءة، وتحويلها إلى مركبات أكثر قابلية للتحلل الحيوي أو غير ضارة.

وتُعالَج الملوثات العضوية المقاومة المتبقية لاحقًا عبر التحمض الهيدروليكي، ما يحسّن قابليتها للتحلل الحيوي قبل دخولها مرحلة المعالجة البيولوجية.

٣. المعالجة البيولوجية والتلميع النهائي

ثم يمر ماء الصرف الصحي عبر نظام معالجة حيوية من نوع A/O (لا هوائي/هوائي)، حيث تقوم مجتمعات ميكروبية متخصصة بإزالة الملوثات العضوية المتبقية بشكل إضافي.

وبعد المعالجة الحيوية، يفصل مُرَسِّب ثانوي الطين النشط عن المياه المعالجة.

وكخطوة نهائية لتنقية المياه، تُزيل عملية امتصاص الكربون المنشط المركبات العضوية الآثارية، واللون، والرائحة، والملوثات المتبقية، مما يضمن الامتثال المستقر لمتطلبات التصريف.

نتائج المشروع

ومنذ التشغيل الفعلي للنظام، حقق هذا النظام باستمرار جميع معايير التصريف المطلوبة لمياه الصرف الصحي المختبرية.

الامتثال البيئي المستقر

وتفي مؤشرات جودة المياه الرئيسية، ومنها الملوثات العضوية وغيرها من الملوثات الخاضعة للتنظيم، باستمرار بمعايير التصريف البيئي الوطنية والمحلية.

إعادة استخدام المياه

ويُعاد تدوير جزء من مياه الصرف الصحي المعالجة لأغراض تشمل:

• تنظيف معدات المختبر
• غسل الأرضيات
• المياه العامة للأغراض التشغيلية

وهذا يقلل من استهلاك المياه العذبة ويعزز كفاءة الاستخدام الإجمالية للمياه.

الفوائد الاقتصادية

قد حقق المشروع مزايا تشغيلية كبيرة من خلال:

• خفض تكاليف معالجة مياه الصرف الصحي
• تقليل الاعتماد على موارد المياه العذبة
• تخفيض إجمالي نفقات التشغيل
• تقليل مخاطر عدم الامتثال البيئي
• تجنب العقوبات التنظيمية المرتبطة بإطلاق مياه صرف صحي غير مطابقة للمواصفات

وجهة نظر قطاعية

وبسبب تشديد اللوائح البيئية بشكل متزايد في قطاع الطاقة الجديدة بالصين، يواجه مصنعو بطاريات الليثيوم والمؤسسات البحثية ضغوطاً متزايدة لتحقيق أداء بيئي أعلى أثناء توسيع طاقتهم الإنتاجية.

وتواصل الجهات الحكومية تعزيز رقابتها على إطلاق مياه الصرف الصناعي، وتطالب مصنعي البطاريات برفع الإنتاج دون زيادة الأثر البيئي.

وبالتالي، يتزايد الطلب بصورة متواصلة على أنظمة معالجة مياه الصرف التي تقدم:

• تشغيل بسيط
• أداء علاج مستقر
• تكاليف تشغيل منخفضة
• موثوقية بيئية عالية

تبقى شركة بايهويبو ملتزمةً بدمج تقنيات المعالجة الفيزيائية والكيميائية مع عمليات المعالجة البيولوجية، مستفيدةً من نقاط القوة في كلا النهجين لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن بطاريات الليثيوم بكفاءة. ويمثّل هذا النهج المتكامل في المعالجة إحدى أكثر الحلول عمليةً وفعاليةً لإدارة مياه الصرف الصعبة التي تنتجها مرافق تصنيع البطاريات الحديثة ومراكز البحث والتطوير.

ويُظهر تنفيذ مشروع معالجة مياه الصرف المخبرية هذا بنجاحٍ خبرة شركة بايهويبو في تقديم حلولٍ موثوقةٍ وفعّالةٍ من حيث التكلفة وملائمةٍ بيئيًّا لمعالجة مياه الصرف في قطاع بطاريات الليثيوم وتخزين الطاقة عالميًّا.