نظام معالجة مياه الصرف الناتجة عن بطاريات الطاقة الجديدة | حالة مشروع في آنهوي

حل مخصص لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن بطاريات الليثيوم، يدمج أكسدة فنتون المتقدمة، والمعالجة البيولوجية متعددة المراحل، وتكنولوجيا الأغشية الحيوية (MBR) لإزالة المعادن الثقيلة والمركبات العضوية المقاومة للتحلل وCOD والنيتروجين الأموني والنيتروجين الكلي بكفاءة، مما يضمن الامتثال المستقر لمعايير التصريف الخاصة بصناعة البطاريات في الصين.

ملف العميل

العميل هو شركة رائدة في تصنيع بطاريات الطاقة الجديدة في مقاطعة آنهوي بالصين، متخصصة في تصنيع بطاريات الليثيوم-أيون المتقدمة وتكنولوجيا الإنتاج الذكية للبطاريات.

أقامت الشركة شراكة استراتيجية مع شركة 24M Technologies لتطوير تقنيات البطاريات شبه الصلبة والصلبة من الجيل القادم، وإنشاء منصة تصنيع متقدمة للمنتجات البطارية عالية الأداء.

نظرة عامة على المشروع

العملية الرئيسية لمعالجة المياه

المعالجة المبدئية فيزيائية-كيميائية (تخثير وترسيب فنتون) → لا هوائي (أ) → ناقص الأكسجين (أ) → هوائي (و) → لا هوائي (أ) → هوائي (و) → مفاعل حيوي غشائي (MBR) → تصريف مطابق للمواصفات

معيار التفريغ

مُصمَّمٌ ليتوافق مع معيار تصريف الملوثات الخاص بصناعة البطاريات.

مميزات المشروع

• تشغيل مستمر مستقر على المدى الطويل
• نظام أنابيب صناعي مقاوم للمواد الكيميائية.
• تقنية تلميع غشائية متقدمة من نوع MBR.
• جودة ثابتة وموثوقة لمياه الصرف الناتجة.
• مساحة صغيرة لمعدات التثبيت
• توليد منخفض للطمي
• مصمم للإنتاج الصناعي المستمر

وصف العملية

وبعد إجراء مسح شامل للموقع وتحليل جودة مياه الصرف، صمَّم فريق الهندسة في شركة بايهويبو حلًّا متكاملًا لمعالجة مياه الصرف يتضمَّن أربعة مراحل رئيسية.

١. المعالجة المبدئية فيزيائية-كيميائية

يتم أولاً ضبط درجة حموضة مياه الصرف الصحي لتحويل أيونات المعادن الثقيلة المذابة إلى رواسب غير قابلة للذوبان. ثم تُطبَّق عمليات التجلط والتخثّر والترسيب والترشيح الدقيق لإزالة المواد الصلبة العالقة مع جزء كبير من المركبات العضوية عالية الوزن الجزيئي.

٢. أكسدة فنتون المتقدمة

تدخل مياه الصرف الصحي التي خضعت للمعالجة الأولية عملية الأكسدة المتقدمة لفنتون (AOP).

تُفكِّك الجذور الحرة للكربوكسيل، التي تتولَّد أثناء التفاعل، المركبات العضوية المقاومة للتحلُّل البيولوجي والتي يصعب تحلُّلها بيولوجيًّا، ما يحسِّن بشكلٍ ملحوظ قابليتها للتحلُّل البيولوجي ويقلِّل العبء على العمليات البيولوجية اللاحقة.

٣. المعالجة البيولوجية متعددة المراحل

ثم تُعالَج مياه الصرف الصحي عبر سلسلة من:

• المفاعلات اللاهوائية
• المفاعلات شبه الهوائية
• المفاعلات البيولوجية الهوائية متعددة المراحل

تقوم مجتمعات ميكروبية متخصصة باستقلاب الملوثات العضوية المتبقية بينما تزيل في الوقت نفسه النيتروجين الأمونياكي (NH₃-N) والنيتروجين الكلي (TN)، مما يحقق تنقية بيولوجية فعّالة جدًّا.

٤. تلميع الغشاء باستخدام نظام المفاعل الحيوي الغشائي (MBR)

يُعالَج التصريف البيولوجي النهائي باستخدام تقنية المفاعل الحيوي الغشائي (MBR).

يقوم النظام الغشائي بفصل الطين المفعّل والملوثات العالقة الدقيقة بكفاءة، ما ينتج عنه تصريف عالي الجودة باستمرار ويتوافق تمامًا مع المعايير الوطنية للإطلاق.

المزايا الرئيسية

١. كفاءة عالية في إزالة الملوثات

يقوم النظام بإزالة ما يلي بكفاءة:

• النيكل (Ni)
• الكوبلت (Co)
• المنغنيز (Mn)
• الرصاص (Pb)
• المذيبات العضوية
• المُنظِّفات السطحية
• الملوثات الحمضية والقلوية

يتوافق ماء الصرف المعالَج باستمرار مع متطلبات الإطلاق الصناعي.

٢. ثبات جودة التصريف

يوفّر عملية المعالجة أداءً موثوقًا على المدى الطويل مع تقلبات ضئيلة في جودة المياه، ما يجعلها مناسبة إما للإطلاق المباشر أو لإعادة استخدام المياه الصناعية.

٣. استرجاع الموارد القيّمة

يمكن تهيئة النظام لاسترجاع المعادن القيّمة مثل الذهب (Au) والفضة (Ag) من تيارات مياه الصرف المختارة، دعماً لإعادة تدوير الموارد وتقليل تكاليف الإنتاج.

٤. التشغيل الموفر للطاقة

من خلال تصميم العملية المُحسَّن والتحكم الذكي في المعدات، يقلل النظام من استهلاك الطاقة مع الحفاظ على أداء معالجة ممتاز، ما يؤدي إلى خفض تكاليف التشغيل.

٥. مساحة تشغيل ضئيلة

يتطلب التصميم الوحدوي للنظام مساحة تركيب نسبية صغيرة، ما يجعله مناسباً للمنشآت التي تفتقر إلى مساحات مصانع كافية.

٦. الأتمتة الذكية ومقاومة عالية للاحمال المفاجئة

يتم التحكم في المحطة بأكملها عبر نظام تحكم آلي قائم على وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، الذي يوفّر ما يلي:

• تشغيل بسيط
• سهولة الصيانة
• تقليل متطلبات العمالة
• حد أدنى من تدخل المشغلين
• مقاومة قوية للتحميل الهيدروليكي والمفاجئ للملوثات
• أداء معالجة مستقر تحت ظروف تشغيل متغيرة

٧. التشغيل الصديق للبيئة

يتم تنفيذ عملية المعالجة الكاملة داخل نظام مغلق، مما يقلل من انبعاثات الروائح ويمنع التلوث الثانوي، مع حماية بيئة المصنع والنظم الإيكولوجية المحيطة به.

التحديات المشروعية وحلول الهندسة

ظهرت عدة تحديات فنية أثناء تنفيذ المشروع.

التحدي 1

تباينت جودة مياه الصرف الصحي بشكل كبير بسبب إنتاج البطاريات المستمر، ما استدعى المراقبة الإلكترونية على مدار ٢٤ ساعة والتكيف الديناميكي لكميات المواد الكيميائية المُضافة ومعايير التشغيل.

الحل: طبّقت شركة بايهويبو أنظمة مراقبة ذكية مقترنةً بتحسين تلقائي للعمليات للحفاظ على أداء مستقر في المعالجة رغم التقلبات في خصائص المياه الداخلة.

التحدي ٢

كانت بعض أيونات المعادن الثقيلة موجودة على أشكال معقدة للغاية، ما جعل إزالتها باستخدام مواد الترسيب التقليدية أمراً صعباً.

الحل: قامت فرقة الهندسة بتحسين كيمياء الترسيب من خلال اختيار مواد كيميائية متخصصة لمعالجة المعادن الثقيلة والتحكم بدقة في جرعات المواد الكيميائية وفقًا لخصائص مياه الصرف الصناعي.

التحدي ٣

تطلّب التشغيل طويل الأمد لمنشأة معالجة واسعة النطاق تحكّمًا فعّالًا في تكاليف الصيانة واستبدال المستهلكات.

الحل: أطلقت شركة بايهويبو برنامج صيانة وقائية قياسيًّا بالتعاون مع إجراءات تشغيل مُحسَّنة، ما خفّض تكاليف التشغيل على امتداد دورة الحياة بشكل ملحوظ مع ضمان أداءٍ موثوقٍ للنظام.

نتائج المشروع

وباستغلال خبرتها الطويلة في مجال معالجة مياه الصرف الصناعي الناتجة عن تصنيع البطاريات، نجحت شركة بايهويبو في تسليم نظام معالجة مياه صرف صناعي عالي الكفاءة وموثوقٍ تمامًا، ومُصمَّم خصيصًا وفق متطلبات التصنيع الخاصة بالعميل.

ومنذ التشغيل الأولي للمشروع، أظهر أداءً مستقرًّا على المدى الطويل، وامتثالًا ثابتًا لمعايير التصريف البيئي، وتكاليف تشغيل منخفضة، وصيانة مبسَّطة.

من خلال تحسين مستمر للعمليات وبرنامج موحد لإدارة المعدات، يوفّر النظام حمايةً موثوقةً للبيئة في تصنيع البطاريات، مع دعم الإنتاج المستدام والامتثال التنظيمي والكفاءة التشغيلية على المدى الطويل.

اليوم، يُعتبر هذا المشروع مرجعًا ناجحًا آخرًا لخبرة شركة باي هوي بو في تقديم حلول معالجة مياه الصرف الصحي الجاهزة للصناعة العالمية سريعة النمو لبطاريات الطاقة الجديدة.