Energilagerbatteri-spildevandsbehandling

1. Spildevandskilder, typiske forurenende stoffer og vandegenskaber

Spildevand fra fremstilling af energilagringssystemer til batterier opstår primært i seks centrale produktionsfaser: syntese af katodemateriale, belægning af elektroder, fyldning med elektrolyt og formation, rengøring af battericeller, fremstilling af ultraren vand og rengøring af værkstedsgulve.

Ved fremstilling af Lithium-Jern-Fosfat (LFP)-batterier er spildevandet hovedsageligt surt og indeholder høje koncentrationer af fosfor og lithium. Fremstilling af Nickel-Kobalt-Mangan (NCM)-batterier genererer spildevand, der indeholder komplekserede forbindelser af nickel, kobalt og mangan, mens fremstilling af elektrolyt producerer organisk spildevand med fluorid. Desuden afgiver systemer til fremstilling af ultraren vand koncentrerede strømme med høj saltindhold.

Spildevandet indeholder tre store kategorier af forureningstoffer:

• Tungmetaller, herunder lithium (Li), nickel (Ni), kobalt (Co), mangan (Mn), jern (Fe), kobber (Cu) og aluminium (Al), findes ofte i stabile komplekserede former, som er svære at fjerne ved almindelig fældning.
• Organiske forureninger, primært N-methyl-2-pyrrolidon (NMP), carbonatbaserede elektrolytter og PVDF-binder. COD-niveauer ligger typisk mellem 3.000 og 8.000 mg/L med dårlig biologisk nedbrydelighed.
• Uorganiske forurenende stoffer, herunder fluorid, fosfat og sulfat, med en samlet opløst stofmængde (TDS) på over 25.000 mg/L og pH-værdier, der svinger mellem 2 og 12.

Spildevandet har høj saltindhold, er stærkt korrosivt, viser betydelige udsving i både strømningshastighed og vandkvalitet og skal overholde de strenge udledningskrav i GB 30484-2013 – Udledningsstandard for forurenende stoffer fra batteriindustrien.

2. Almindelige kundeudfordringer

Kravene til miljømæssig overholdelse inden for energilagerbatteriindustrien bliver i stigende grad strengere. Tungmetaller, fluorid og COD er centrale reguleringsparametre, og selv mindste svingninger i spildevandets kvalitet kan føre til manglende overholdelse og miljøbøder.

Konventionelle behandlingssystemer kræver typisk overdreven tilsætning af kemikalier og genererer store mængder farligt slam, hvilket resulterer i høje drifts- og bortskaffelsesomkostninger.

Standardiseret behandlingsudstyr klarer ofte ikke industrien specifikke udfordringer, herunder fjernelse af komplekserede tungmetaller og membranforurening forårsaget af spildevand med høj saltindhold. Hyppige systemstop til vedligeholdelse påvirker negativt den kontinuerlige anlægsdrift.

Samtidig går værdifulde metaller som lithium og nikkel ofte tabt i spildevandet, hvilket fører til dårlig ressourcegenindvinding og unødige økonomiske tab.

Da produktionskapaciteten fortsat udvides, kræver traditionelle betonbaserede spildevandsbehandlingsanlæg store arealer, har begrænset automatisering og er svære at opgradere. Branchen kræver i stigende grad integrerede, tilpassede spildevandsbehandlingsløsninger, der specifikt er designet til fremstilling af energilagringsbatterier.

3. Behandlingsproces og konfiguration af kerneudstyr

For at behandle de komplekse egenskaber ved spildevand fra energilagringsbatteriproduktion effektivt anvender vi en integreret behandlingsproces, som består af:

Adskilt indsamling og forbehandling → avanceret oxidation → biologisk behandling → avanceret membrandesalineringsbehandling → MVR-kristallisering til næsten nul flydende affald (ZLD)

Under forbehandling samles forskellige spildevandsstrømme separat og behandles gennem udligevningstanke, pH-justering, dekomplekseringsreaktorer, totrins koagulation og sedimentation samt opløst luftflotation (DAF)-systemer for effektiv fjernelse af suspenderede stoffer, de fleste tungmetaller og fluorid.

For svært nedbrydelige organiske forbindelser anvendes Fenton-oxidation eller ozonbaseret avanceret oxidation til at nedbryde komplekse organiske molekyler og markant forbedre den biologiske nedbrydelighed.

Den biologiske behandlingsfase anvender en UASB + totrins A/O + MBR-proces til effektiv fjernelse af COD, ammonium-nitrogen og totalt fosfor.

Til avanceret desalination kombineres et anti-fouling-reverse-osmose (RO)-system med elektrodeionisering (EDI) for at producere højtkvalitet genanvendt vand, der er velegnet til genbrug i batteriproduktion og rengøringsprocesser.

Den endelige koncentrerede saltopløsning med høj saltindhold behandles ved hjælp af DTRO-membrankoncentration efterfulgt af MVR-fordampling og krystallisation, hvilket opnår saltsolidificering og næsten nul væskeudledning.

Kernemateriel omfatter:

• Syre- og basbestandige PE-udligningstanke
• Reaktorer til tungmetalchelatdannelse
• Mikro-/nano-ozonoxidationssystemer
• Anti-foulings membranfiltrationssystemer
• MVR-fordamper
• Automatiske online-vandkvalitetsövervakningssystemer
• Intelligente styringspaneler til kemikalietilsætning

4. Løsningsfordele

Vores spildevandstreatmentløsning er specielt udviklet til fremstilling af batterier til energilagring.

Ved at integrere en totrins-fluoridfjerningsteknologi sammen med chelaterende harpikshåndteringsteknologi fjerner systemet effektivt komplekse tungmetaller og fluorid, således at det rensete vand konsekvent overgår de nationale udledningskrav og minimerer risici for manglende overholdelse af miljøkrav.

Vi leverer fuldt tilpasset, ikke-standard udstyr, der er designet ud fra spildevandets egenskaber, anlæggets layout og fremtidig produktionsudvidelse. Forstærkede anti-korrosionskonstruktioner, anti-tilstopningsstrømningskanaler samt optimerede udstyrsdimensioner sikrer pålidelig drift under stærkt salte, korrosive og svingende spildevandsforhold.

Alt kerne-mekanisk udstyr, elektriske styresystemer og vandbehandlingskomponenter er certificeret i henhold til CE-, UL- og ISO-standarder, hvilket opfylder både europæiske og nordamerikanske sikkerhedskrav samt understøtter global projektoverensstemmelse og godkendelse.

Systemet tilbyder fremragende modstandsevne over for svingninger i hydraulisk belastning og forurening. Adskilt spildevandsindsamling stabiliserer effektivt indløbskvaliteten, mens anti-fouling membranteknologi reducerer vedligeholdelsesfrekvensen og udstyrets nedetid med mere end 70 %.

Genbrugsraten for vand kan overstige 90 %, mens værdifulde metaller såsom lithium og nikkel samtidig kan genindvindes, hvilket betydeligt reducerer forbruget af frisk vand og omkostningerne til bortskaffelse af farligt affald.

Den modulære, integrerede design kræver cirka 40 % mindre installationsplads end konventionelle civile byggesystemer og tillader fleksibel udvidelse af kapaciteten i fremtiden. Fuldt automatiseret, intelligent drift optimerer kontinuerligt tilsætningen af kemikalier og systemets recirkulation, mens manuel indgriben minimeres.

Desuden leverer vi omfattende teknisk dokumentation til støtte af miljøpåvirkningsvurderinger (EIA), projektgodkendelse og ansøgninger om udledningsgodkendelse.

5. Projektreferencer og dokumentationsstøtte

Vi har succesfuldt gennemført adskillige projekter inden for spildevandsrensning for producenter af energilagringsbatterier i Guangdong, Jiangsu, Hunan og andre regioner og har omfattende erfaring med at betjene både LFP- og NCM-batteriproduktionsfaciliteter.

Et fremtrædende projekt er et 6 GWh/år Lithium-Jernfosfat (LFP) energilagringsbatteri Zero Liquid Discharge (ZLD)-projekt med en spildevandsrensningskapacitet på 550 m³/dag.

Det rensede vand genbruges konsekvent til elektroderensning, hvilket opnår en årlig besparelse af friskvand på ca. 180.000 m³ og samtidig reducerer fremstillingen af farligt affald med 55 %. Projektet bestod miljømæssige godkendelsesinspektioner ved første indsendelse.

Understøttende dokumentation omfatter:

• CE-, UL- og ISO-certificeringer
• Egne patenter på spildevandrensningprocesser
• Uafhængige testrapporter for vandkvalitet
• Godkendelsesdokumenter fra miljømyndighederne
• Referencekontrakter for lignende benchmarkprojekter
• Komplekse service- og vedligeholdelsesgarantiaftaler

6. Serviceomfang og samarbejdsproces

Vi leverer komplette EPC turnkey-løsninger til spildevandsrensning, herunder stedets undersøgelse, spildevandskarakterisering, pilottestning, skræddersyet procesengineering, fremstilling af ikke-standardudstyr, bygningsarbejde, installation, idriftsætning, støtte til overholdelse af miljøkrav, årlig drift og vedligeholdelse, systemopgraderinger samt levetidsforsyning af forbrugsartikler.

Tilpassede tjenester, såsom genanvendelse af spildevand og tilbagevinding af værdifulde metaller, kan også leveres i henhold til kundens krav.

Standard samarbejdsgang

• Stedets undersøgelse og vandprøvetagning – Udfør undersøgelse på stedet, analyse af spildevandet og udarbejd en professionel vurderingsrapport for vandkvaliteten.
• Skræddersyet løsningsdesign – Udvikl en tilpasset renseproces, en detaljeret prisangivelse og en 3D-anlægsopsætning baseret på produktionsforholdene.
• Udstyrsfremstilling og byggeri – Påbegynd fremstilling af skræddersyet udstyr og bygningsarbejde på stedet efter kontraktens bekræftelse.
• Installation og idriftsætning – Gennemfør installationen, integreret systemtest og idriftsætning for at sikre stabil overholdelse af kravene.
• Projektgodkendelse og træning – Hjælp med miljømæssige godkendelsesprocedurer og giv omfattende operatørtræning.
• Langsigtede tekniske supportydelser – Lever på stedet udførelse af driftsydelser, planlagte inspektioner, udstyrsvedligeholdelse, systemopgraderinger og livslang teknisk support.