Energianvarastointiakkujen jätevesien käsittely

1. Jätevesien lähteet, tyypilliset saastuttajat ja veden ominaisuudet

Jätevesi akkujen energiavarastojen valmistuksesta syntyy pääasiassa kuudessa keskeisessä tuotantovaiheessa: katodimateriaalin synteesissä, elektrodien pinnoituksessa, elektrolyytin täyttö- ja muodostusvaiheessa, akkukennon puhdistuksessa, erinomaisen puhtaan veden tuotannossa ja teollisuustilojen lattian puhdistuksessa.

Litium-rautafosfaatin (LFP) akkujen tuotannossa jätevesi on pääasiassa happamia virtauksia, joissa on korkeita fosforin ja litiumin pitoisuuksia. Nikkelikobolttimangaanin (NCM) akkujen tuotanto tuottaa jätevettä, joka sisältää nikkelin, koboltin ja mangaanin komplekseja yhdisteitä, kun taas elektrolyytin valmistus tuottaa fluoriyhdisteitä sisältävää orgaanista jätevettä. Lisäksi erinomaisen puhtaan veden järjestelmät poistavat suolapitoisia keskitysvirtauksia.

Jätevedessä on kolme pääluokkaa saasteita:

• Raskasmetallit, kuten litium (Li), nikkeli (Ni), koboltti (Co), mangaani (Mn), rauta (Fe), kupari (Cu) ja alumiini (Al), monista niistä esiintyy stabiileina komplekseina, jotka ovat vaikeita poistaa tavallisilla saostusmenetelmillä.
• Orgaanisia kontaminaanteja, etenkin N-metyyli-2-pyrrolidononia (NMP), karbonaattipohjaisia elektrolyyttejä ja PVDF-sidontaineita. COD-pitoisuudet vaihtelevat yleensä välillä 3 000–8 000 mg/l, ja biologinen hajoaminen on heikkoa.
• Epäorgaanisia saastuttajia, kuten fluorida, fosfaattia ja sulfaattia, joiden kokonaissulamiskiintoaineiden (TDS) pitoisuus ylittää 25 000 mg/l ja pH vaihtelee välillä 2–12.

Jätevesi on suolapitoista ja voimakkaasti syövyttävää, sen virtausnopeus ja veden laatu vaihtelevat merkittävästi, ja sen on täytettävä tiukat päästövaatimukset, jotka määritellään standardissa GB 30484-2013 – Battery Industry:n saastuttavien aineiden päästöstandardi.

2. Yleisimmät asiakkaiden haasteet

Ympäristövaatimukset energiavarastoaakkujen teollisuudelle ovat yhä tiukentuneet. Raskasmetallit, fluori ja kemiallinen happikulutus (COD) ovat keskeisiä sääntelyindikaattoreita, ja jopa pienet jäteveden laadun vaihtelut voivat johtaa siihen, että vaatimukset eivät täyty, mikä aiheuttaa ympäristöllisiä seuraamuksia.

Perinteiset käsittelyjärjestelmät vaativat yleensä liiallista kemikaalien käyttöä ja tuottavat suuria määriä vaarallista lietteitä, mikä johtaa korkeisiin käyttö- ja hävityskustannuksiin.

Standardoidut käsittelylaitteet eivät usein kykene ratkaisemaan teollisuuden erityisiä haasteita, kuten monimutkaisten raskasmetalliyhdisteiden poistamista ja suolapitoisen jäteveden aiheuttamaa kalvojen tukkoitumista. Järjestelmien usein toiminnan pysähtyminen huollon vuoksi vaikuttaa haitallisesti tehtaan jatkuvaa toimintaa.

Lisäksi arvokkaita metalleja, kuten litiumia ja nikkeliä, menetetään usein jätevesiin, mikä johtaa heikkooneen resurssien talteenottoon ja tarpeettomiin taloudellisiin tappioihin.

Kun tuotantokapasiteettia laajennetaan jatkuvasti, perinteiset betonista rakennetut jätevesien käsittelylaitokset vaativat suuren pohjapinnan, tarjoavat rajoitetun automaation ja niitä on vaikea päivittää. Teollisuus vaatii yhä enemmän integroituja ja mukautettuja jätevesien käsittelyratkaisuja, jotka on suunniteltu erityisesti energiavarastopatterien valmistukseen.

3. Käsittelyprosessi ja ydinvälineiden konfiguraatio

Energianvarastopatterien jätevesien monimutkaisten ominaisuuksien tehokkaaseen käsittelyyn käytämme integroitua käsittelyprosessia, joka koostuu seuraavista vaiheista:

Erillinen keruu ja esikäsittely → edistynyt hapetus → biologinen käsittely → edistynyt kalvojen desalointi → MVR-kiteytys lähes nollanestevirtausratkaisua (ZLD) varten

Esikäsittelyn aikana eri jätevesivirrat kerätään erikseen ja käsitellään tasausaltaissa, pH:n säätössä, dekompleksointireaktoreissa, kahden vaiheen koagulaatio- ja sedimentointiprosessissa sekä liuotetun ilman kellutusjärjestelmissä (DAF), jotta kiintoaineet, suurin osa raskasmetaleista ja fluori voidaan poistaa tehokkaasti.

Vaikeasti hajoavien orgaanisten yhdisteiden käsittelyyn käytetään Fenton-oksidaatiota tai otsonia sisältävää edistettyä oksidaatiota, jotta monimutkaiset orgaaniset molekyylit hajoavat ja biologinen hajoaminen paranee huomattavasti.

Biologisessa käsittelyssä käytetään UASB + kahden vaiheen A/O + MBR -prosessia, joka poistaa tehokkaasti COD:n, ammoniakin typpiä ja kokonaisfosforia.

Edistyneeseen suolapitoisuuden poistoon käytetään epäpuhtauksien kertymisen estävää käänteisosmoosijärjestelmää (RO), joka yhdistetään sähköionointiprosessiin (EDI), jolloin tuotetaan korkealaatuista kierrätettävää vettä, jota voidaan käyttää akkujen valmistukseen ja puhdistusprosesseihin.

Lopullinen korkean suolapitoisuuden omaava keskitys käsitellään DTRO-muovikalvojen avulla tapahtuvalla keskittämisprosessilla, jonka jälkeen sovelletaan MVR-höyrystys- ja kiteytysmenetelmää, mikä mahdollistaa suolan kiinteäksi muuttamisen ja lähes nollanestevirtauksen saavuttamisen.

Ydinlaitteet sisältävät:

• Happo- ja emäksiresistentit PE-tasausaltaat
• Raskasmetallikelaatioreaktorit
• Mikro/nano-otsoonihappoitusjärjestelmät
• Epäsuotuisan saastumisen estävät kalvo-suodatusjärjestelmät
• MVR-höyrystimet
• Automaattiset verkkoon kytketyt vedenlaatumittausjärjestelmät
• Älykkäät kemikaalien annostelun ohjauspaneelit

4. Ratkaisun edut

Jätevesien käsittelyratkaisumme on suunniteltu erityisesti energiavarastopatterien valmistukseen.

Kaksitasoisella fluoridin poistoteknologialla ja kelatoivan resiinin syväkeräysteknologialla varustetun järjestelmän avulla poistetaan tehokkaasti sekä kompleksoidut raskasmetallit että fluoridi, mikä takaa, että käsitelty vesi ylittää jatkuvasti kansalliset jätevesien purkupaikkavaatimukset ja vähentää ympäristövaatimusten noudattamiseen liittyviä riskejä.

Tarjoamme täysin mukautettua, ei-standardia laitteistoa, joka on suunniteltu jäteveden ominaisuuksien, tehtaan sijoittelun ja tulevan tuotannon laajentumisen perusteella. Vahvistetut korroosiosuojat, tukkeutumisesta suojatut virtauskanavat ja optimoidut laitteiden mitat varmistavat luotettavan toiminnan erityisen suolaisissa, syövyttävissä ja vaihtelevissa jätevesiolosuhteissa.

Kaikki keskeiset mekaaniset laitteet, sähköiset ohjausjärjestelmät ja vedenkäsittelykomponentit on sertifioitu CE-, UL- ja ISO-standardien mukaisiksi, mikä täyttää sekä eurooppalaisten että pohjoisamerikkalaisten turvallisuusvaatimusten vaatimukset ja tukee globaalien hankkeiden vaatimustenmukaisuutta ja hyväksyntää.

Järjestelmä tarjoaa erinomaista vastustuskykyä hydraulisille ja saastumista aiheuttaville kuormituksen vaihteluille. Erotettu jätevesien keruu stabiloi tehovesien laadun tehokkaasti, kun taas epäpuhtauksia estävä kalvoteknologia vähentää huoltotoimenpiteiden määrää ja laitteiston käyttökatkoja yli 70 %:lla.

Veden uudelleenkäyttöaste voi ylittää 90 %:n, ja samalla voidaan taltaa arvokkaita metalleja, kuten litiumia ja nikkeliä, mikä vähentää merkittävästi makean veden kulutusta ja vaarallisten jätteiden käsittelykustannuksia.

Modulaarinen integroitu suunnittelu vaatii noin 40 %:n verran vähemmän asennustilaa kuin perinteiset rakennusperusteiset järjestelmät ja mahdollistaa joustavan tulevan kapasiteetin laajentamisen. Täysin automatisoitu älykäs toiminta optimoi jatkuvasti kemikaalien annostelua ja järjestelmän kierrätystä vähentäen samalla manuaalista puuttumista mahdollisimman paljon.

Lisäksi tarjoamme kattavaa teknistä dokumentaatiota, joka tukee ympäristövaikutusten arviointia (EIA), projektin hyväksyntää ja jätevesien päästölupahakemusta.

5. Hankkeita koskevat viitteet ja tukevat asiakirjat

Olemme suorittaneet onnistuneesti lukuisia jätevesien käsittelyprojekteja energiavarastoparistojen valmistajille Guangdongin, Jiangsun ja Hunanin sekä muiden alueiden alueella, ja meillä on laajaa kokemusta LFP- ja NCM-paristojen tuotantolaitosten palvelusta.

Yksi merkittävimmistä projekteistamme on 6 GWh/vuosi Lithium Iron Phosphate (LFP) -energiavarastopariston Zero Liquid Discharge (ZLD) -projekti, jonka jätevesien käsittelykapasiteetti on 550 m³/päivä.

Käsitelty vesi kierrätetään jatkuvasti elektrodien puhdistukseen, mikä mahdollistaa noin 180 000 m³:n vuotuisen raakavesien säästön ja vähentää vaarallisten jätteiden tuotantoa 55 prosentilla. Projekti läpäisi ympäristöhyväksyntätarkastukset ensimmäisellä hakemuksella.

Tukevat dokumentit sisältävät:

• CE-, UL- ja ISO-sertifikaatit
• Omien jätevesien käsittelyprosessien patentit
• Kolmannen osapuolen tekemät vedenlaatutestausraportit
• Ympäristöhyväksyntäasiakirjat
• Vastaavien vertailuprojektien viitteelliset sopimukset
• Kattavat käyttöönottotakuusopimukset ja huoltosopimukset

6. Palvelun laajuus ja yhteistyöprosessi

Tarjoamme kattavia EPC-avainvalmisjärjestelmiä jätevesien käsittelyyn, mukaan lukien alueellinen tutkimus, jäteveden karakterisointi, kokeilukäyttö, mukautettu prosessisuunnittelu, ei-standardien laitteiden valmistus, rakennustyöt, asennus, käynnistys, ympäristövaatimusten noudattamisen tukipalvelut, vuotuinen käyttö ja huolto, järjestelmän päivitykset sekä kulutustavaroiden toimitus elinikäiseksi ajaksi.

Asiakkaan vaatimusten mukaisia räätälöityjä palveluita, kuten jäteveden resurssien hyödyntämistä ja arvokkaiden metallien talteenottoa, voidaan myös tarjota.

Standardiytetty yhteistyöprosessi

• Alueellinen kartoitus ja veden näytteenotto – Suoritamme paikan päällä tapahtuvan tutkimuksen, jäteveden analyysin ja laadimme ammattimaisen vedenlaatuarvion raportin.
• Mukautetun ratkaisun suunnittelu – Kehitämme tuotanto-olosuhteiden perusteella mukautetun käsittelyprosessin, yksityiskohtaisen tarjouksen ja 3D-kasvupaikkasuunnitelman.
• Laitteiden valmistus ja rakentaminen – Aloitamme mukautettujen laitteiden valmistuksen ja paikan päällä tapahtuvat rakennustyöt sopimuksen vahvistamisen jälkeen.
• Asennus ja käynnistys – Suoritamme asennuksen, kokonaisjärjestelmän testauksen ja käynnistyksen varmistaaksemme vakaa vaatimustenmukaisuuden.
• Projektin hyväksyminen ja koulutus – Auta ympäristöhyväksyntämenettelyissä ja tarjoa kattava käyttäjäkoulutus.
• Pitkäaikainen tekninen tuki – Tarjoa paikan päällä suoritettavia käyttöpalveluita, aikataulutettuja tarkastuksia, laitteiden huoltoa, järjestelmän päivityksiä ja elinikäistä teknistä tukea.