Energia-tároló akkumulátorok szennyvízkezelése

1. Szennyvízforrások, tipikus szennyező anyagok és vízjellemzők

Az energiatároló akkumulátorok gyártása során keletkező szennyvíz főként hat kulcsfontosságú gyártási szakaszban keletkezik: katódanyag-szintézis, elektróda bevonás, elektrolit töltés és formázás, akkumulátorelemek tisztítása, ultratisztított víz előállítása, valamint a gyártóüzem padlójának tisztítása.

A litiumvas-foszfát (LFP) akkumulátorok gyártása során keletkező szennyvíz főként savas jellegű, magas foszfor- és litiumkoncentrációt tartalmaz. A nikkel-kobalt-mangán (NCM) akkumulátorok gyártása során olyan szennyvíz keletkezik, amely komplex nikkel-, kobalt- és mangánvegyületeket tartalmaz, míg az elektrolit előkészítése fluoridtartalmú szerves szennyvizet eredményez. Emellett az ultratisztított víz rendszerek magas sótartalmú koncentrátumot bocsátanak ki.

A szennyvíz három fő szennyező anyagcsoportot tartalmaz:

• Nehézfémek – köztük litium (Li), nikkel (Ni), kobalt (Co), mangán (Mn), vas (Fe), réz (Cu) és alumínium (Al) –, amelyek közül sok a hagyományos csapadékképzési eljárásokkal nehezen eltávolítható, stabil komplex formában jelenik meg.
• Szerves szennyezőanyagok, elsősorban N-metil-2-pirrolidon (NMP), karbonátalapú elektrolitok és PVDF-kötőanyagok. A kémiai oxigénigény (COD) értéke általában 3000–8000 mg/L között mozog, és a biológiailag lebonthatóság gyenge.
• Szervetlen szennyezőanyagok, köztük fluorid, foszfát és szulfát, a teljes oldott szilárd anyag (TDS) több mint 25 000 mg/L, a pH értéke 2 és 12 között ingadozik.

A szennyvíz magas sótartalmú, erősen korróziós hatású, a vízmennyiség és a vízminőség jelentősen ingadozik, és meg kell felelnie a GB 30484-2013 – Akkumulátoripar szennyezőanyag-kibocsátási szabványa szigorú kibocsátási követelményeinek.

2. Gyakori ügyfélkérdések

Az energia tárolására szolgáló akkumulátorok iparának környezetvédelmi megfelelési követelményei egyre szigorúbbá válnak. A nehézfémek, a fluorid és a kémiai oxigénigény (COD) kulcsfontosságú szabályozási mutatók, és még apró ingadozások is a szennyvíz minőségében nemmegfelelőséghez és környezetvédelmi bírságokhoz vezethetnek.

A hagyományos kezelőrendszerek általában túlzott vegyszeradagolást igényelnek, és nagy mennyiségű veszélyes iszapot termelnek, ami magas üzemeltetési és elhelyezési költségekhez vezet.

A szabványosított kezelőberendezések gyakran nem képesek kezelni az iparág sajátos kihívásait, például a komplexált nehézfémek eltávolítását vagy a magas sótartalmú szennyvíz miatti membránfertőződést. A rendszer gyakori karbantartás céljából történő leállítása negatívan befolyásolja a folyamatos üzemeltetést.

Ugyanakkor értékes fémek – például a lítium és a nikkel – gyakran elvesznek a szennyvízben, ami alacsony erőforrás-visszanyerést és felesleges gazdasági veszteséget eredményez.

Ahogy a gyártási kapacitás tovább nő, a hagyományos betonból készült szennyvízkezelő létesítmények nagy területet igényelnek, korlátozott automatizáltsággal rendelkeznek, és nehéz őket modernizálni. Az ipar egyre inkább integrált, testreszabott szennyvízkezelési megoldásokat kér, amelyeket kifejezetten az energiatároló akkumulátorok gyártásához terveztek.

3. Kezelési folyamat és alapfelszerelés konfigurációja

Az energiatároló akkumulátorok szennyvizének összetett jellemzőinek hatékony kezelésére egy integrált kezelési folyamatot alkalmazunk, amely a következőkből áll:

Szétválasztott gyűjtés és előkezelés → Fejlett oxidációs eljárás → Biológiai kezelés → Fejlett membrános desalinizáció → MVR kristályosítás a folyadékmentes (ZLD) kezelés érdekében

Az előkezelés során a különböző szennyvízáramokat külön gyűjtik, majd egyenlítő tartályokon, pH-beállításon, komplexképződés megszüntetésére szolgáló reaktorokon, két fokozatú koaguláción és ülepítésen, valamint oldott levegős úszó elválasztásos (DAF) rendszereken keresztül dolgozzák fel, hogy hatékonyan eltávolítsák a lebegő anyagokat, a legtöbb nehézfémet és a fluoridot.

A nehezen lebontható szerves vegyületek kezelésére Fenton-oxidációt vagy ózon-alapú haladó oxidációs eljárást alkalmaznak a bonyolult szerves molekulák lebontására és a biológiailag lebonthatóság jelentős javítására.

A biológiai tisztítási fázis UASB + kétfokozatú A/O + MBR eljárást alkalmaz a kémiai oxigénigény (COD), az ammónia-nitrogén és a teljes foszfor hatékony eltávolítására.

A fejlett desztillációs eljárás érdekében egy szennyeződés-ellenes fordított ozmózis (RO) rendszer kerül kombinálásra elektrodeionizációs (EDI) technológiával, amely magas minőségű újrafelhasználható vizet állít elő akkumulátor-gyártási és tisztítási folyamatokhoz.

A végső, nagy sótartalmú koncentrátumot DTRO membránkoncentrációval, majd MVR elpárologtatással és kristályosítással kezelik, így elérve a só szilárdítását és a folyadékmentes kibocsátást („közel nulla folyadék-kibocsátás”).

A fő berendezések közé tartoznak:

• Sav- és lúgálló PE kiegyenlítő tartályok
• Nehézfém-kelátképző reaktorok
• Mikro/nano-ozonoxidációs rendszerek
• Kifogásolhatatlan membránszűrő rendszerek
• MVR elpárologtatók
• Automatikus, online vízminőség-ellenőrző rendszerek
• Intelligens vegyszeradagoló vezérlőpanelek

4. A megoldás előnyei

Szennyvíztisztítási megoldásunk kifejezetten az energiatároló akkumulátorok gyártásához készült.

A kétlépcsős fluorid-eltávolítási technológia és a chelátgyant használó mélyragadó technológia integrálásával a rendszer hatékonyan eltávolítja a komplex nehézfémeket és a fluoridot, biztosítva, hogy a kezelt víz folyamatosan túllépje a nemzeti kibocsátási előírásokat, és minimalizálja az ökológiai megfelelés kockázatait.

Teljesen testre szabott, nem szabványos berendezéseket kínálunk, amelyeket a szennyvíz jellemzői, a gyár elrendezése és a jövőbeni termelésbővítés alapján terveztek. A megerősített korrózióálló szerkezetek, a lebegőanyag-ellenes áramlási csatornák és az optimalizált berendezésméretek biztosítják a megbízható működést erősen sótartalmú, korrózív és ingadozó szennyvízfeltételek mellett.

Az összes alapvető mechanikai berendezés, villamos vezérlőrendszer és víztisztító alkatrész CE-, UL- és ISO-minősítéssel rendelkezik, így megfelel az európai és észak-amerikai biztonsági követelményeknek, valamint támogatja a globális projektek megfelelőségét és elfogadását.

A rendszer kiváló ellenállást nyújt a hidraulikus és szennyező terhelés-ingadozásokkal szemben. A szennyvíz elkülönített gyűjtése hatékonyan stabilizálja a befolyó víz minőségét, miközben az antifouling membrántechnológia több mint 70%-kal csökkenti a karbantartási gyakoriságot és a berendezések leállási idejét.

A víz újrafelhasználási aránya meghaladhatja a 90%-ot, miközben értékes fémek – például lítium és nikkel – is egyidejűleg visszanyerhetők, ami jelentősen csökkenti az édesvíz-felhasználást és a veszélyes hulladék elhelyezésének költségeit.

A moduláris integrált tervezés körülbelül 40%-kal kevesebb telepítési helyet igényel, mint a hagyományos építőmérnöki rendszerek, és rugalmas jövőbeli kapacitás-bővítést tesz lehetővé. A teljesen automatizált intelligens üzemeltetés folyamatosan optimalizálja a vegyszeradagolást és a rendszer belső cirkulációját, miközben minimálisra csökkenti a kézi beavatkozást.

Ezen felül részletes műszaki dokumentációt biztosítunk a környezeti hatásvizsgálatokhoz (EIA), a projekt átadásához és a kibocsátási engedélyek kérelmezéséhez.

5. Projektreferenciák és támogató dokumentáció

Sikeresen befejeztünk számos szennyvízkezelési projektet az energiatároló akkumulátorok gyártói számára Guangdong, Jiangsu, Hunan és egyéb régiókban, és kiterjedt tapasztalattal rendelkezünk mind az LFP-, mind az NCM-akkumulátorok gyártóüzemeinek kiszolgálásában.

Egy kiemelt projekt egy évi 6 GWh kapacitású litiumvas-foszfát (LFP) energiatároló akkumulátor nulla folyadék-kibocsátásos (ZLD) projekt, amelynek szennyvízkezelési kapacitása 550 m³/nap.

A kezelt vizet folyamatosan újrahasznosítják az elektródák tisztítására, így évente kb. 180 000 m³ édesvizet takarítanak meg, miközben a veszélyes hulladék keletkezését 55%-kal csökkentik. A projekt az első benyújtáskor sikeresen átment a környezetvédelmi elfogadási ellenőrzéseken.

A támogató dokumentációk közé tartoznak:

• CE-, UL- és ISO-tanúsítványok
• Saját szennyvízkezelési eljárásra vonatkozó szabadalmak
• Független harmadik fél által készített vízminőségi vizsgálati jelentések
• Környezetvédelmi elfogadási engedélyek
• Hasonló, referencia-projektekre vonatkozó szerződések
• Átfogó üzemeltetési és karbantartási garanciás szerződések

6. Szolgáltatási kör és együttműködési folyamat

Komplex EPC kulcsrakész szennyvízkezelési szolgáltatásokat nyújtunk, ideértve a helyszíni felmérést, a szennyvíz jellemzését, kísérleti tesztelést, testre szabott folyamatmérnöki tervezést, nem szabványos berendezések gyártását, építőműszaki munkákat, telepítést, üzembe helyezést, környezetvédelmi megfelelés támogatását, éves üzemeltetést és karbantartást, rendszerfrissítéseket, valamint fogyóeszközök életcikluson át tartó ellátását.

Egyéni szolgáltatások, például szennyvíz erőforrás-visszanyerése és értékes fémek visszanyerése is elérhetők az ügyfél igényei szerint.

Szabványos együttműködési folyamat

• Helyszíni felmérés és vízminta-vétel – Helyszíni vizsgálat, szennyvízanalízis és szakmai vízminőségi értékelési jelentés kiadása.
• Testre szabott megoldás tervezése – A termelési körülmények alapján testre szabott kezelési folyamat, részletes árajánlat és 3D-s üzemelrendezés kialakítása.
• Berendezések gyártása és építés – Az egyedi berendezések gyártásának és a helyszíni építőműszaki munkák megkezdése a szerződés megerősítését követően.
• Telepítés és üzembe helyezés – Telepítés, integrált rendszerpróbák és üzembe helyezés elvégzése a stabil megfelelés biztosítása érdekében.
• Projekt átvétele és képzés – Segítség nyújtása az ökológiai elfogadási eljárásokhoz, valamint átfogó üzemeltetői képzés biztosítása.
• Hosszú távú műszaki támogatás – Helyszíni üzemeltetési szolgáltatások, ütemezett ellenőrzések, felszerelések karbantartása, rendszerfrissítések és életre szóló műszaki támogatás nyújtása.