Progettato per gli impianti nordamericani di produzione di batterie al litio, questo sistema integrato comprende un impianto di produzione di acqua ultrapura da 10 T/h, un’unità di recupero della sospensione per batterie da 15 T/g e un sistema di riciclo delle acque reflue da 40 T/g. Recupera il solvente NMP e la sospensione per elettrodi, mentre tratta le acque reflue industriali per un riutilizzo conforme alle normative ambientali statunitensi.
Specifiche tecniche
Questo progetto integrato per il trattamento delle acque è stato installato in un impianto di produzione di batterie per energie rinnovabili a Chicago, USA, con una capacità complessiva di trattamento di 41 m³/g. La soluzione completa è costituita da tre moduli di processo interconnessi:
- impianto di produzione di acqua ultrapura da 10 T/h con osmosi inversa a due passaggi (RO) e desalinizzazione elettrochimica (EDI)
- unità di recupero della sospensione per batterie da 15 T/g
- sistema di trattamento e riutilizzo delle acque reflue industriali da 40 T/g
Flusso di processo
1. Produzione di acqua ultrapura
Acqua grezza → Prelievo → Osmosi inversa a due passaggi (RO) → Elettrodeionizzazione (EDI) → Lucidatura con letto misto
Il sistema produce continuamente 10 tonnellate/ora di acqua ultrapura per la rivestitura degli elettrodi delle batterie, la pulizia delle attrezzature e altri processi produttivi ad alta purezza.
2. Recupero della pasta per batterie
Le acque reflue contenenti pasta per batterie vengono immesse nell’unità integrata di recupero, dove il solvente NMP (N-metil-2-pirrolidone) e i materiali solidi per elettrodi vengono separati e recuperati per il riutilizzo, riducendo in modo significativo il consumo di materie prime.
3. Trattamento e riciclo delle acque reflue
Il filtrato recuperato dalla pasta per batterie, unitamente ad altre acque reflue produttive, segue il processo di trattamento riportato di seguito:
serbatoio di regolazione del pH → Acidificazione e sedimentazione per coagulazione → Ossidazione avanzata con reagente di Fenton → Acidificazione idrolitica + trattamento biologico A/O-MBR → Filtrazione con carbone attivo e filtrazione su sabbia → Serbatoio per acqua rigenerata
Il sistema tratta 40 tonnellate/giorno di acque reflue industriali e fornisce nuovamente acqua rigenerata all’impianto produttivo.
Caratteristiche del Sistema
- Alta efficienza di recupero del prezioso solvente NMP e della sospensione per batterie
- Rimozione efficace di composti organici ad alto COD, solventi, solidi sospesi e contaminanti colloidali
- Controllo completamente automatico basato su PLC con monitoraggio remoto
- Progettato secondo gli standard elettrici nordamericani e le condizioni operative industriali estere
- Bassa produzione di fanghi e ridotto consumo di prodotti chimici
- Design compatto su skid per impianti standardizzati di produzione batterie
- L’acqua trattata è conforme ai requisiti locali per lo scarico industriale e il riutilizzo idrico
Applicazioni
Questa soluzione integrata di trattamento acque è specificamente progettata per i produttori statunitensi e nordamericani di batterie agli ioni di litio, batterie per veicoli elettrici (EV), batterie per sistemi di accumulo energetico e batterie per nuove energie.
Serve l’intero processo produttivo delle batterie, inclusi:
- Preparazione della sospensione degli elettrodi
- Rivestimento degli elettrodi
- Pulizia degli equipaggiamenti
- Fornitura di acqua per la produzione
- Trattamento delle acque reflue
- Riciclo dell'acqua
La produzione di batterie si confronta generalmente con due principali sfide:
- Domanda continua di acqua ultrapura stabile per garantire qualità della batteria e resa produttiva.
- Le acque reflue provenienti dalla sospensione contengono il prezioso solvente NMP e materiali per elettrodi. Lo scarico diretto comporta ingenti perdite di materiale, mentre le acque reflue organiche ad alto contenuto di COD rendono sempre più difficile il rispetto delle normative ambientali.
La soluzione integrata fornisce contemporaneamente:
- Produzione di acqua ultrapura
- Recupero di materiali preziosi
- Riciclo delle acque reflue industriali
rendendola ideale per:
- Nuovi impianti di produzione di batterie
- Progetti di espansione della capacità
- Aggiornamenti di impianti esistenti
- Interventi di adeguamento per la conformità ambientale
- Gigafabbriche di batterie all'estero
Il sistema è pienamente conforme ai rigorosi requisiti ambientali e di gestione dei rifiuti pericolosi del Nord America.
Progetto integrato di trattamento delle acque per un nuovo impianto di batterie per energie rinnovabili a Chicago, USA
Con la rapida espansione dell'industria nordamericana delle batterie al litio e dello stoccaggio di energia, i produttori di batterie nella zona di Chicago necessitano di soluzioni affidabili sia per l'acqua di processo ad alta purezza sia per il recupero delle risorse dalle acque reflue industriali. I processi di rivestimento degli elettrodi, di preparazione della sospensione e di pulizia di precisione richiedono un approvvigionamento continuo di acqua ultrapura, mentre le acque reflue generate durante la produzione contengono solvente NMP e materiali per elettrodi di valore.
I tradizionali sistemi di trattamento autonomi sono tipicamente frammentati, occupano molto spazio sul pavimento e offrono un’efficienza di recupero limitata. Il solvente NMP e la sospensione per batterie, entrambi di valore, vengono spesso smaltiti insieme alle acque reflue, aumentando i costi delle materie prime e generando significative sfide in termini di conformità ambientale a causa dell’elevato carico organico e del contenuto di solvente.
Per risolvere questi problemi, Baihuipu ha progettato una soluzione integrata completa per il trattamento delle acque, che combina la produzione di acqua ultrapura, il recupero della sospensione e il riciclo delle acque reflue in un unico sistema automatizzato con una capacità complessiva di trattamento pari a 41 m³/giorno. La progettazione integrata è particolarmente adatta agli impianti esteri di produzione di batterie che richiedono un’elevata automazione e un intervento manuale minimo.
L'acqua grezza in ingresso entra dapprima nel sistema di acqua ultrapura, dove vengono rimossi i solidi sospesi e il cloro residuo durante il trattamento preliminare. L'acqua viene quindi purificata mediante un sistema RO a due passaggi, seguito da EDI e da lucidatura con letto misto, per produrre continuamente 10 T/h di acqua ultrapura di alta qualità destinata alla rivestitura degli elettrodi delle batterie e alle applicazioni di pulizia di precisione, garantendo una qualità costante nella produzione.
Le acque reflue della sospensione per batterie vengono trattate separatamente nell'unità di recupero della sospensione da 15 T/D, dove la tecnologia di separazione tramite membrana recupera in modo efficiente il solvente NMP e i materiali solidi per elettrodi. Questi materiali recuperati possono essere reinseriti direttamente nel processo di preparazione della sospensione, riducendo in modo significativo i costi di approvvigionamento delle materie prime.
Le acque reflue residue vengono combinate con altre acque reflue produttive ed entrano nel sistema di trattamento e riciclo delle acque reflue da 40 T/g. Dopo la regolazione del pH e la sedimentazione coagulante per rimuovere solidi sospesi e contaminanti colloidali, le acque reflue subiscono l’ossidazione avanzata con il processo Fenton, che degrada efficacemente i composti organici refrattari e riduce i livelli di COD. Successivamente, un trattamento biologico combinato di acidificazione idrolitica e A/O-MBR degrada ulteriormente gli inquinanti organici residui. L’ultima fase di affinamento, mediante filtrazione su carbone attivo e su sabbia, produce acqua rigenerata adatta al raffreddamento degli impianti, alla pulizia dei pavimenti e ad altre applicazioni industriali di riutilizzo, riducendo in modo significativo il consumo di acqua dolce.
L'intero sistema funziona automaticamente su una piattaforma intelligente di controllo basata su PLC, con capacità di monitoraggio remoto. Progettato per rispettare le specifiche elettriche nordamericane e i requisiti di conformità ambientale, il progetto garantisce una produzione affidabile di acqua ultrapura, recupera materiali preziosi dalle batterie e consente un riciclo efficiente delle acque reflue, aiutando nel contempo i produttori a ridurre i costi operativi e a raggiungere una produzione sostenibile.
Questo progetto rappresenta una soluzione integrata di trattamento acque di riferimento per impianti esteri di produzione di batterie al litio e sistemi di accumulo energetico.
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