מערכת לטיפול במימי פסולת לסוללות אנרגיה חדשה | מקרה פרויקטי באנהווי

פתרון מותאם לטיפול במימי פסולת סוללות ליתיום, המשלב חמצון מתקדם מסוג פנטון, טיפול ביולוגי רב שלבי וטכנולוגיית קרום MBR, כדי להסיר ביעילות מתכות כבדות, אורגניות קשות לעיבוד, COD, חנקן אמוניה וחנקן כולל, ולוודא התאמה יציבה לסטנדרטים הסיניים לפליטה בתעשיית הסוללות.

פרופיל לקוח

הלקוח הוא יצרן מוביל של סוללות אנרגיה חדשה בפרובינציית אנהווי בסין, המתמחה בייצור מתקדם של סוללות ליתיום-יון ובטכנולוגיות ייצור חכמות של סוללות.

החברה הקימה שותפות אסטרטגית עם 24M Technologies לפיתוח טכנולוגיות סוללות דור הבא חצי-מוצקות ומוצקות, ויצירת פלטפורמה מתקדמת לייצור מוצרים מתקדמים של סוללות.

סקירת הפרויקט

תהליך הטיפול העיקרי

הכנה פיזיקו-כימית (קואגולציה ושקיעה לפי פרטון) → אנארובי (A) → אנוקסי (A) → אירובי (O) → אנארובי (A) → אירובי (O) → ביוריאקטור קרום MBR → פליטה תקינה

תקן הפליטה

מעוצב כדי לעמוד בתקן הפליטה של מזהמים לתעשייה של סוללות.

נקודות עיקריות של הפרויקט

• תפעול רציף יציב לאורך זמן
• מערכת צינורות תעשייתית עמידה בכימיקלים
• טכנולוגיית פולישינג מתקדמת של קרום MBR
• איכות מי הפליטה עקבייה ואמינה
• שטח תפוסה קטן של הציוד
• ייצור נמוך של בצק
• מעוצבת לייצור תעשייתי רציף

תיאור תהליך

לאחר סקר מקיף של האתר וניתוח איכות המים הזוהמים, צוות ההנדסה של באיהויפו עיצב פתרון משלב לטיהור מי שפכים הכולל ארבעה שלבים עיקריים לטיהור.

1. טיהור פיזיקו-כימי מוקדם

מי השפכים עוברים תחילה התאמת pH כדי להמיר יונים של מתכות כבדות במומסים למשקעים לא מסיסים. לאחר מכן מופעלים תהליכי קואגולציה, פלוקולציה, שיקוע וסינון מדויק כדי להסיר את החלקיקים המרחפים יחד עם חלק גדול מה합ך האורגניים בעלי המולקולות הגדולות.

2. חמצון מתקדם בסגנון פנטון

מי השפכים המטופלים מראש נכנסים לתהליך החמצון המתקדם בסגנון פנטון (AOP).

הרדיקלים ההידרוקסיליים שנוצרים במהלך התגובה מפרקים ביעילות את החומרים האורגניים הקשיחים שקשה לפרקם ביולוגית, משפרים באופן משמעותי את היכולת הביולוגית לפרק את מי השפכים ומפחיתים את עומס הטיפול על התהליכים הביולוגיים הבאים.

3. טיהור ביולוגי רב-שלבי

מי השפכים מטופלים לאחר מכן באמצעות סדרה של:

• מגירות אנארוביות
• מגבים אנארוביים
• מגבים ביולוגיים אירוביים מרובה שלבים

קהילות מיקרוביאליות متخصصות מפרקות את המזהמים האורגניים הנותרים תוך הסרה בו זמנית של חנקן אמוניה (NH₃-N) וחנקן כולל (TN), ובכך מושגת טיהור ביולוגי יעיל מאוד.

4. פולישינג במערכת קרום MBR

הזרם הביולוגי הסופי מעובד באמצעות טכנולוגיית מגב ביולוגי קרומי (MBR).

מערכת הקרום מפרידה באופן יעיל בין הלשון הפעילה לזאבים מרחפים זעירים, ויוצרת זרם סופי באיכות גבוהה באופן עקבי, אשר עומד במלואו בתקנים הלאומיים לפליטה.

היתרונות העיקריים

1. יעילות גבוהה בהסרת מזהמים

המערכת מסירה ביעילות:

• ניקל (Ni)
• קובלט (Co)
• מנגן (Mn)
• 납 (Pb)
• ממסים אורגניים
• משטחיות
• מזהמים חומציים ואלקליניים

המי שפיכה המעובדים עומדים באופן עקבי בדרישות הפליטה התעשייתיות.

2. איכות יציבה של הזרם המוצא

תהליך הטיפול מספק ביצועים אמינות לאורך זמן עם תנודות מינימליות באיכות המים, מה שהופך אותו מתאים לפליטה ישירה או לשימוש חוזר במים תעשייתיים.

3. שחזור משאבים בעלי ערך

ניתן להגדיר את המערכת לשחזר מתכות בעלות ערך כגון זהב (Au) וכסף (Ag) מזרמים נבחרים של מי שפיכה, תוך תמיכה בשיחזור משאבים וצמצום עלויות ייצור.

4. תפעול חסכוני באנרגיה

באמצעות תכנון תהליך מותאם ושליטה חכמה בציוד, המערכת ממזערת את צריכת החשמל תוך שמירה על ביצועי טיפול מצוינים, מה שמביא לצמצום עלויות התפעול.

5. שטח תפוס קטן

עיצוב המערכת המודולרי דורש מעט יחסית של שטח התקנה, מה שהופך אותה מתאימה למתקנים ששטח המפעל הזמין בהם מוגבל.

6. אוטומציה חכמה ועמידות גבוהה לעומסים פתאומיים

המתקן כולו נמצא בשליטה של מערכת בקרה אוטומטית מבוססת PLC שמספקת:

• פעולה פשוטה
• תחזוקה קלה
• הקטנת דרישות עבודה
• התערבות מינימלית של המפעיל
• תנגדות חזקה לטעינה הידראולית ולטיהור זרמים מזהמים
• ביצוע יציב של התהליך במצבי פעולה משתנים

7. תפעול ידידותי לסביבה

כל תהליך הטיפול פועל בתוך מערכת סגורה, מה שמביא להפחתת השחרור של ריחות ומניעת זיהום משני, תוך הגנה על הסביבה במפעל ועל האקוסיסטמות הסמוכות.

אתגרי הפרויקט והפתרונות ההנדסיים

הופעו מספר אתגרים טכנולוגיים במהלך יישום הפרויקט.

אתגר 1

איכות מי הصرف השתנתה באופן משמעותי בשל ייצור סוללות מתמשך, מה שדרש ניטור מקוון 24 שעות ביממה ותאמה דינמית של כמויות החומרים הכימיים והפרמטרים ההפעלה.

פתרון: באי הואי פו יישמה מערכות ניטור אינטליגנטיות בשילוב עם אופטימיזציה אוטומטית של התהליכים כדי לשמור על ביצועי טיפול יציבים למרות תנאי הזרימה המשתנים.

אתגר 2

קיימות יונים של מתכות כבדות מסוימות בצורות קומפלקסיות מאוד, אשר קשה להסירן באמצעות חומרים כימיים למשקעים קונבנציונליים.

פתרון: צו ההוראה אופטימיזה את כימיה המשקעים על ידי בחירת חומרים מיוחדים לטיפול במתכות כבדות ובעזרת בקרה מדויקת של כמויות החומרים הכימיים בהתאם לאפיונים של מימי הصرف.

האתגר 3

התפעול לטווח ארוך של מתקן טיהור בקנה מידה גדול דרש בקרה יעילה על עלויות התיקון ועל החלפת חומרים נצרכים.

פתרון: באי הוי פו הקימה תוכנית תחזוקה מונעת סטנדרטית יחד עם הליכי תפעול מאופטמים, מה שגרם להפחתה משמעותית בעלויות התפעול לאורך מחזור החיים תוך הבטחת ביצועי המערכת המאומנים.

תוצאות הפרויקט

באמצעות ניסיון רב-שנותי בטיהור מימי פסולת סוללות, באי הוי פו סיפקה בהצלחה מערכת טיהור מים יעילת-הפעלה ואמינה, אשר תוכננה במיוחד לצרכים הייצוריים של הלקוח.

מאז ההפעלה, הפרויקט הפגין תפעול יציב לטווח ארוך, התאמה מתמדת לתקנים הסביבתיים להפרשה, עלויות תפעול נמוכות ותחזוקה מפושטת.

באמצעות אופטימיזציה מתמדת של התהליכים ותוכנית ניהול סטנדרטית של הציוד, המערכת מספקת הגנה אמינה על הסביבה לייצור סוללות, תוך תומכת בייצור בר-קיימות, בהתאמה לתקנות והיעילות הפעולה האורכית.

היום, הפרויקט משמש כדוגמה נוספת להצלחה בתחום המומחיות של באיהויפו במתן פתרונות מוכנים לטיפול במיצי רעילים עבור תעשיית הסוללות החדשות הגלובלית שצומחת במהירות.