ベンエンヴ山西省リチウム電池コーティング廃水処理プロジェクト

均質化、フェントン高級酸化、凝集・沈殿、生物ろ過を組み合わせた統合型処理ソリューションで、COD濃度が高く粘性のあるコロイド状電池コーティング廃水を処理。有機汚染物質を効率的に分解し、リチウム電池の連続生産における安定した法令順守を実現します。

製品仕様

本プロジェクトは山西省にある新エネルギー電池製造工場で実施され、電極コーティング工程、設備洗浄、スラリー残渣洗浄から発生する廃水を対象としたカスタマイズされた廃水処理システムを提供しました。このシステムは、間欠的な廃水排出、水質の大幅な変動、および高濃度の有機汚染物質への対応を可能に設計されており、山西省における新エネルギー産業向け廃水排出基準を一貫して満たすよう運用されています。

統合型処理プロセス

塗布廃水の集水 → 均質調整槽 → pH調整 → フェントン高級酸化処理 → 凝集・沈殿 → 水解酸化 → 接触酸化生物処理 → 砂ろ過・活性炭ろ過 → 基準適合放流

本システムは、リチウムイオン電池の塗布工程から発生する廃水中に含まれる主な汚染物質を効果的に除去することを目的として設計されています。具体的には以下の物質です：

• NMP（N-メチル-2-ピロリドン）溶媒
• PVDFバインダー
• 電極スラリーのコロイド
• 導電助剤の残留成分
• 難分解性の高濃度有機汚染物質

本プロセスにより、以下の項目が効果的に低減されます：

• 死亡率
• カラー
• 廃水の粘度
• 懸浮物
• 難分解性有機化合物

システム特性

• 自動薬品投与
• オンライン水質監視
• 自動スラッジ排出機能
• 定時自動フィルター逆洗
• 水理的・汚染負荷の急変に対する耐性
• スラッジ発生量を抑制
• 低運転コストおよび低メンテナンスコスト

このシステムは、長期間にわたり安定した運転が求められ、操作員の介入が極力少ない高度自動化リチウム電池製造施設に最適です。

アプリケーション

本廃水処理ソリューションは、山西省および華北地方のリチウム電池メーカー向けに設計されており、特に以下の工程から発生する廃水に適用できます：

• 正極・負極の電極コーティング工程
• コーティング機の洗浄工程
• スラリー調製および残渣洗浄工程
• 設備の清掃
• 電極製造工程

リチウム電池コーティング廃水は、以下のような特徴から、業界で最も処理が困難な有機系廃水の一つと認識されています：

• 高粘度
• 化学的酸素要求量（COD）濃度が高い
• 高分子バインダー
• 難分解性有機溶剤
• 生分解性が低い

以下のような用途に最適です：

• 新設の廃水処理施設
• 既存工場の設備更新
• 専用コーティング廃水処理プロジェクト
• 環境規制への適合性向上
• 産業廃水処理能力の増強

当社は、中国北部における新エネルギー産業を対象とした、ますます厳格化する環境規制を十分にサポートします。

プロジェクト概要

山西省は、中国北部におけるリチウム電池電極材料およびコーティング工程の重要な製造拠点となっています。電極のコーティング、設備洗浄、スラリー除去などの工程では、大量の特殊なコーティング廃水が継続的に発生します。

従来の産業廃水とは異なり、コーティング廃水にはNMP溶媒、PVDFポリマーバインダー、グラファイト導電性スラリー、微細な電極粒子などが高濃度で含まれています。その特徴として、高粘度・複雑な有機成分組成・低い生物分解性・極めて高いCOD値が挙げられ、従来の廃水処理技術では汚染物質を効果的に除去することが困難です。

適切な処理を行わずに放流した場合、この排水は配管の詰まり、生物処理システムの機能不全、CODの大幅な基準超過、受水水域の変色、および工場の通常運転を妨げる重大な環境法令違反リスクを引き起こす可能性があります。

山西省における排水の特性、連続生産条件、および地元の環境規制を踏まえ、ベネンブ社はリチウム電池コーティング工程からの排水専用の高安定性処理ソリューションを開発しました。

生産ラインから排出される排水は、まず専用の配管ネットワークで集められ、均質化槽へ導入されます。ここで流量および汚染物質濃度の変動が緩和され、間欠生産に起因する水理的ショック負荷を低減し、下流の処理設備の安定運転を確保します。

その後、廃水は精密なpH調整を経て、高度酸化反応に最適な条件が整えられます。フェントン法による高度酸化処理では、難分解性の高分子有機化合物が分解され、持続性のある溶剤やポリマー系バインダーも分解されます。これにより、生物分解性が大幅に向上し、生物処理前のCOD負荷も著しく低減されます。

酸化処理の後、粘性コロイド、懸濁スラリー粒子、および残留有機汚染物質を捕捉するため、専用の凝集剤および凝集助剤が添加されます。これらの汚染物質は密実なフロックへと凝集し、沈殿によって効率的に除去されます。これにより、固液分離が確実に行われ、懸濁物およびコロイド状汚染物質の大部分が除去されます。

前処理済みの排水は、次に嫌気性酸化分解および接触酸化による生物処理ユニットへと導入され、特別に選定された微生物が残存する低分子有機化合物をさらに分解・除去することで、全体的な水質を向上させ、放流基準となる主要な水質項目の安定化を図ります。

最終的に、処理水は砂ろ過および活性炭ろ過を経て、微量の浮遊不純物、残留色度、および異臭成分を除去し、透明で安定した放流水を生み出します。この放流水は、環境基準における放流要件を一貫して満たします。

本処理システム全体は、高度な自動化、優れた汚染耐性、卓越した目詰まり防止性能、および簡易な保守性を特長としており、リチウムイオン電池用コーティング工程の連続生産ラインに最適です。

プロジェクトの稼働開始以降、リチウム電池のコーティング工程に伴う廃水処理課題を成功裏に解決し、長期的な環境規制への適合を実現しました。また、運用コストおよびエネルギー消費量の削減にも貢献し、中国北部地域におけるリチウム電池コーティング廃水処理のベンチマーク事例となっています。