北米向けリチウムイオン電池製造工場に最適化された統合型水処理システムで、時産10トンの超純水製造設備、日産15トンの電池スラリー回収装置、日産40トンの廃水再生設備を一体化しています。NMP溶媒および電極スラリーを高効率で回収するとともに、米国の環境規制に適合した工業廃水の再利用を実現します。
技術仕様
この統合型水処理プロジェクトは、米国シカゴにある新エネルギー電池製造工場に導入され、総処理能力は1日41m³です。本ソリューションは、3つの相互接続されたプロセスモジュールで構成されています：
- 10t/h 二段式逆浸透膜（RO）＋電気脱イオン（EDI）超純水システム
- 15t/日 バッテリー・スラリー回収装置
- 40t/日 産業廃水処理・再利用システム
工程フロー
1．超純水の製造
原水 → 前処理 → 二段式逆浸透膜（RO）→ 電気脱イオン（EDI）→ 混合床ポリッシング
本システムは、電池電極のコーティングや設備洗浄など、高純度を要する製造工程向けに、毎時10トンの超純水を連続的に供給します。
2．バッテリー・スラリーの回収
バッテリー・スラリー廃水を統合型回収装置へ供給し、貴重なNMP（N-メチル-2-ピロリドン）溶剤および固体電極材料を分離・回収して再利用します。これにより、原材料の消費量を大幅に削減できます。
3．廃水処理および再利用
回収されたスラリー濾過液は、その他の製造工程からの排水と混合され、以下の処理プロセスに従って処理されます。
pH調整槽 → 酸性化・凝集沈殿 → フェントン高級酸化 → 水解酸性化＋A／O-MBR生物処理 → アクティブカーボンろ過＋サンドフィルター → 再利用水タンク
本システムは、工業排水を1日40トン処理し、再生水を製造施設へ再供給します。
システム特性
- 貴重なNMP溶剤および電池スラリーの高い回収効率
- 高COD有機化合物、溶剤、浮遊物質、コロイド状汚染物質を効果的に除去
- PLC制御による完全自動運転および遠隔監視対応
- 北米の電気規格および海外向け産業用運用条件に準拠して設計
- スラッジ発生量が少なく、薬品使用量も低減
- 標準化された電池製造工場向けに、コンパクトなスキッド式設計
- 処理水は、現地の工業排水基準および水再利用要件を満たしています
アプリケーション
この統合型水処理ソリューションは、米国および北米全域のリチウムイオン電池、EV用電池、エネルギー貯蔵用電池、新エネルギー電池メーカー向けに特別に設計されています。
電池製造工程全体に対応しており、以下を含みます：
- 電極スラリーの調製
- 電極コーティング
- 設備の清掃
- 製造用水の供給
- 廃水処理
- 水のリサイクル
電池製造では、一般的に以下の2つの大きな課題に直面しています：
- 電池の品質および生産歩留まりを確保するため、安定した超純水を継続的に供給する必要があること。
- スラリー排水には、貴重なNMP溶媒および電極材料が含まれています。これを直接放流すると、大量の資源ロスが発生し、またCOD値の高い有機性排水により、環境規制への適合が一層困難になっています。
この統合ソリューションは、以下の機能を同時に実現します：
- 超純水の製造
- 貴重な資源の回収
- 産業廃水のリサイクル
以下のような用途に最適です：
- 新設の電池製造工場
- 生産能力拡張プロジェクト
- 既存工場の設備更新
- 環境規制対応の改修工事
- 海外のバッテリーギガファクトリー
本システムは、北米地域における厳格な環境基準および有害廃棄物管理要件を完全に満たしています。
米国シカゴ市における新エネルギー電池工場向け統合型水処理プロジェクト
北米におけるリチウムイオン電池およびエネルギー貯蔵システム産業が急速に拡大する中、シカゴ周辺の電池メーカーは、高純度プロセス用水と産業廃水の資源回収の両方を確実に供給できるソリューションを必要としています。電池用電極のコーティング、スラリー調製、精密洗浄などの工程では、超純水を継続的に供給する必要があります。一方、製造工程で発生する廃水には、貴重なNMP溶剤や電極材料が含まれています。
従来の独立型処理システムは、通常、機能が分散しており、広い設置面積を必要とし、回収効率も限定的です。高価なNMP溶媒および電池スラリーが、しばしば廃水とともに廃棄されるため、原材料コストが増加するだけでなく、有機負荷および溶媒含有量の高さから、環境規制への適合に大きな課題が生じています。
こうした課題に対応するため、白滙浦（バイフイプー）社は、超純水製造・スラリー回収・廃水リサイクルを一体化した完全自動化水処理ソリューションを開発しました。総処理能力は1日41m³です。この統合設計は、高度な自動化と最小限の手動操作を求める海外の電池製造工場に特に適しています。
原水はまず超純水システムに導入され、前処理工程で懸濁物質および残留塩素が除去されます。その後、2段式逆浸透（RO）膜装置を経て純水化され、さらに電気脱イオン（EDI）および混合床ポリッシング工程を通過して、バッテリー電極のコーティングや高精度洗浄用途向けに、毎時10トンの高品質超純水を連続的に製造します。これにより、製造品質の安定性が確保されます。
バッテリー・スラリー排水は、別系統の15トン／日スラリー回収装置で処理され、膜分離技術を用いて貴重なNMP溶媒および電極用固体材料を効率よく回収します。これらの回収材は、スラリー調製工程へ直接再投入可能であり、原材料の調達コストを大幅に削減できます。
残った排水は他の生産排水と合流し、40トン／日規模の排水処理・再利用システムへ導入されます。まずpH調整および凝集沈殿により、懸濁物質やコロイド状汚染物質を除去した後、フェントン高級酸化処理を実施し、難分解性有機化合物を効果的に分解してCOD濃度を低減します。その後、嫌気性酸化＋A/O-MBR（膜分離活性汚泥）による生物処理を経て、残留する有機汚染物質をさらに分解・除去します。最終段階では活性炭および砂ろ過による仕上げ処理を行い、設備の冷却水や床洗浄用水など、各種産業用再利用に適した再生水を生成します。これにより、淡水の使用量が大幅に削減されます。
本システム全体は、PLCベースのスマート制御プラットフォーム上で自動運転され、遠隔監視機能を備えています。北米向け電気仕様および環境規制要件を満たすよう設計されており、高純度水の安定供給、貴重なバッテリ材料の回収、効率的な排水再利用を実現します。これにより、メーカーの運用コスト削減と持続可能な生産達成を支援します。
本プロジェクトは、海外向けリチウムイオン電池およびエネルギー貯蔵装置製造施設向けの、業界標準となる統合型水処理ソリューションです。
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