북미 지역 리튬 배터리 제조 시설을 위해 설계된 이 통합 시스템은 시간당 10톤 규모의 초순수 생산 장치, 일일 15톤 규모의 배터리 슬러리 회수 장치, 일일 40톤 규모의 폐수 재활용 장치를 결합하였다. 미국 환경 규정을 준수하는 방식으로 산업 폐수를 처리하면서 동시에 유가 NMP 용매와 전극 슬러리를 회수한다.
기술 사양
이 통합 수처리 프로젝트는 미국 시카고에 위치한 신에너지 배터리 제조 공장에 설치되었으며, 총 처리 용량은 하루 41 m³이다. 전체 솔루션은 세 개의 상호 연결된 공정 모듈로 구성된다.
- 10톤/시 두 번 통과 역삼투압(RO) + 전기탈이온화(EDI) 초순수 시스템
- 15톤/일 배터리 슬러리 회수 장치
- 40톤/일 산업 폐수 처리 및 재사용 시스템
공정 흐름
1. 초순수 생산
원수 → 사전 처리 → 두 번 통과 역삼투압(RO) → 전기탈이온화(EDI) → 혼합층 정제
이 시스템은 배터리 전극 코팅, 설비 세척 및 기타 고순도 생산 공정을 위해 매시간 10톤의 초순수를 지속적으로 생산한다.
2. 배터리 슬러리 회수
배터리 슬러리 폐수는 통합 회수 장치로 유입되며, 여기서 유가치한 NMP(N-메틸-2-피롤리돈) 용매와 고체 전극 재료가 분리되어 재사용을 위해 회수된다. 이로 인해 원자재 소비가 크게 감소한다.
3. 폐수 처리 및 재활용
회수된 슬러리 여과액을 다른 생산 폐수와 혼합한 후 다음 처리 공정을 거침:
pH 조절 탱크 → 산성화 및 응집 침전 → 펜턴 고도 산화 → 가수분해 산성화 + A/O-MBR 생물학적 처리 → 활성탄 여과 + 모래 여과 → 재사용수 탱크
이 시스템은 하루 40톤의 산업 폐수를 처리하며, 재사용수를 생산 시설로 되돌려 공급함.
시스템 특징
- 가치 있는 NMP 용매 및 배터리 슬러리에 대한 높은 회수 효율
- 고COD 유기 화합물, 용매, 부유 고형물 및 콜로이드 오염물질을 효과적으로 제거
- PLC 기반 완전 자동 제어 및 원격 모니터링
- 북미 전기 규격 및 해외 산업 운전 조건에 맞춰 설계됨
- 슬러지 발생량이 적고 화학약품 소비량이 감소됨
- 표준화된 배터리 제조 공장에 적합한 소형 스키드식 설계
- 처리수는 현지 산업 배출 및 수자원 재사용 요건을 준수함
적용 분야
이 통합 수처리 솔루션은 미국 및 북미 전역의 리튬이온 배터리, 전기차 배터리, 에너지 저장 배터리, 신에너지 배터리 제조사들을 위해 특별히 설계되었다.
이 솔루션은 전극 슬러리 제조, 배터리 조립, 최종 테스트 등 전체 배터리 생산 공정을 지원한다.
- 전극 슬러리 제조
- 전극 코팅
- 장비 청소
- 생산용 공급수
- 폐수 처리
- 물 재활용
배터리 제조는 일반적으로 두 가지 주요 과제에 직면한다.
- 배터리 품질과 양산 수율을 보장하기 위한 안정적인 초순수의 지속적 수요.
- 슬러리 폐수에는 고가의 NMP 용매와 전극 소재가 포함되어 있다. 이를 직접 방류할 경우 소재 손실이 크며, 높은 COD 유기성 폐수로 인해 환경 규제 준수가 점점 더 어려워진다.
이 통합 솔루션은 다음 두 가지를 동시에 제공한다.
- 초순수 생산
- 고부가가치 소재 회수
- 산업 폐수 재활용
다음에 이상적입니다:
- 신규 배터리 제조 공장
- 생산 능력 확장 프로젝트
- 기존 공장 업그레이드
- 환경 규제 준수를 위한 개조 작업
- 해외 배터리 기가팩토리
이 시스템은 북미 지역의 엄격한 환경 및 유해 폐기물 관리 요건을 완전히 충족합니다.
미국 시카고에 위치한 신에너지 배터리 공장을 위한 통합 수처리 프로젝트
북미 지역 리튬 배터리 및 에너지 저장 산업이 계속 급속히 성장함에 따라, 시카고 지역 배터리 제조사들은 고순도 공정용수와 산업 폐수 자원 회수를 위한 신뢰할 수 있는 솔루션을 필요로 하고 있습니다. 배터리 전극 코팅, 슬러리 제조 및 정밀 세정 공정에서는 초순수의 지속적인 공급이 요구되며, 생산 과정에서 발생하는 폐수에는 유가치한 NMP 용매와 전극 재료가 포함되어 있습니다.
전통적인 독립형 처리 시스템은 일반적으로 분산되어 있고, 넓은 바닥 면적을 차지하며, 회수 효율이 제한적이다. 소중한 NMP 용매와 배터리 슬러리는 종종 폐수와 함께 버려져 원자재 비용을 증가시키고, 높은 유기물 부하 및 용매 함량으로 인해 환경 규제 준수 측면에서 상당한 어려움을 초래한다.
이러한 문제를 해결하기 위해 백후이푸는 초순수 생산, 슬러리 회수, 폐수 재활용을 하나의 자동화된 시스템으로 통합한 완전 통합형 수처리 솔루션을 개발하였다. 이 시스템의 총 처리 용량은 하루 41 m³이다. 통합 설계는 고도의 자동화와 최소한의 수작업이 요구되는 해외 배터리 제조 시설에 특히 적합하다.
유입되는 원수는 먼저 초순수 시스템으로 유입되어 전처리 과정에서 부유물질과 잔류 염소를 제거한다. 이후 이중 통과 역삼투(RO) 시스템을 거쳐 수질을 정제하고, 전기탈이온화(EDI) 및 혼합층 폴리싱 공정을 통해 배터리 전극 코팅 및 정밀 세정 용도로 시간당 10톤의 고품질 초순수를 지속적으로 생산하여 안정적인 제조 품질을 확보한다.
배터리 슬러리 폐수는 별도로 15톤/일 슬러리 회수 장치를 통해 처리되며, 막 분리 기술을 활용해 고가의 NMP 용매와 고체 전극 재료를 효율적으로 회수한다. 이처럼 회수된 자재는 슬러리 제조 공정에 바로 재투입할 수 있어 원자재 조달 비용을 크게 절감한다.
남은 폐수는 다른 생산 폐수와 혼합되어 일일 40톤 규모의 폐수 처리 및 재활용 시스템으로 유입된다. 먼저 pH 조정과 응집 침전을 통해 부유물질과 콜로이드 오염물질을 제거한 후, 펜턴 고도산화 공정을 거쳐 분해가 어려운 유기 화합물을 효과적으로 분해하고 COD 농도를 낮춘다. 이후 수해산성화 + A/O-MBR 생물학적 처리 공정을 통해 잔류 유기 오염물질을 추가로 분해한다. 마지막으로 활성탄 및 모래 여과를 통한 정제 공정을 거쳐 설비 냉각, 바닥 세척 등 산업적 재사용에 적합한 재생수를 생산함으로써 담수 소비량을 크게 줄인다.
전체 시스템은 원격 모니터링 기능을 갖춘 PLC 기반의 지능형 제어 플랫폼에서 자동으로 작동합니다. 이 프로젝트는 북미 전기 규격 및 환경 규제 요구 사항을 충족하도록 설계되었으며, 신뢰성 있는 초고순도 물 생산, 소중한 배터리 소재 회수, 효율적인 폐수 재활용을 가능하게 하여 제조업체가 운영 비용을 절감하고 지속 가능한 생산을 달성할 수 있도록 지원합니다.
이 프로젝트는 해외 리튬 배터리 및 에너지 저장 제조 시설을 위한 벤치마크 통합 수처리 솔루션을 대표합니다.
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