배터리 연구개발 센터용 실험실 폐수 처리 시스템 | 푸젠 프로젝트

중금속, 전해질 및 유기 오염물이 함유된 배터리 연구개발 폐수를 대상으로 전처리, 가수분해 산성화, A/O 생물학적 처리, 2차 침전, 활성탄 흡착을 통합한 실험실 폐수 처리 솔루션으로, 법적 기준 충족과 부분적 재사용을 달성함.

고객 프로필

고객사는 리튬 배터리 코어 소재, 리튬 철 인산염(LFP) 에너지 저장 배터리 등 에너지 저장 기술 분야의 연구·개발·제조·상용화를 전문으로 하는 선도적인 기업입니다.

• 리튬 배터리 코어 소재
• 리튬 철 인산염(LFP) 에너지 저장 배터리
• 배터리 에너지 저장 시스템 (BESS)

고객사는 안전하고 효율적이며 청정하고 지속 가능한 에너지 솔루션을 전 세계에 제공하는 한편, 다음 세대 에너지 저장 제품 개발에도 지속적으로 힘쓰고 있습니다. 해당 제품은 다음 특징을 갖추고 있습니다:

• 긴 사이클 수명
• 높은 제조 효율성
• 에너지 효율성 향상
• 높은 제품 일관성
• 생산 비용 감소
• 탄소 발자국 감소

백후이푸는 여러 환경 공학 프로젝트를 통해 고객사와 장기 파트너십을 구축했습니다. 본 사례 연구는 고객사의 배터리 연구개발 센터를 위해 설계된 실험실 폐수 처리 시스템을 중심으로 다룹니다.

프로젝트 개요

고객사: 선도적인 에너지 저장 기술 기업

프로젝트: 배터리 실험실 폐수 처리 시스템

처리 용량: 하루 50㎥

가동 연도: 2023년

주요 처리 공정

전처리 → 가수분해 산성화 → A/O 생물학적 처리 → 2차 침전조 → 활성탄 흡착 → 기준 충족 배출

설계 표준

전자산업을 위한 오염물질 배출 기준을 준수하도록 설계됨.

프로젝트 하이라이트

• 환경 배출 기준에 대한 안정적인 준수
• 실험실 연구 및 시범 규모 생산에 대한 신뢰할 수 있는 지원
• 비용 효율적인 공정 설계
• 안정적인 장기 운전
• 간편 한 운영 및 유지 보수
• 특성 변화가 큰 복합 실험실 폐수에 적합

폐수 발생원

1. 배터리 시험 폐수

배터리 성능 시험 중 발생하며, 다음을 포함함:

• 충전 및 방전 시험
• 사이클 수명 테스트
• 성능 평가

이 폐수는 일반적으로 소량의 유기 용매와 산성·알칼리성 화합물을 함유함. 폐수 조성은 실험실에서 수행하는 구체적인 실험에 따라 크게 달라짐.

2. 장비 세척 폐수

다음의 세척 과정에서 발생함:

• 실험실 장비
• 실험 용기
• 시험 기기
• 실험실 바닥 및 작업 구역

일반적인 오염 물질로는 부유 고형물, 미량 중금속, 잔류 세정제가 있음.

3. 사고 유출 폐수

배터리 연구 개발 과정에서 장비 고장 또는 운영 사고로 인해 배터리 재료 및 전해액이 우연히 유출될 수 있음.

이 폐수의 특징은 다음과 같음:

• 복합 화학 조성
• 다수의 유해 물질
• 고 변동성
• 예측할 수 없는 배출 조건

공정 설계

고객의 실험실 운영 방식 및 폐수 특성에 기반해 백회포가 맞춤형 통합 처리 시스템을 개발하였다.

1. 사전 처리

폐수는 먼저 거친 스크리닝을 거쳐 섬유, 플라스틱 잔해 및 하류 장비를 손상시킬 수 있는 기타 대형 입자를 제거한다.

균질조는 폐수 유량과 오염물 농도 모두를 조절하여 후속 처리 공정의 안정적인 운전 조건을 보장한다.

2. 유기 오염물 제거

오존 산화 및 펜턴 산화를 포함한 고도 산화 기술을 적용하여 유기 오염물과 암모니아 질소를 효과적으로 분해하고, 이를 생분해성 또는 무해한 화합물로 전환한다.

잔류 난분해성 유기 오염물은 이후 가수분해 산성화 공정을 통해 처리하여 생물학적 처리 단계 진입 전에 생분해성을 향상시킨다.

3. 생물학적 처리 및 최종 정제

그 후 폐수는 A/O(무산소/호기) 생물학적 처리 시스템을 통과하여, 특화된 미생물 군집이 잔류 유기 오염물질을 추가로 제거한다.

생물학적 처리 후, 2차 침전조에서 활성 슬러지와 정화된 물을 분리한다.

마지막 정제 단계로 활성탄 흡착 공정을 통해 미량의 유기 화합물, 색도, 악취 및 잔류 오염물질을 제거하여 배출 기준에 대한 안정적인 준수를 보장한다.

프로젝트 결과

가동 이후 이 폐수 처리 시스템은 실험실 폐수에 대한 모든 요구 배출 기준을 지속적으로 달성해 왔다.

안정적인 환경 규제 준수

유기 오염물질을 비롯한 주요 수질 지표들이 국가 및 지역 환경 배출 기준을 일관되게 충족한다.

물 재이용

정화된 폐수의 일부는 다음 용도로 재활용된다:

• 실험실 장비 세척
• 바닥 세척용
• 일반 용도 급수

이로써 담수 소비량이 감소하고 전반적인 물 이용 효율이 향상된다.

경제적 이점

이 프로젝트는 다음 방식으로 상당한 운영상 이점을 제공하였다.

• 폐수 처리 비용 절감
• 담수 자원에 대한 의존도 감소
• 전체 운영 비용 감소
• 환경 규제 준수 리스크 최소화
• 부적합 폐수 배출과 관련된 규제 제재 회피

업계 관점

중국 신에너지 산업에 대한 환경 규제가 점차 강화됨에 따라, 리튬 배터리 제조업체 및 연구 기관은 생산 능력 확대와 동시에 더 높은 환경 성과를 달성해야 하는 압박을 점차 증가시키고 있다.

정부 당국은 산업 폐수 배출에 대한 감독을 지속적으로 강화하고 있으며, 배터리 제조업체가 환경 영향을 증가시키지 않으면서 더 높은 생산량을 달성하도록 요구하고 있다.

그 결과, 다음과 같은 특성을 갖춘 폐수 처리 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다.

• 간단한 동작
• 안정적인 치료 성능
• 낮은 운영 비용
• 높은 환경 신뢰성

백후이푸는 물리화학적 처리 기술과 생물학적 처리 공정을 통합하는 데 계속해서 전념하고 있으며, 양자의 강점을 활용해 복잡한 리튬 이온 배터리 폐수를 효율적으로 처리한다. 이러한 통합 처리 철학은 현대 배터리 제조 및 연구개발 시설에서 발생하는 난분해성 폐수를 관리하기 위한 가장 실용적이고 효과적인 해결책 중 하나이다.

이 실험실 폐수 처리 프로젝트의 성공적 실행은 백후이푸가 글로벌 리튬 이온 배터리 및 에너지 저장 산업을 위해 신뢰할 수 있고 비용 효율적이며 환경 규제를 준수하는 폐수 처리 솔루션을 제공하는 전문성을 입증한다.