신에너지 배터리 폐수 처리 시스템 | 안후이 프로젝트 사례

펜턴 고도산화, 다단계 생물학적 처리 및 MBR 막 기술을 통합한 맞춤형 리튬 배터리 폐수 처리 솔루션으로, 중금속, 난분해성 유기물, COD, 암모니아 질소 및 총 질소를 효율적으로 제거하여 중국 배터리 산업 배출 기준을 안정적으로 준수하도록 보장합니다.

고객 프로필

고객사는 중국 안후이 성의 선도적인 신에너지 배터리 제조업체로, 첨단 리튬이온 배터리 제조 및 지능형 배터리 생산 기술을 전문으로 합니다.

해당 기업은 차세대 반고체 및 고체 전해질 배터리 기술 개발을 위해 24M 테크놀로지스와 전략적 제휴를 체결하여 고효율 배터리 제품을 위한 첨단 제조 플랫폼을 구축하였다.

프로젝트 개요

주요 처리 공정

물리화학적 전처리(펜턴 응집침전) → 혐기성(A) → 무산소성(A) → 호기성(O) → 혐기성(A) → 호기성(O) → MBR 막 생물반응기 → 규제 준수 방류

배출 기준

배터리 산업용 오염물질 배출 기준에 부합하도록 설계됨

프로젝트 하이라이트

• 안정적인 장기 지속 작동
• 화학 내성 산업용 배관 시스템
• 첨단 MBR 막 정제 기술
• 안정적이고 신뢰성 높은 처리수 수질
• 소형 장비 설치 면적
• 저슬러지 발생량
• 지속적인 산업용 생산을 위해 설계됨

프로세스 설명

종합 현장 조사 및 폐수 수질 분석 후, 백후이푸의 엔지니어링 팀이 4개 주요 처리 단계로 구성된 완전 통합 폐수 처리 솔루션을 설계하였다.

1. 물리화학적 전처리

폐수는 먼저 pH 조정을 거쳐 용해된 중금속 이온을 불용성 침전물로 전환한다. 이후 응집, 응결, 침전, 정밀 여과 공정을 통해 부유 고형물을 제거하고, 고분자 유기 화합물의 상당 부분도 함께 제거한다.

2. 펜턴 고도 산화

전처리된 폐수는 펜턴 고도 산화 공정(AOP)으로 유입된다.

반응 과정에서 생성된 하이드록실 라디칼은 생분해가 어려운 난분해성 유기 화합물을 효과적으로 분해하여 폐수의 생분해성을 크게 향상시키고, 후속 생물학적 처리 공정의 부하를 감소시킨다.

3. 다단계 생물학적 처리

폐수는 다음 일련의 공정을 통해 처리된다:

• 무산소 반응조
• 탈질 반응조
• 다단계 호기성 생물학적 반응조

전문 미생물 군집이 잔여 유기 오염물질을 분해하면서 동시에 암모니아 질소(NH₃-N)와 총 질소(TN)를 제거하여 높은 효율의 생물학적 정화를 달성한다.

4. MBR 막 정제

최종 생물학적 처리수는 막 생물반응기(MBR) 기술로 처리된다.

막 시스템은 활성 슬러지와 미세 부유 오염물질을 효과적으로 분리하여, 국가 배출 기준을 완전히 충족하는 일관된 고품질 처리수를 생산한다.

주요 장점

1. 높은 오염물 제거 효율

이 시스템은 다음 물질을 효과적으로 제거한다:

• 니켈 (Ni)
• 코발트 (Co)
• 망간 (Mn)
• 주석 (Pb)
• 유기 용매
• 계면활성제
• 산성 및 알칼리성 오염물질

처리된 폐수는 산업 배출 요건을 지속적으로 충족한다.

2. 안정적인 처리수 품질

이 처리 공정은 수질 변화가 최소화된 신뢰할 수 있는 장기 성능을 제공하므로, 직접 배출 또는 산업용 재사용 모두에 적합하다.

3. 귀중한 자원 회수

이 시스템은 금(Au) 및 은(Ag)과 같은 귀중한 금속을 특정 폐수 유량에서 회수하도록 구성할 수 있어, 자원 재활용을 지원하면서 생산 비용을 절감합니다.

4. 에너지 효율적인 운영

최적화된 공정 설계와 지능형 장비 제어를 통해 이 시스템은 뛰어난 처리 성능을 유지하면서 전력 소비를 최소화하여 운영 비용을 낮춥니다.

5. 소형 설계

모듈식 시스템 설계로 비교적 적은 설치 공간이 필요하므로, 가용 공장 면적이 제한된 시설에도 적합합니다.

6. 지능형 자동화 및 높은 충격 부하 저항성

전체 플랜트는 PLC 기반 자동 제어 시스템으로 제어되며, 다음 기능을 제공합니다:

• 간단한 동작
• 간편한 유지보수
• 인력 요구 감소
• 운전자의 개입 최소화
• 유압 및 오염물질 충격 부하에 대한 강한 저항성
• 변동하는 운전 조건 하에서도 안정적인 처리 성능

7. 환경 친화적 운영

전체 처리 공정은 폐쇄식 시스템 내에서 진행되어 악취 배출을 최소화하고 이차 오염을 방지함으로써 공장 내부 환경과 주변 생태계를 모두 보호한다.

프로젝트 과제 및 공학적 해결 방안

프로젝트 시행 과정에서 여러 기술적 과제가 발생하였다.

과제 1

배터리 지속 생산으로 인해 폐수 수질이 크게 변동하여, 24시간 실시간 모니터링과 약품 투입량 및 운전 조건의 동적 조정이 필요하였다.

해결 방안: 백회포는 지능형 모니터링 시스템과 자동화된 공정 최적화 기술을 결합하여 유입수 조건의 변동에도 안정적인 처리 성능을 유지하였다.

과제 2

일부 중금속 이온이 고도로 착화된 형태로 존재하여 기존 침전제로는 제거하기 어려웠다.

해결 방안: 기술 팀은 폐수 특성에 따라 특수 중금속 처리 시약을 선정하고 화학 약품 투입량을 정밀하게 제어함으로써 침전 화학 공정을 최적화하였다.

과제 3

대규모 처리 시설의 장기 운전에는 유지보수 비용과 소모품 교체를 효과적으로 관리할 필요가 있었다.

해결 방안: 백후이푸는 표준화된 예방 정비 프로그램을 수립하고, 동시에 운영 절차를 최적화함으로써 수명 주기 전체의 운영 비용을 크게 줄이면서도 시스템 성능의 신뢰성을 확보하였다.

프로젝트 결과

백후이푸는 배터리 폐수 처리 분야에서 오랜 경험을 바탕으로, 고객의 제조 요구사항에 맞춘 고효율·고신뢰성 폐수 처리 시스템을 성공적으로 구축하였다.

운전 개시 이후 이 프로젝트는 안정적인 장기 운전, 환경 배출 기준에 대한 지속적 준수, 낮은 운영 비용, 간소화된 유지보수 등 여러 측면에서 우수한 실적을 입증하였다.

지속적인 공정 최적화와 표준화된 장비 관리 프로그램을 통해 이 시스템은 배터리 제조 과정에서 신뢰할 수 있는 환경 보호를 제공함과 동시에 지속 가능한 생산, 규제 준수, 장기적인 운영 효율성을 지원합니다.

현재 이 프로젝트는 바이후이푸가 급성장하는 글로벌 신에너지 배터리 산업을 위해 턴키 폐수 처리 솔루션을 제공하는 전문 역량을 입증하는 또 하나의 성공 사례입니다.