Avløpsvannbehandling for energilagringsbatterier

1. Kilder til avløpsvann, typiske forurensende stoffer og vannkarakteristika

Avløpsvann fra produksjon av energilagringsbatterier genereres hovedsakelig under seks viktige produktionsfaser: syntese av katodemateriale, belegging av elektroder, fylling med elektrolytt og formasjon, rengjøring av battericeller, produksjon av ultra-ren vann og rengjøring av verkstedsgulv.

For produksjon av litium-jern-fosfat (LFP)-batterier er avløpsvannet hovedsakelig surt og inneholder høye konsentrasjoner av fosfor og litium. Produksjon av nikkel-kobalt-mangan (NCM)-batterier genererer avløpsvann som inneholder komplekserte forbindelser av nikkel, kobalt og mangan, mens forberedelse av elektrolytt produserer organisk avløpsvann som inneholder fluorid. I tillegg utleder ultra-ren-vann-systemer konsentrerte strømmer med høy saltholdighet.

Avløpsvannet inneholder tre hovedkategorier forurensende stoffer:

• Tungmetaller, inkludert litium (Li), nikkel (Ni), kobalt (Co), mangan (Mn), jern (Fe), kobber (Cu) og aluminium (Al), hvor mange av disse forekommer i stabile komplekserte former som er vanskelige å fjerne ved konvensjonell felling.
• Organiske forurensninger, hovedsakelig N-metylp-2-pyrrolidon (NMP), karbonatbaserte elektrolytter og PVDF-binder. KOD-nivåer ligger typisk mellom 3 000 og 8 000 mg/L, med lav biologisk nedbrytbarhet.
• Uorganiske forurensninger, inkludert fluorid, fosfat og sulfat, med totalt oppløst fast stoff (TDS) over 25 000 mg/L og pH som svinger mellom 2 og 12.

Avløpsvannet har høy saltholdighet, er sterkt korrosivt, viser betydelige svingninger i både strømningshastighet og vannkvalitet, og må oppfylle de strenge utslippskravene i GB 30484-2013 – Utslippsstandard for forurensende stoffer fra batteriindustrien.

2. Vanlige kundeutfordringer

Kravene til miljømessig etterlevelse i energilagringsbatteriindustrien blir stadig strengere. Tungmetaller, fluorid og COD er nøkkelreguleringsindikatorer, og selv små svingninger i avløpsvannskvaliteten kan føre til manglende etterlevelse og miljøboter.

Konvensjonelle behandlingssystemer krever vanligvis overdreven tilsetning av kjemikalier og produserer store mengder farlig slam, noe som fører til høye drifts- og bortfallskostnader.

Standardisert behandlingsutstyr klarer ofte ikke å håndtere bransjens unike utfordringer, inkludert fjerning av kompleksbundne tungmetaller og membranforsmussing forårsaket av saltvann med høy salinitet. Hyppige systemnedstillinger for vedlikehold påvirker negativt den kontinuerlige driften av anlegget.

Samtidig går verdifulle metaller som litium og nikkel ofte tapt i avløpsvannet, noe som fører til svak ressursutvinning og unødvendige økonomiske tap.

Ettersom produksjonskapasiteten fortsetter å utvides, krever tradisjonelle betongbaserte avløpsvannsanlegg stort areal, har begrenset automatisering og er vanskelige å oppgradere. Bransjen krever i økende grad integrerte, tilpassede løsninger for avløpsvannsbehandling som er spesielt designet for produksjon av energilagringsbatterier.

3. Behandlingsprosess og konfigurasjon av kjerneutstyr

For å behandle effektivt de komplekse egenskapene til avløpsvann fra energilagringsbatteriproduksjon bruker vi en integrert behandlingsprosess som består av:

Adskilt innsamling og forbehandling → Avansert oksidasjon → Biologisk behandling → Avansert membranavsalting → MVR-kristallisering for nesten null væskeutslipp (ZLD)

Under forbehandling samles ulike avløpsvannstrømmer separat og behandles gjennom utjevningsbassenger, pH-justering, dekomplekseringsreaktorer, totrinns koagulering og sedimentering samt luftoppløst flotasjonsanlegg (DAF) for å fjerne suspenderte faste stoffer, de fleste tungmetallene og fluorid effektivt.

For motstandsdyktige organiske forbindelser brukes Fenton-oksidasjon eller ozonbasert avansert oksidasjon for å bryte ned komplekse organiske molekyler og betydelig forbedre biologisk nedbrytbarhet.

Biologisk behandlingsstadium bruker en UASB + totrinns A/O + MBR-prosess for effektiv fjerning av KOD, ammoniakk-nitrogen og totalt fosfor.

For avansert desalineringsbehandling kombineres et anti-fouling-system for omvendt osmose (RO) med elektrodeionisering (EDI) for å produsere vann av høy kvalitet som kan gjenbrukes i batteriproduksjon og rengjøringsprosesser.

Den endelige konsentratløsningen med høy saltinnhold behandles ved hjelp av DTRO-membrankonsentrasjon, etterfulgt av MVR-fordampning og krystallisering, noe som fører til fastlegging av salt og nesten null væskeutslipp.

Kjerneutstyr inkluderer:

• Syre- og baseresistente PE-utjevningsbassenger
• Reaktorer for tungmetallkjelering
• Mikro-/nano-ozonoksidasjonssystemer
• Anti-fouling membranfiltreringsanlegg
• MVR-fordamper
• Automatiserte online-vannkvalitetsmålesystemer
• Intelligente styringspaneler for kjemikalietilførsel

4. Løsningsfordeler

Vår avløpsvannrensingsløsning er spesifikt utviklet for produksjon av batterier til energilagring.

Ved å integrere en totrinns-fluoridfjerningsteknologi sammen med en dyptfangst-teknologi basert på klatreresin fjerner systemet effektivt komplekse tunge metaller og fluorid, slik at det behandlede vannet konsekvent overgår nasjonale utslippskrav og minimerer risikoen for manglende miljømessig etterlevelse.

Vi leverer fullstendig tilpasset, ikke-standard utstyr som er designet etter avløpsvannets egenskaper, anleggets oppsett og fremtidig produksjonsutvidelse. Forsterkede anti-korrosjonskonstruksjoner, anti-tetting strømningskanaler og optimaliserte utstyrsdimensjoner sikrer pålitelig drift under svært salte, korrosive og svingende avløpsvannsforhold.

Hele den sentrale mekaniske utstyret, elektriske kontrollsystemene og komponentene for vannbehandling er sertifisert i henhold til CE-, UL- og ISO-standarder, og oppfyller både europeiske og nordamerikanske sikkerhetskrav, samtidig som det støtter global prosjektkompatibilitet og godkjenning.

Systemet tilbyr utmerket motstand mot svingninger i hydraulisk belastning og forurensningsbelastning. Adskilt avløpsvannssamling stabiliserer effektivt inngående vannkvalitet, mens anti-fouling-membranteknologi reduserer vedlikeholdsfrekvensen og utstyrstopptiden med mer enn 70 %.

Gjenbrukshastigheten for vann kan overstige 90 %, mens verdifulle metaller som litium og nikkel samtidig kan gjenvinnes, noe som betydelig reduserer forbruket av ferskvann og kostnadene for bortføring av farlig avfall.

Den modulære integrerte designen krever omtrent 40 % mindre installasjonsareal enn konvensjonelle siviltekniske anlegg og tillater fleksibel fremtidig kapasitetsutvidelse. Fullt automatisert intelligent drift optimaliserer kontinuerlig kjemikalietilførsel og systemets resirkulering, samtidig som manuell inngrep minimeres.

I tillegg leverer vi omfattende teknisk dokumentasjon for å støtte vurderinger av miljøpåvirkning (EIA), prosjektaksept og søknader om utslippstillatelser.

5. Prosjektreferanser og støttedokumentasjon

Vi har vellykket fullført mange avløpsvannsbehandlingsprosjekter for produsenter av energilagringsbatterier i Guangdong, Jiangsu, Hunan og andre regioner, med omfattende erfaring med å betjene både LFP- og NCM-batteriproduksjonsanlegg.

Et flaggskipprosjekt er et 6 GWh/år Lithium-jernfosfat (LFP) energilagringsbatteri Zero Liquid Discharge (ZLD)-prosjekt, med en avløpsvannsbehandlingskapasitet på 550 m³/dag.

Det behandlede vannet gjenbrukes konsekvent til elektroderensingsprosesser, noe som gir årlige ferskvannsbesparelser på ca. 180 000 m³ og reduserer genereringen av farlig avfall med 55 %. Prosjektet besto miljøgodkjenningstester ved første innsending.

Støttedokumentasjon inkluderer:

• CE-, UL- og ISO-sertifiseringer
• Egenpatenterte prosesser for avløpsvannsbehandling
• Uavhengige testrapporter for vannkvalitet
• Godkjenningsdokumenter fra miljømyndigheter
• Referansekontrakter for lignende referanseprosjekter
• Komplette drifts- og vedlikeholds garantiavtaler

6. Tjenesteområde og samarbeidsprosess

Vi tilbyr omfattende EPC ferdigtil-avløpsvannbehandlings-tjenester, inkludert stedundersøkelse, avløpsvannskarakterisering, prøvebehandling, tilpasset prosesskonstruksjon, produksjon av ikke-standardutstyr, byggearbeider, installasjon, igangsattning, støtte for miljømessig etterlevelse, årlig drift og vedlikehold, systemoppgraderinger og levetidsforsyning av forbruksgoder.

Tilpassede tjenester, som gjenvinning av ressurser fra avløpsvann og gjenvinning av verdifulle metaller, kan også tilbys etter kundens behov.

Standard samarbeidsprosess

• Stedundersøkelse og vannprøvetaking – Utfør undersøkelse på stedet, analyse av avløpsvann og utsted en profesjonell vannkvalitetsvurderingsrapport.
• Tilpasset løsningsdesign – Utvikle en tilpasset behandlingsprosess, detaljert prisangivelse og 3D-anleggslayout basert på produksjonsforhold.
• Utstyrproduksjon og bygging – Start tilpasset utstyrproduksjon og byggearbeider på stedet etter kontraktbekreftelse.
• Installasjon og igangsattning – Fullfør installasjon, integrert systemtesting og igangsattning for å sikre stabil etterlevelse.
• Prosjektaksept og opplæring – Assister med miljømessige akseptprosedyrer og gi omfattende opplæring for operatører.
• Langsiktig teknisk støtte – Leverer på-stedet driftstjenester, planlagte inspeksjoner, utstyrsvedlikehold, systemoppgraderinger og livstids teknisk støtte.