Løsning for behandling av avløpsvann fra EV-batteriproduksjon

1. Kilder til avløpsvann, typiske forurensende stoffer og vannkarakteristika

Avløpsvann som genereres under produksjon av batterier til elbiler stammer hovedsakelig fra viktige produktionsprosesser, inkludert forberedelse av katodematerialer med NCM (nikkel-kobalt-mangan) og litium-jern-fosfat (LFP), elektrodebelægning, gjenvinning av NMP-løsningsmiddel, fylling med elektrolytt, formings- og klassifiseringsprosesser, rengjøring av battericeller og utstyr samt vasking av verkstedsgulv. Egenskapene til avløpsvannet varierer betydelig mellom de ulike produktionsprosessene, og produksjon av NCM-batterier gir vanligvis mer komplekst og sterkt forurenset avløpsvann.

Avløpsvannet inneholder hovedsakelig tre kategorier forurensende stoffer:

• Farlige tungmetaller – NCM-produksjonslinjer genererer kompleksert nikkel (Ni), kobalt (Co) og mangan (Mn), mens LFP-produksjon hovedsakelig inneholder høye konsentrasjoner av litium (Li). Disse metallkompleksene er vanskelige å fjerne ved hjelp av konvensjonelle fellingprosesser.
• Motstandsdyktige organiske forbindelser – Hovedsakelig inkluderer N-metylp-2-pyrrolidon (NMP), PVDF-bindemidler og karbonatbaserte elektrolytter. Den samlede COD-verdien i avløpsvannet ligger vanligvis mellom 5 000–8 000 mg/L, med svært lav biologisk nedbrytbarhet (B/C-forhold < 0,2).
• Uorganiske forurensninger – Inkluderer høye konsentrasjoner av fluorid, fosfat og sulfat. Totalt oppløst faststoff (TDS) i konsentrert avløpsvann kan overstige 28 000 mg/L, mens pH-variasjonene strekker seg over et bredt spekter. Avløpsvannet er svært korrosivt og utsatt for betydelige svingninger i hydraulisk belastning og forurensningsbelastning.

Avløpsvannrensingssystemer må oppfylle de strenge kravene i GB 30484-2013 – Utslippsstandard for forurensninger fra batteriindustrien.

2. Vanlige kundeutfordringer

Miljømessige etterlevelseskrav for produsenter av EV-batterier blir stadig strengere. Tungmetaller som nikkel og kobalt, samt fluorid, er underlagt strenge reguleringer, og selv små svingninger i avløpsvannets kvalitet kan utløse miljømessige etterlevelsesrisikoer.

Tradisjonelle renseteknologier har begrenset evne til å fjerne kompleksbundne tungmetaller, noe som krever overdreven tilsetting av kjemikalier og samtidig genererer store mengder farlig slam, med høye driftskostnader som følge.

Høytemperaturbestandige organiske forbindelser som NMP og elektrolytrestarter fører ofte til membranforurensning, utstyrsblokkering og uplanlagte nedstillinger, noe som påvirker kontinuerlig batteriproduksjon.

Samtidig har avløpsvann med høy saltinnhold en lav ressursutvinningssats, noe som fører til tap av verdifulle metaller som litium, nikkel og kobolt. Konvensjonelle standardiserte renseanlegg er ikke utformet for å håndtere de svært salte, korrosive og svingende avløpsvannsforholdene som er typiske for produksjon av litiumbatterier, noe som resulterer i dårlig tilpasningsevne og hyppige utstyrsfeil.

I tillegg tar konvensjonelle sivile avløpsvannsanlegg opp mye plass, har begrenset automatisering og kan ikke lett tilpasse seg rask kapasitetsutvidelse i produksjonen. Batteriprodusenter krever i økende grad integrerte, tilpassede avløpsvannsløsninger som er spesielt utformet for produksjon av EV-batterier.

3. Behandlingsprosess og konfigurasjon av kjerneutstyr

For å håndtere de unike egenskapene til avløpsvann fra EV-batterier, bruker vi en integrert renseprosess som består av:

Adskilt innsamling og forrensing → Dekompleksering og avansert oksidasjon → Biologisk rensing → Dobbeltmembran-desalinasjon → MVR-null-væskeutslipp (ZLD)

Prosessavløpsvann med høy styrke og avløpsvann fra utstyrstømming samles separat før jevnføring og homogenisering. Avløpsvannet går deretter inn i en dedikert dekomplekseringsreaktor, der stabile tungmetallkomplekser brytes ned effektivt.

Etterpå fjernes suspenderte partikler og det meste av uorganiske forurensninger ved koagulering og sedimentering, samt et høyeffektivt fluoridfjerningssystem.

En ozonbasert avansert oksidasjonsprosess (AOP) brukes til å bryte ned motstandsdyktige organiske forbindelser som NMP, noe som betydelig forbedrer biologisk nedbrytbarheten i avløpsvannet.

I den biologiske behandlingsfasen brukes en A/O + MBR-prosess for effektiv fjerning av COD og ammoniakk-nitrogen.

For avansert desalinasjon brukes et anti-fouling-ultrafiltrasjonssystem (UF) kombinert med omvendt osmose (RO) for å produsere gjenvunningsvann av høy kvalitet, egnet for gjenbruk i batteriproduksjonsprosesser.

Den konsentrasjonerte saltløsningen behandles ytterligere ved hjelp av DTRO-membrankonsentrasjon, etterfulgt av MVR-fordampning og krystallisering, og oppnår dermed nesten null væskeutslipp (ZLD).

Kjerneutstyr inkluderer:

• Tungmetall-dekomplekseringsreaktorer
• Høyeffektive fluoridfjerningssystemer
• Mikro-/nano-avanserte oksidasjonssystemer
• Anti-fouling membranfiltreringsanlegg
• MVR-fordamper
• Automatiske intelligente kjemikalietilføringssystemer
• Online-vannkvalitetsovervåkingssystemer

4. Løsningsfordeler

Vår løsning er spesifikt utviklet for å takle de mest utfordrende aspektene ved avløpsvannbehandling fra elbilbatterier.

Systemet oppnår en fjerningseffektivitet på 99,9 % for komplekserte tungmetaller, samtidig som fluoridkonsentrasjonen holdes under 1 mg/L, og produserer konsekvent avløpsvann som overgår nasjonale utslippsstandarder.

Vi tilbyr fullstendig tilpassede utstyrsdesigner basert på avløpsvannets egenskaper, behandlingskapasitet, tilgjengelig installasjonsareal og fremtidige planer for produksjonsutvidelse. Tilpassede korrosjonsbestandige kabinetter, slitasjebestandige konstruksjoner, tette strømningskanaler og modulære utstyrskonfigurasjoner sikrer pålitelig ytelse under svært salte, korrosive og variable driftsforhold.

Hele den sentrale mekaniske utstyret, elektriske kontrollsystemene og vannbehandlingskomponentene er sertifisert i henhold til CE-, UL- og ISO-standarder, og oppfyller både europeiske maskin- og elektriske sikkerhetsdirektiver samt nordamerikanske sikkerhetskrav. Dette sikrer fremragende driftssikkerhet, pålitelighet og global prosjektkompatibilitet.

Den egenutviklede behandlingsprosessen er spesielt optimalisert for avløpsvann med høye konsentrasjoner av organiske forurenstoffer, salter og tungmetaller. Dens overlegne motstand mot hydraulisk og forurenstingsbelastningsvariasjon reduserer membranforurensning betydelig og senker vedlikeholdsfrekvensen med mer enn 65 %.

Systemet oppnår mer enn 90 % gjenbruk av vann, samtidig som verdifulle metaller som litium, nikkel og kobalt gjenvinnes, noe som betydelig reduserer forbruket av ferskvann, kostnadene for bortskaffelse av farlig avfall og tap av råmaterialer.

Den modulære integrerte designen reduserer kravene til installasjonsareal med omtrent 40 % sammenlignet med konvensjonelle renseanlegg og tillater fleksibel utvidelse av kapasiteten i fremtiden.

Fullt automatisert intelligent prosessstyring optimaliserer kontinuerlig kjemisk tilsetting og driftsparametere, noe som minimerer arbeidskraftsbehovet samtidig som det leveres omfattende etterlevelsesdokumentasjon for å støtte miljøinspeksjoner og prosjektgodkjenning.

5. Prosjektreferanser og støttedokumentasjon

Vi har levert avløpsvannsrenseanlegg til mange ledende produsenter av EV-batterier, både for NCM- og LFP-batteriproduksjonsanlegg.

Et representativt prosjekt er et EV-batteriprosjekt på 8 GWh/år med null væskeutslipp (ZLD), med en avløpsvannsrensekapasitet på 800 m³/dag.

Systemet gjenbruker konsekvent renset vann tilbake i produksjonsprosessen, og sparer dermed ca. 220 000 m³ ferskvann årlig, samtidig som genereringen av farlig avfall reduseres med mer enn 50 %. Prosjektet besto alle miljømessige godkjenningsinspeksjoner.

Støttedokumentasjon inkluderer:

• Egenutviklede patenter for avløpsvannsbehandling
• CE-, UL- og ISO-sertifiseringer
• Uavhengige testrapporter for vannkvalitet
• Godkjennelser for miljømessig aksept
• Referansekontrakter for lignende prosjekter
• Fullstendig dokumentasjon for drift og vedlikeholdsgaranti

6. Tjenesteområde og samarbeidsprosess

Vi leverer omfattende EPC ferdigløsninger for avløpsvannrensing, inkludert stedsskisse, karakterisering av avløpsvann, laboratorie- og pilotanleggsforsøk, tilpasset prosesskonstruksjon, fremstilling av ikke-standard utstyr, støtte til sivilbygging, installasjon, igangsetting, rådgivning om miljøregelverk, drift og vedlikehold av systemet, prosessoppgraderinger samt langsiktig leveranse av forbruksartikler.

Tilpassede løsninger for gjenvinning av tungmetaller og ressurser fra avløpsvann er også tilgjengelige, basert på kundens krav.

Standard samarbeidsprosess

• Stedsskisse og vannprøvetaking – Utfør undersøkelse på stedet, samle inn avløpsvannprøver og utgi en profesjonell analyse av vannkvaliteten.
• Tilpasset prosessdesign – Utvikle en tilpasset behandlingsløsning, teknisk forslag og kommersiell tilbud basert på driftsforholdene ved anlegget.
• Utstyrproduksjon og bygging – Start tilpasset utstyrsfremstilling og sivilbygging etter kontraktbekreftelse.
• Installasjon og igangsetting – Fullføre utstallsinstallasjon, integrert systemigangsetting og prøvedrift inntil stabil overholdelse av kravene er oppnådd.
• Prosjektaksept og opplæring – Assisterer med aksept for miljøkrav og gir omfattende opplæring for operatører.
• Langvarig teknisk støtte – Leverer forebyggende vedlikehold, rutinemessige inspeksjoner, systemoptimalisering, utstyrsoppgraderinger og livstids teknisk støtte etter salg.