1. Źródła ścieków, typowe zanieczyszczenia oraz cechy wody
Ścieki z produkcji baterii litowych powstają głównie podczas przygotowywania materiałów katodowych i anodowych, nanoszenia warstw elektrodowych, odzysku rozpuszczalnika N-metylo-2-pirolidonu (NMP), napełniania elektrolitem, formowania i starzenia się, czyszczenia sprzętu, płukania ogniw akumulatorowych oraz czyszczenia podłóg warsztatowych. Rozwiązanie to stosuje się do ścieków pochodzących z produkcji litowo-żelazowo-fosforanowych (LFP), litowo-niklowo-kobaltowo-manganowych (NCM) oraz innych technologii baterii litowych.
Ścieki charakteryzują się cechami typowymi dla przemysłu baterii litowych i zawierają złożoną mieszaninę zanieczyszczeń, w tym:
- Metale ciężkie, takie jak lit (Li), nikiel (Ni), kobalt (Co) i mangan (Mn), większość z których występuje w stabilnych formach zespolonych.
- Zanieczyszczenia nieorganiczne, w tym fluor, fosforan oraz wysokie stężenia rozpuszczonych soli.
- Trudno rozkładalne związki organiczne, głównie NMP, pozostałości elektrolitu oraz wiązania polimerowe, powodujące znaczne wahania wskaźnika COD i słabe właściwości biodegradacji.
Dodatkowo naprzemienne strumienie procesowe o odczynie kwasowym i zasadowym powodują szerokie wahania pH, podwyższoną zawartość całkowitych rozpuszczonych stałych (TDS) oraz istotne fluktuacje przepływu i składu ścieków. Bez skutecznego oczyszczania pozostałości metali ciężkich oraz nadmiarowe stężenia fluoru mogą łatwo przekroczyć dopuszczalne limity odprowadzania.
Systemy oczyszczania ścieków muszą spełniać surowe wymagania normy GB 30484-2013 – Standard emisji zanieczyszczeń dla przemysłu akumulatorów, jednocześnie zapewniając zgodność zarówno z wymogami dotyczącymi odprowadzania do środowiska, jak i ponownego wykorzystania wody w procesach produkcyjnych.
2. Typowe wyzwania klientów
Przepisy środowiskowe dotyczące produkcji akumulatorów litowo-jonowych stają się coraz surowsze; metale ciężkie i fluor są kluczowymi wskaźnikami zgodności. Nawet niewielkie wahania jakości ścieków mogą prowadzić do naruszenia wymogów środowiskowych.
Konwencjonalne technologie oczyszczania ścieków mają ograniczoną skuteczność w rozkładaniu trwałych kompleksów metali ciężkich, co często powoduje niestabilną wydajność oczyszczania, nadmierną dawkę odczynników chemicznych oraz generowanie dużych ilości niebezpiecznego osadu, co przekłada się na wysokie koszty eksploatacji i unieszkodliwiania.
Trudno rozkładalne związki organiczne często powodują zanieczyszczenie membran, korozję urządzeń oraz nieplanowane postoje, co negatywnie wpływa na ciągłość produkcji.
Ponadto standardowe urządzenia do oczyszczania ścieków zazwyczaj nie są zaprojektowane do pracy w warunkach wysokiej zawartości soli i silnej korozyjności charakterystycznych dla produkcji akumulatorów litowo-jonowych, co skutkuje niską adaptacyjnością systemu oraz obniżoną niezawodnością urządzeń.
Wiele tradycyjnych systemów oczyszczania osiąga również stosunkowo niskie wskaźniki odzysku wody, co prowadzi do znacznych strat cennych metali oraz zasobów wodnych. Tradycyjne obiekty cywilne do oczyszczania ścieków wymagają dużych powierzchni instalacyjnych i oferują ograniczoną elastyczność rozszerzania w przyszłości, przez co są nieodpowiednie dla szybko rozwijających się zakładów produkcyjnych akumulatorów litowych.
3. Proces oczyszczania i konfiguracja kluczowego wyposażenia
Aby rozwiązać złożone cechy ścieków z produkcji akumulatorów litowych, stosujemy dedykowany proces oczyszczania składający się z następujących etapów:
Oddzielne zbieranie i wstępne oczyszczanie → Dezakompleksowanie i utlenianie → Koagulacja i sedymentacja → Oczyszczanie biologiczne → Zaawansowana membranowa desolaryzacja → Redukcja objętości koncentratu
Ścieki o wysokiej i niskiej wytrzymałości są zbierane oddzielnie i wyrównywane przed przystąpieniem do oczyszczania.
Dedykowany reaktor do dekompleksacji skutecznie rozkłada stabilne kompleksy metali ciężkich, po czym następuje koagulacja i sedymentacja w połączeniu z wysoce wydajnym systemem usuwania fluoru, co pozwala usunąć większość metali ciężkich, fluoru oraz zawiesiny.
Następnie stosowana jest zaawansowana technologia utleniania w celu degradacji trudno rozkładalnych związków organicznych oraz poprawy biodegradowalności ścieków.
Etapa oczyszczania biologicznego wykorzystuje proces A/O (beztlenowy/tlenowy) do efektywnego usuwania COD i azotu amonowego.
Na koniec system ultrafiltracji (UF) w połączeniu z odpornym na zanieczyszczenia membranowym systemem odwróconej osmozy (RO) wytwarza oczyszczoną wodę wysokiej jakości, nadającą się do procesów mycia produkcyjnego. Pozostała wysoko-zasolona koncentrat podlega dalszej koncentracji i redukcji objętości przed ostatecznym unieszkodliwieniem.
Główne wyposażenie obejmuje:
- Dostosowane reaktory do dekompleksacji metali ciężkich
- Wysokowydajne systemy usuwania fluoru
- Inteligentne systemy dozowania chemikaliów
- Systemy filtracji membranowej zapobiegające zanieczyszczeniom
- W pełni automatyczne panele sterowania oczyszczaniem wody
- Systemy monitoringu jakości wody w czasie rzeczywistym
4. Zalety rozwiązania
Nasze rozwiązanie zostało specjalnie zaprojektowane, aby radzić sobie z złożonymi cechami ścieków powstających w trakcie produkcji akumulatorów litowo-jonowych.
Własny proces oczyszczania skutecznie rozkłada związki ciężkich metali, osiągając wysoką skuteczność usuwania zarówno ciężkich metali, jak i fluoru, przy jednoczesnym uzyskiwaniu oczyszczonej wody spełniającej normy dotyczące odprowadzania i ponownego wykorzystania.
Dostarczamy w pełni spersonalizowanych rozwiązań sprzętowych dostosowanych do warunków charakteryzujących się wysoką zawartością soli i korozją występujących w produkcji akumulatorów litowo-jonowych. Spersonalizowane obudowy odporno na korozję, konstrukcje odporno na zużycie, systemy rurociągów odporno na zatykanie oraz specjalistyczne elementy filtracyjne znacznie poprawiają przystosowalność sprzętu, stabilność jego działania oraz czas eksploatacji.
Wszelkie kluczowe urządzenia mechaniczne, systemy sterowania elektrycznego oraz komponenty do oczyszczania wody posiadają certyfikaty zgodności z normami CE, UL oraz ISO, co gwarantuje jakość produktu, bezpieczeństwo eksploatacji oraz zgodność z wymaganiami dotyczącymi akceptacji projektów zarówno krajowych, jak i międzynarodowych.
System osiąga wskaźniki ponownego wykorzystania wody przekraczające 90%, umożliwiając efektywne odzyskiwanie zasobów wodnych oraz jednoczesne odzyskiwanie cennych metali, co znacznie zmniejsza zużycie wody słodkiej i koszty usuwania odpadów niebezpiecznych.
Modułowa, zintegrowana konstrukcja systemu minimalizuje wymagania dotyczące powierzchni instalacyjnej, zapewniając przy tym elastyczność montażu, rozbudowy oraz modernizacji systemu. W pełni zautomatyzowana, inteligentna obsługa znacząco obniża zapotrzebowanie na siłę roboczą, częstotliwość konserwacji oraz ogólne koszty eksploatacji.
5. Przykładowe projekty oraz dokumentacja wspierająca
Zrealizowaliśmy z powodzeniem wiele projektów oczyszczania ścieków dla producentów akumulatorów litowych, obejmujących zarówno zakłady produkujące ogniwa LFP, jak i NCM.
Przykładowym projektem jest projekt oczyszczania ścieków i ponownego wykorzystania wody w zakładzie produkcji akumulatorów litowych o mocy 10 GW, z wydajnością przetwarzania wynoszącą 1000 m³/dzień.
System wykazał długotrwałą, stabilną pracę, skutecznie rozwiązuje problemy związane z nadmierną ilością metali ciężkich, zanieczyszczeniem membran oraz częstymi koniecznościami konserwacji. Projekt pomyślnie przeszedł inspekcje akceptacji środowiskowej i pozwala oszczędzać ponad 300 000 m³ wody słodkiej rocznie.
Dokumentacja wspierająca obejmuje:
- Własne patenty na procesy oczyszczania ścieków
- Certyfikaty zgodności CE i UL
- Certyfikat systemu zarządzania jakością ISO
- Raporty z badania jakości wody wydane przez niezależne, akredytowane laboratoria
- Dokumentacja akceptacji projektu
- Umowy referencyjne dla projektów wzorcowych
6. Zakres usług i proces współpracy
Oferujemy kompleksowe rozwiązania EPC klucza w ręce w zakresie oczyszczania ścieków dla producentów akumulatorów litowych, w tym badania terenowe, pobieranie i analizę próbek ścieków, inżynierię procesową dostosowaną do potrzeb klienta, projektowanie urządzeń niestandardowych, produkcję sprzętu, montaż, uruchomienie, eksploatację i konserwację, wsparcie w zakresie zgodności środowiskowej, modernizacje systemów oraz dostawę materiałów eksploatacyjnych przez cały okres użytkowania.
Standardowy proces współpracy
- Analiza terenu i pobór próbek wody – przeprowadzamy badania w miejscu, pobieramy próbki ścieków oraz wydajemy szczegółowy raport z analizy jakości wody.
- Dostosowane projektowanie inżynieryjne – opracowanie dedykowanego procesu oczyszczania, indywidualnego rozwiązania sprzętowego oraz szczegółowej oferty handlowej.
- Produkcja sprzętu i budowa – rozpoczęcie produkcji dostosowanego sprzętu oraz budowy na miejscu po potwierdzeniu umowy.
- Instalacja i wprowadzenie do eksploatacji – pełna instalacja, zintegrowane wprowadzenie do eksploatacji oraz próba eksploatacji aż do osiągnięcia stabilnej wydajności oczyszczania i zgodności z przepisami.
- Akceptacja projektu i szkolenia – wsparcie w procedurach akceptacji środowiskowej oraz zapewnienie profesjonalnych szkoleń dla operatorów.
- Długoterminowa obsługa techniczna – Zapewnienie konserwacji zapobiegawczej, przeglądów okresowych, optymalizacji systemu, modernizacji urządzeń oraz życia technicznego wsparcia.
EN
