1. Zdroje odpadových vôd, typické kontaminanty a vlastnosti vody
Odpadové vody vznikajúce počas výroby batérií pre elektrické vozidlá (EV) pochádzajú predovšetkým z kľúčových výrobných procesov, vrátane prípravy katódových materiálov NCM (nikel-kobalt-mangán) a litium-železo-fosfátu (LFP), náteru elektrod, obnovy rozpúšťadla NMP, plnenia elektrolytom, formovania a triedenia, čistenia batériových článkov a vybavenia, ako aj umývania podlahy v dielni. Vlastnosti odpadových vôd sa výrazne líšia medzi jednotlivými výrobnými procesmi; výroba batérií NCM zvyčajne produkuje zložitejšie a vysokej kontaminácie odpadové vody.
Odpadové vody obsahujú predovšetkým tri kategórie kontaminantov:
- Nebezpečné ťažké kovy – výrobné linky NCM generujú komplexný nikleľ (Ni), kobalt (Co) a mangán (Mn), zatiaľ čo výroba LFP obsahuje predovšetkým vysoké koncentrácie lítia (Li). Tieto kovové komplexy je ťažké odstrániť pomocou bežných procesov usadzovania.
- Žiaruvzdorné organické zlúčeniny – Predovšetkým N-metyl-2-pyrrolidón (NMP), viažuce prostriedky na báze PVDF a elektrolyty na báze karbonátov. Celkové množstvo chemicky spotrebovanej kyslíka (COD) v kombinovanej odpadovej vode sa zvyčajne pohybuje v rozmedzí 5 000–8 000 mg/L, pričom biologická rozložiteľnosť je extrémne nízka (pomer B/C < 0,2).
- Anorganické kontaminanty – vrátane vysokých koncentrácií fluóru, fosfátov a síranov. Celkové množstvo rozpustných látok (TDS) v koncentrovanej odpadovej vode môže presiahnuť 28 000 mg/L, zatiaľ čo pH sa mení v širokom rozsahu. Odpadová voda je vysokej korozívnej účinnosti a podlieha výrazným kolísaniam hydraulického zaťaženia aj zaťaženia kontaminantmi.
Systémy na čistenie odpadovej vody musia spĺňať prísne požiadavky normy GB 30484-2013 – Štandard pre vypúšťanie znečisťujúcich látok z batériového priemyslu.
2. Bežné výzvy pre zákazníkov
Požiadavky na dodržiavanie environmentálnych predpisov pre výrobcov batérií pre elektrické vozidlá (EV) sa stále prísnejšie. Ťažké kovy, ako sú nikel a kobalt, spolu s fluórom, sú predmetom prísnych regulačných obmedzení a už malé kolísania kvality odpadovej vody môžu spôsobiť riziká z hľadiska dodržiavania environmentálnych predpisov.
Tradičné technológie čistenia majú obmedzenú schopnosť odstraňovať komplexné formy ťažkých kovov, čo vyžaduje nadmerné dávkovanie chemikálií a zároveň vytvára veľké množstvá nebezpečného kalu, čo má za následok vysoké prevádzkové náklady.
Ohňovzdorné organické zlúčeniny, ako napríklad NMP a zvyšky elektrolytu, často spôsobujú znečistenie membrán, upchávanie zariadení a neplánované výpadky, čo ovplyvňuje nepretržitú výrobu batérií.
Medzitým má odpadová voda s vysokým obsahom solí nízku mieru obnovy zdrojov, čo vedie k strate cenných kovov, ako sú lítium, nikl a kobalt. Konvenčné štandardizované čistiace zariadenia nie sú navrhnuté na spracovanie vysokej salinity, korozívnych a kolísajúcich podmienok odpadovej vody typických pre výrobu batérií pre elektrické vozidlá, čo má za následok zlú prispôsobivosť a časté poruchy zariadení.
Okrem toho konvenčné civilné čističky odpadovej vody zaberie veľké plochy, ponúkajú obmedzenú automatizáciu a nedajú sa ľahko prispôsobiť rýchlemu rozširovaniu výrobnej kapacity. Výrobcovia batérií čoraz viac vyžadujú integrované, prispôsobené riešenia na čistenie odpadovej vody, ktoré sú špeciálne navrhnuté pre výrobu batérií pre elektrické vozidlá.
3. Technologický proces a konfigurácia základných zariadení
Na riešenie jedinečných charakteristík odpadových vôd z batérií elektromobilov používame integrovaný postup úpravy pozostávajúci z:
Oddeleného zberu a predbežnej úpravy → Rozklad komplexov a pokročilý oxidačný proces → Biologická úprava → Dvojmembránová desolizácia → MVR systém s nulovým vypúšťaním kvapalných odpadov (ZLD)
Vysokokvalitná technologická odpadová voda a odpadová voda z umývania zariadení sa zbierajú oddelene pred vyrovnaním a homogenizáciou. Následne vstupuje do špeciálneho reaktora na dekomplexáciu, kde sa účinne rozkladajú stabilné komplexné zlúčeniny ťažkých kovov.
Následne sa koagulácia a usadzovanie spolu s vysokoúčinným systémom na odstraňovanie fluóru odstránia suspendované tuhé látky a väčšinu anorganických kontaminantov.
Na rozklad odolných organických zlúčenín, ako je NMP, sa používa pokročilý ozónový oxidačný proces (AOP), čím sa výrazne zvyšuje biologicky rozložiteľnosť odpadovej vody.
Biologická úprava využíva proces A/O + MBR na účinné odstránenie CHSK a amoniakového dusíka.
Pre pokročilú desolizáciu sa kombinuje proti-usadzovací ultrafiltračný (UF) systém s reverznou osmózou (RO), čím sa získa voda vysokej kvality vhodná na opätovné použitie v procesoch výroby batérií.
Konzentrovaný roztok soľov sa ďalej spracováva pomocou koncentračnej membránovej technológie DTRO a následnej parnej kompresie (MVR) s odparením a kryštalizáciou, čo umožňuje takmer nulový výtok kvapalných odpadov (ZLD).
Základné vybavenie pozostáva z:
- Reaktor pre odstránenie komplexov ťažkých kovov
- Vysokovýkonné systémy na odstraňovanie fluóru
- Mikro/nano pokročilé oxidačné systémy
- Proti-usadzovacie membránové filtračné systémy
- MVR odparovače
- Automatické inteligentné systémy dávkovania chemikálií
- Online systémy monitorovania kvality vody
4. Výhody riešenia
Naše riešenie je špeciálne vyvinuté na riešenie najnáročnejších aspektov čistenia odpadových vôd z výroby batérií pre elektrické vozidlá (EV).
Systém dosahuje účinnosti odstránenia komplexných ťažkých kovov 99,9 % a zároveň udržiava koncentráciu fluóru pod 1 mg/L, čím trvalo vyrába efluent, ktorý presahuje národné normy pre vypúšťanie.
Ponúkame úplne prispôsobené návrhy zariadení na základe charakteristík odpadových vôd, požadovanej kapacity čistenia, dostupného inštalačného priestoru a plánov rozšírenia výroby do budúcna. Prispôsobené koróziou odolné kryty, opotrebovaniu odolné konštrukcie, protiupchávajúce tokové kanály a modulárne konfigurácie zariadení zaručujú spoľahlivý prevádzkový výkon za extrémne soľných, koróznych a premenných prevádzkových podmienok.
Všetky základné mechanické zariadenia, elektrické riadiace systémy a komponenty na úpravu vody sú certifikované podľa noriem CE, UL a ISO a vyhovujú aj európskym smerniciam o bezpečnosti strojov a elektrických zariadení, ako aj bezpečnostným požiadavkám Severnej Ameriky. To zabezpečuje vynikajúcu prevádzkovú bezpečnosť, spoľahlivosť a zhodu so svetovými projektovými požiadavkami.
Vlastný proces úpravy je špeciálne optimalizovaný pre odpadové vody s vysokou koncentráciou organických znečisťujúcich látok, solí a ťažkých kovov. Jeho vynikajúca odolnosť voči kolísaniu hydraulického a znečisťujúceho zaťaženia výrazne zníži zanesenie membrán a zníži frekvenciu údržby o viac ako 65 %.
Systém dosahuje viac ako 90 % opätovného využitia vody a súčasne získava cenné kovy, ako sú lítium, nikl a kobalt, čím výrazne zníži spotrebu sladkej vody, náklady na likvidáciu nebezpečných odpadov a straty surovín.
Modulárny integrovaný dizajn zníži požiadavky na inštalačný priestor približne o 40 % v porovnaní so štandardnými systémami na úpravu a umožňuje flexibilné rozšírenie kapacity v budúcnosti.
Plne automatizované inteligentné riadenie procesov neustále optimalizuje dávkovanie chemikálií a prevádzkové parametre, čím sa minimalizujú požiadavky na pracovnú silu a zároveň sa poskytuje komplexná dokumentácia pre dodržiavanie predpisov na podporu environmentálnych kontrol a prijatia projektov.
5. Referenčné projekty a podporná dokumentácia
Úspešne sme dodali systémy na úpravu odpadových vôd pre množstvo popredných výrobcov batérií pre elektrické vozidlá (EV), vrátane zariadení na výrobu batérií typu NCM aj LFP.
Príkladom reprezentatívneho projektu je projekt nulového vypúšťania kvapalných odpadov (ZLD) pre výrobu batérií pre elektrické vozidlá s výrobnou kapacitou 8 GWh/rok a kapacitou úpravy odpadových vôd 800 m³/deň.
Systém konzistentne recirkuluje upravenú vodu späť do výrobného procesu, čím ročne ušetrí približne 220 000 m³ sladkej vody a zároveň zníži tvorbu nebezpečných odpadov o viac ako 50 %. Projekt úspešne absolvoval všetky kontrolné prehliadky na účely environmentálneho schválenia.
Podporná dokumentácia zahŕňa:
- Vlastnícke patenty na čistenie odpadových vôd
- Certifikáty CE, UL a ISO
- Správy o testovaní kvality vody od nezávislých subjektov
- Schválenia environmentálneho prijatia
- Referenčné zmluvy pre porovnateľné projekty
- Komplexná dokumentácia záruky prevádzky a údržby
6. Rozsah služby a proces spolupráce
Poskytujeme komplexné EPC kompletné riešenia na čistenie odpadových vôd, vrátane štúdie lokality, charakterizácie odpadových vôd, laboratórnych a pilotných skúšok, prispôsobenej technologickej inžinierky, výroby netypických zariadení, podpory pri stavebných prácach, inštalácie, uvádzania do prevádzky, poradenstva v oblasti dodržiavania environmentálnych predpisov, prevádzky a údržby systému, modernizácií technologických procesov a dlhodobej dodávky spotrebného materiálu.
Na základe požiadaviek zákazníkov sú tiež dostupné prispôsobené riešenia na získavanie ťažkých kovov a na získavanie zdrojov z odpadových vôd.
Štandardný spolupracovný proces
- Štúdia lokality a odber vzoriek vody – vykonanie prehliadky na mieste, odber vzoriek odpadových vôd a vypracovanie profesionálnej správy o analýze kvality vody.
- Prispôsobený návrh procesu – Vývoj prispôsobeného riešenia úpravy, technickej ponuky a komerčnej cenovej ponuky na základe prevádzkových podmienok výrobného zariadenia.
- Výroba vybavenia a výstavba – Zahájenie výroby prispôsobeného vybavenia a stavebných prác po potvrdení zmluvy.
- Inštalácia a uvedenie do prevádzky – Dokončenie inštalácie vybavenia, integrovanej prevádzkovej skúšky systému a skúšobnej prevádzky až do dosiahnutia stabilnej zhody s požiadavkami.
- Prijetie projektu a školenie – Podpora pri prijatí projektu v súlade s environmentálnymi požiadavkami a poskytnutie komplexného školenia obsluhy.
- Dlhodobá technická podpora – Poskytovanie preventívnej údržby, pravidelných kontrol, optimalizácie systému, modernizácie vybavenia a celoživotnej technickej podpory po predaji.
EN
