1. Zdroje odpadových vôd, typické kontaminanty a vlastnosti vody
Odpadové vody z výroby lítiových batérií vznikajú predovšetkým pri príprave katódových a anódových materiálov, nanesení elektrodových vrstiev, regenerácii rozpúšťadla N-metyl-2-pyrrolidón (NMP), plnení elektrolytom, formovaní a starnutí, čistení zariadení, umývaní batériových článkov a čistení podlahy v dielni. Toto riešenie je vhodné pre odpadové vody vznikajúce pri výrobe lítium-železo-fosfátových (LFP), niklo-kobalt-mangánových (NCM) a iných technológií lítiových batérií.
Odpadové vody vykazujú charakteristické vlastnosti typické pre priemysel lítiových batérií a obsahujú komplexnú zmes kontaminantov, vrátane:
- Ťažkých kovov, ako sú lítium (Li), nikel (Ni), kobalt (Co) a mangán (Mn), väčšina z ktorých sa vyskytuje v stabilných komplexných formách.
- Anorganických kontaminantov, vrátane fluóru, fosfátu a vysokých koncentrácií rozpustných solí.
- Žiaruvzdorné organické zlúčeniny, najmä NMP, zvyšky elektrolytu a polymérne väzivá, čo spôsobuje výrazné kolísanie chemického spotrebovania kyslíka (COD) a zlú biologickú rozložiteľnosť.
Okrem toho striedavé kyslé a zásadité technologické prúdy spôsobujú široké kolísanie pH, zvýšený obsah celkových rozpustných látok (TDS) a výrazné kolísanie prietoku aj zloženia odpadovej vody. Bez účinnej úpravy môžu zvyšky ťažkých kovov a nadmerné koncentrácie fluóru ľahko prekročiť povolené limity pre vypúšťanie.
Systémy na úpravu odpadovej vody musia spĺňať prísne požiadavky normy GB 30484-2013 – Štandard pre vypúšťanie znečisťujúcich látok z batériového priemyslu, a súčasne splniť požiadavky na environmentálne vypúšťanie aj na opätovné použitie vody v rámci výroby.
2. Bežné výzvy pre zákazníkov
Environmentálne predpisy pre výrobu litiových batérií sa stávajú čoraz prísnejšími, pričom ťažké kovy a fluór sú vyhlásené za kľúčové ukazovatele dodržiavania predpisov. Už malé kolísania kvality odpadovej vody môžu viesť k nedodržaniu environmentálnych predpisov.
Konvenčné technológie čistenia odpadových vôd majú obmedzenú schopnosť rozkladať stabilné komplexné zlúčeniny ťažkých kovov, často vytvárajú nestabilný výkon čistenia, vyžadujú nadmerné dávkovanie chemikálií a produkujú veľké množstvá nebezpečného kalu, čo vedie k vysokým prevádzkovým a likvidačným nákladom.
Odolné organické zlúčeniny často spôsobujú upchávanie membrán, koróziu zariadení a neplánované výpadky, čím negatívne ovplyvňujú nepretržitú výrobu.
Okrem toho štandardné zariadenia na čistenie odpadových vôd sa zvyčajne nepoužívajú pri vysokej soľnosti a vysokej korózii, ktoré sú charakteristické pre výrobu batérií s obsahom lítia, čo má za následok zlú prispôsobivosť systému a zníženú spoľahlivosť zariadení.
Mnoho konvenčných systémov na čistenie vody dosahuje tiež relatívne nízke miery recirkulácie vody, čo má za následok významné straty cenných kovov a vodných zdrojov. Tradičné zariadenia na čistenie komunálneho odpadového voda vyžadujú veľké inštalačné plochy a ponúkajú obmedzenú flexibilitu pre budúce rozšírenie, čo ich robí nevhodnými pre rýchlo rastúce výrobné závody batérií.
3. Technologický proces a konfigurácia základných zariadení
Na vyriešenie zložitých charakteristík odpadovej vody z výroby lítiových batérií používame špeciálny proces čistenia pozostávajúci z nasledovných krokov:
Oddelené zhromažďovanie a predbežné spracovanie → Rozrušenie komplexov a oxidácia → Koagulácia a usadzovanie → Biologické čistenie → Pokročilé membránové odsoľovanie → Zníženie objemu koncentrátu
Odpadové vody s vysokou a nízkou koncentráciou sú zhromažďované oddelene a vyrovnané pred samotným čistením.
Špeciálny reaktor na dekomplexáciu účinne rozkladá stabilné komplexné zlúčeniny ťažkých kovov, následne sa aplikuje koagulácia a usadzovanie spolu s vysokovýkonným systémom na odstránenie fluóru, čím sa odstráni väčšina ťažkých kovov, fluóru a suspendovaných látok.
Následne sa uplatňuje pokročilá oxidačná technológia na rozklad odolných organických zlúčenín a zlepšenie biologicky rozložiteľnosti odpadovej vody.
Biologická úprava využíva anoxicko-oxický (A/O) proces na účinné odstránenie CHSK a amoniakového dusíka.
Nakoniec systém ultrafiltrácie (UF) v kombinácii s antifoulingovým reverzným osmózou (RO) produkuje vodu vysokej kvality vhodnú pre čistiace procesy v rámci výroby. Zvyšný koncentrát s vysokým obsahom solí sa ďalej koncentruje a zmenšuje svoj objem pred konečnou likvidáciou.
Základné vybavenie pozostáva z:
- Prispôsobené reaktory na dekomplexáciu ťažkých kovov
- Vysokovýkonné systémy na odstraňovanie fluóru
- Inteligentné systémy dávkovania chemikálií
- Proti-usadzovacie membránové filtračné systémy
- Plne automatické ovládacie panely na úpravu vody
- Online systémy monitorovania kvality vody
4. Výhody riešenia
Naše riešenie je špeciálne navrhnuté na riešenie zložitých charakteristík odpadových vôd výroby lítiových batérií.
Vlastný postup úpravy účinne rozkladá komplexné ťažké kovy a dosahuje vysokú účinnosť odstraňovania ťažkých kovov aj fluóru, pričom výsledná upravená voda trvalo spĺňa normy pre vypúšťanie a opätovné použitie.
Poskytujeme úplne prispôsobené technologické riešenia, ktoré sú optimalizované pre vysokej slanosti a korozívne podmienky výroby lítiových batérií. Prispôsobené korozívne ochrany, opotrebovaniu odolné konštrukcie, systémy potrubia odolné proti zanášaniu a špeciálne filtračné komponenty výrazne zvyšujú prispôsobivosť zariadení, prevádzkovú stabilitu a životnosť.
Všetky základné mechanické zariadenia, elektrické riadiace systémy a komponenty na úpravu vody sú certifikované podľa noriem CE, UL a ISO, čím sa zabezpečuje kvalita výrobkov, bezpečnosť prevádzky a dodržiavanie požiadaviek na prijatie projektov doma i v zahraničí.
Systém dosahuje mieru opätovného použitia vody vyššiu ako 90 %, čo umožňuje účinné recyklovanie vodných zdrojov a súčasne získavanie cenných kovov, výrazne znížením spotreby sladkej vody a nákladov na likvidáciu nebezpečných odpadov.
Jeho modulárny integrovaný dizajn minimalizuje požiadavky na inštalačný priestor a zároveň poskytuje flexibilitu pri inštalácii, rozšírení a aktualizácii systému. Plne automatický inteligentný prevádzkový režim výrazne zníži požiadavky na pracovnú silu, frekvenciu údržby a celkové prevádzkové náklady.
5. Referenčné projekty a podporná dokumentácia
Úspešne sme dokončili viaceré projekty čistenia odpadových vôd pre výrobcov litiových batérií, vrátane výrobných zariadení pre batérie typu LFP aj NCM.
Príkladom je projekt čistenia odpadových vôd a opätovného použitia vody pri výrobe litiových batérií s výrobnou kapacitou 10 GW, s kapacitou čistenia 1 000 m³/deň.
Systém preukázal dlhodobú stabilnú prevádzku a účinne vyriešil problémy s nadmerným obsahom ťažkých kovov, znečistením membrán a častou údržbou. Projekt úspešne absolvoval kontrolu environmentálneho prijatia a zároveň ročne ušetrí viac ako 300 000 m³ sladkej vody.
Podporná dokumentácia zahŕňa:
- Patenty na vlastný proces čistenia odpadových vôd
- Certifikáty CE a UL
- Certifikácia systému manažmentu kvality ISO
- Správy o testovaní kvality vody akreditovanými nezávislými laboratóriami
- Dokumentácia prijatia projektu
- Referenčné zmluvy pre referenčné projekty
6. Rozsah služby a proces spolupráce
Poskytujeme komplexné EPC kompletné riešenia na čistenie odpadových vôd pre výrobcov litiových batérií, vrátane prieskumu miesta, odberu a analýzy odpadových vôd, prispôsobenej technologickej inžinierky, návrhu neštandardného zariadenia, výroby zariadení, inštalácie, uvádzania do prevádzky, prevádzky a údržby, podpory dodržiavania environmentálnych predpisov, modernizácií systému a dodávky spotrebného materiálu po celú dobu životnosti.
Štandardný spolupracovný proces
- Štúdia lokality a odber vody – vykonanie terénneho prieskumu, odber vzoriek odpadovej vody a vypracovanie komplexnej správy o analýze kvality vody.
- Prispôsobený inžiniersky návrh – vypracovanie špeciálneho technologického procesu, prispôsobeného riešenia zariadení a podrobného komerčného ponúkoveho listu.
- Výroba zariadenia a stavba – Zahájenie výroby prispôsobeného zariadenia a stavebných prác na mieste po potvrdení zmluvy.
- Inštalácia a uvedenie do prevádzky – Kompletná inštalácia, integrované uvedenie do prevádzky a skúšobný prevádzkový režim až do dosiahnutia stabilného výkonu čistenia a dodržania predpisov.
- Prijetie projektu a školenie – Podpora pri postupoch environmentálneho prijímania a poskytnutie odborného školenia pre obsluhu.
- Dlhodobá technická podpora – Poskytovanie preventívnej údržby, pravidelných kontrol, optimalizácie systému, modernizácie zariadení a technickej podpory po celú dobu životnosti.
EN
