Rešitev za obravnavo odpadnih vod iz proizvodnje baterij za električna vozila

1. Viri odpadnih vod, tipični onesnaževalci in značilnosti vode

Odpadne vode, ki nastanejo med proizvodnjo baterij za električna vozila (EV), izvirajo predvsem iz ključnih proizvodnih procesov, kot so priprava katodnih materialov NCM (nikelj-kobalt-mangan) in litij-železov fosfat (LFP), prevleka elektrod, obnovitev topila NMP, polnjenje elektrolita, formiranje in razvrščanje, čiščenje baterijskih celic in opreme ter pranje tal v delavnici. Značilnosti odpadnih vod se med posameznimi proizvodnimi procesi zelo razlikujejo; proizvodnja baterij NCM navadno povzroča bolj zapletene in močneje onesnažene odpadne vode.

Odpadne vode vsebujejo predvsem tri kategorije onesnaževalcev:

• Nevarni težki kovini – proizvodne linije NCM ustvarjajo kompleksiran nikelj (Ni), kobalt (Co) in mangan (Mn), medtem ko LFP proizvodnja vsebuje predvsem visoke koncentracije litija (Li). Te kovinske komplekse je težko odstraniti z običajnimi procesi usedanja.
• Ognjevzdržni organski spojini – Predvsem N-metil-2-pirolidon (NMP), vezivne snovi PVDF in elektroliti na osnovi karbonatov. Skupna koncentracija organskega onesnaženja v odpadni vodi (COD) običajno znaša med 5.000 in 8.000 mg/L, biološka razgradljivost pa je izjemno nizka (razmerje B/C < 0,2).
• Neorganski onesnaževalci – Vključno z visokimi koncentracijami fluoridov, fosfatov in sulfatov. Skupna količina raztopljenih trdnih snovi (TDS) v koncentrirani odpadni vodi lahko preseže 28.000 mg/L, pH pa se spreminja v širokem območju. Odpadna voda je izjemno korozivna in podvržena znatnim nihanjem hidravličnega tovora ter obremenitve z onesnaževalci.

Sistemi za čiščenje odpadne vode morajo izpolnjevati stroge zahteve standarda GB 30484-2013 – Standard za izpuščanje onesnaževalcev iz baterijske industrije.

2. Pogosti izzivi strank

Zahtevi glede okoljske skladnosti za proizvajalce EV-baterij so vedno strožji. Težki kovini, kot sta nikelj in kobalt, skupaj z fluoridom, so predmet strogih regulativnih omejitev; celo majhna nihanja kakovosti odpadne vode lahko sprožijo tveganja za neizpolnitev okoljskih zahtev.

Tradicionalne tehnologije čiščenja imajo omejeno učinkovitost pri odstranjevanju kompleksiranih težkih kovin, kar zahteva prekomerno dodajanje kemikalij ter povzroča nastanek velikih količin nevarnega mulja, kar vodi do visokih obratovalnih stroškov.

Ognjevzdržne organske spojine, kot so NMP in ostanki elektrolita, pogosto povzročajo zamašitev membran, zamašitev opreme in nenamerni izključitvi, kar vpliva na neprekinjeno proizvodnjo baterij.

Medtem ima odpadna voda z visoko vsebnostjo soli nizko stopnjo pridobivanja virov, kar vodi do izgube dragocenih kovin, kot so litij, nikl in kobalt. Konvencionalna standardizirana oprema za čiščenje odpadne vode ni zasnovana za obravnavo zelo slane, korozivne in spremenljive odpadne vode, ki je tipična za proizvodnjo litij-ionskih baterij, kar povzroča slabo prilagodljivost in pogoste okvare opreme.

Poleg tega konvencionalne civilne naprave za čiščenje odpadne vode zavzemajo velike površine, ponujajo omejeno avtomatizacijo in se ne morejo enostavno prilagoditi hitremu razširjanju proizvodne zmogljivosti. Proizvajalci baterij vedno bolj zahtevajo integrirane, prilagojene rešitve za čiščenje odpadne vode, posebej zasnovane za proizvodnjo baterij za električna vozila.

3. Postopek obravnave in konfiguracija osnovne opreme

Za obravnavo posebnih lastnosti odpadne vode iz baterij električnih vozil uporabljamo integriran postopek čiščenja, ki vključuje:

Ločeno zbiranje in predobdelavo → Razgradnjo kompleksov in napredno oksidacijo → Biološko obdelavo → Desalinizacijo z dvojno membrano → MVR sistem za ničelni izliv odpadne vode (ZLD)

Procesna odpadna voda visoke koncentracije in odpadna voda iz čiščenja opreme se zbirata ločeno pred izravnavo in homogenizacijo. Nato odpadna voda vstopi v poseben reaktor za razgradnjo kompleksov, kjer se učinkovito razgradijo stabilni kompleksi težkih kovin.

Nato sledita koagulacija in usedanje skupaj z visoko učinkovitim sistemom za odstranjevanje fluoridov, s čimer se odstranijo suspendirane trdne snovi in večina anorganskih kontaminantov.

Za razgradnjo obstojnih organskih spojin, kot je NMP, se uporabi napreden ozonski oksidacijski proces (AOP), kar znatno izboljša biološko razgradljivost odpadne vode.

V biološki obravnavi se uporablja proces A/O + MBR za učinkovito odstranjevanje COD in amoniaka.

Za napredno desalinizacijo se kombinira odporen proti zastrupitvi ultrafiltracijski (UF) sistem z reverzno osmozo (RO), kar omogoča pridobitev visokokakovostne ponovno uporabljive vode, primernega za uporabo v proizvodnji baterij.

Koncentrirana sladka voda se nadalje obravnava z DTRO membranskim koncentracijskim postopkom, ki ga sledi MVR izparevanje in kristalizacija, kar omogoča skoraj popolno izključitev tekočih odpadkov (ZLD).

Osnovna oprema vključuje:

• Reaktorje za razgradnjo kompleksov težkih kovin
• Sisteme za učinkovito odstranjevanje fluoridov
• Mikro/nano sisteme napredne oksidacije
• Membranske filtrace z odpornostjo proti zamašitvi
• Izparevalnike z MVR-jem
• Avtomatske inteligentne sisteme za dajanje kemikalij
• Sistem za spremljanje kakovosti vode v realnem času

4. Prednosti rešitve

Naša rešitev je posebej razvita za obravnavo najzahtevnejših vidikov čiščenja odpadnih voda iz proizvodnje baterij za električna vozila.

Sistem doseže učinkovitost odstranjevanja kompleksiranih težkih kovin 99,9 %, hkrati pa ohranja koncentracijo fluoridov pod 1 mg/L in stalno proizvaja odpadno vodo, ki presega nacionalne standarde za izpuščanje.

Ponujamo popolnoma prilagojene načrte opreme na podlagi značilnosti odpadnih vod, zmogljivosti čiščenja, razpoložljivega namestitvenega prostora in načrtov za prihodnjo razširitev proizvodnje. Prilagojeni korozijo odporni ohišji, obrabi odporni konstrukciji, proti zamašitvi oblikovani pretokovni kanali ter modularne konfiguracije opreme zagotavljajo zanesljivo delovanje v zelo slanim, korozivnim in spremenljivim obratovalnih pogojih.

Vsa jedrska mehanska oprema, električni nadzorni sistemi in komponente za čiščenje vode so certificirani v skladu s standardi CE, UL in ISO ter izpolnjujejo tako evropske direktive za varnost strojev in električne naprave kot tudi varnostne zahteve Severne Amerike. To zagotavlja izjemno varnost obratovanja, zanesljivost in skladnost z globalnimi projekti.

Lastni postopek čiščenja je posebej optimiziran za odpadno vodo z visoko koncentracijo organskih onesnaževalcev, soli in težkih kovin. Njegova izjemna odpornost proti nihanjem hidravlične obremenitve in obremenitve z onesnaževalci znatno zmanjša umazanost membran in zniža pogostost vzdrževanja za več kot 65 %.

Sistem doseže več kot 90 % ponovne uporabe vode ter hkrati izvleče dragocene kovine, kot so litij, nikelj in kobalt, kar znatno zmanjša porabo sladke vode, stroške odstranjevanja nevarnih odpadkov in izgube surovin.

Modularna integrirana konstrukcija zmanjša zahtevano namestitveno površino za približno 40 % v primerjavi s konvencionalnimi sistemi za čiščenje in omogoča fleksibilno prihodnjo razširitev zmogljivosti.

Popolnoma avtomatiziran pameten nadzor procesa neprekinjeno optimizira dajanje kemikalij in obratovalne parametre, s čimer zmanjšuje potrebe po delovni sili ter zagotavlja izčrpno dokumentacijo za skladnost, ki podpira okoljske nadzore in sprejem projektov.

5. Reference projekta in podporno dokumentacijo

Uspešno smo dobavili sisteme za čiščenje odpadnih vod številnim vodilnim proizvajalcem EV baterij, vključno z obrati za proizvodnjo baterij NCM in LFP.

Značilen projekt je projekt za proizvodnjo EV baterij z zmogljivostjo 8 GWh/leto z ničelno izpustno tehnologijo (ZLD), ki ima zmogljivost za čiščenje odpadnih vod 800 m³/dan.

Sistem stalno recirkulira obrabljeno vodo nazaj v proizvodni proces, s čimer vsako leto prihrani približno 220.000 m³ sladke vode in zmanjša nastanek nevarnih odpadkov za več kot 50 %. Projekt je uspešno opravil vse okoljske nadzorne preglede.

Podporno dokumentacijo sestavljajo:

• Lastniške patente za čiščenje odpadnih voda
• Certifikate CE, UL in ISO
• Poročila o preizkusih kakovosti vode neodvisnih tretjih strani
• Dovolitve za okoljsko sprejemljivost
• Referenčne pogodbe za primerljive projekte
• Popolno dokumentacijo garancije za obratovanje in vzdrževanje

6. Obseg storitev in proces sodelovanja

Ponujamo celovite EPC ključ-v-roko rešitve za čiščenje odpadne vode, vključno z raziskavo lokacije, karakterizacijo odpadne vode, laboratorijskimi in pilotnimi preskusi, prilagojenim inženirskim načrtovanjem procesov, izdelavo nestandardne opreme, podporo pri grajenju objektov, namestitvi, vzpostavitvi delovanja, svetovanjem glede skladnosti z okoljsko zakonodajo, obratovanjem in vzdrževanjem sistema, izboljšavami procesov ter dolgoročnim dobavljivostjo potrošnega materiala.

Na podlagi zahtev strank so na voljo tudi prilagojene rešitve za pridobivanje težkih kovin in za obnovljivo uporabo odpadne vode.

Standardni sodelovalni postopek

• Raziskava lokacije in vzorčenje vode – Izvedemo terensko raziskavo, zberemo vzorce odpadne vode in izdamo strokovno poročilo o analizi kakovosti vode.
• Prilagojen načrt procesa – Razvijte prilagojeno rešitev za obratovanje, tehnično predlog in komercialno ponudbo na podlagi obratovalnih pogojev obrata.
• Izdelava opreme in gradnja – Začnite z izdelavo prilagojene opreme in grajene infrastrukture po potrditvi pogodbe.
• Namestitev in vzpostavitev – Dokončajte namestitev opreme, integrirano vzpostavitev sistema in preskusno obratovanje, dokler ne dosežete stabilne skladnosti.
• Sprejem projekta in usposabljanje – Pomagajte pri sprejemu okoljske skladnosti in zagotovite celovito usposabljanje obratovalcev.
• Dolgoročna tehnična podpora – Zagotovite preventivno vzdrževanje, redne preglede, optimizacijo sistema, nadgradnje opreme in življenjsko tehnično podporo po prodaji.