วิธีการบำบัดน้ำเสียจากการผลิตแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า (EV)

1. แหล่งที่มาของน้ำเสีย สารมลพิษทั่วไป และลักษณะของน้ำ

น้ำเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า (EV) มีแหล่งกำเนิดหลักจากกระบวนการผลิตสำคัญหลายขั้นตอน ได้แก่ การเตรียมวัสดุแคโทดชนิด NCM (นิกเกิล-โคบอลต์-แมงกานีส) และ LFP (ลิเธียมเฟอโรฟอสเฟต) การเคลือบอิเล็กโทรด การกู้คืนตัวทำละลาย NMP การบรรจุอิเล็กโทรไลต์ การสร้างเซลล์ (formation) และการจัดเกรด (grading) การทำความสะอาดเซลล์แบตเตอรี่และอุปกรณ์ รวมถึงการล้างพื้นโรงงาน ลักษณะของน้ำเสียแตกต่างกันอย่างมากตามแต่ละกระบวนการผลิต โดยทั่วไปแล้ว การผลิตแบตเตอรี่แบบ NCM จะก่อให้เกิดน้ำเสียที่มีความซับซ้อนสูงและมีระดับมลพิษรุนแรงกว่า

น้ำเสียประกอบด้วยมลพิษสามกลุ่มหลัก ได้แก่

• โลหะหนักที่เป็นอันตราย — สายการผลิต NCM สร้างสารประกอบนิกเกิล (Ni) โคบอลต์ (Co) และแมงกานีส (Mn) ที่จับกับสารอื่นอย่างซับซ้อน ในขณะที่สายการผลิต LFP มีลิเธียม (Li) ความเข้มข้นสูงเป็นหลัก สารประกอบโลหะเหล่านี้ยากต่อการกำจัดด้วยกระบวนการตกตะกอนแบบดั้งเดิม
• สารอินทรีย์ที่ทนต่อการย่อยสลาย – ประกอบด้วย N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP), ตัวยึดเกาะ PVDF และอิเล็กโทรไลต์ที่มีฐานเป็นคาร์บอเนต เป็นหลัก ค่า COD ของน้ำเสียรวมมักอยู่ในช่วง 5,000–8,000 มก./ลิตร โดยมีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพต่ำมาก (อัตราส่วน B/C < 0.2)
• มลพิษอนินทรีย์ – รวมถึงฟลูออไรด์ ฟอสเฟต และซัลเฟต ในความเข้มข้นสูง ปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด (TDS) ในน้ำเสียเข้มข้นอาจเกิน 28,000 มก./ลิตร ขณะที่ค่า pH เปลี่ยนแปลงกว้างมาก น้ำเสียมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากทั้งในแง่ของภาระไฮดรอลิกและภาระมลพิษ

ระบบบำบัดน้ำเสียต้องสอดคล้องตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของมาตรฐาน GB 30484-2013 – มาตรฐานการปล่อยมลพิษสำหรับอุตสาหกรรมแบตเตอรี่

2. ปัญหาที่ลูกค้าพบบ่อย

ข้อกำหนดด้านการปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับผู้ผลิตแบตเตอรี่ EV ยังคงเข้มงวดขึ้นเรื่อย ๆ โลหะหนัก เช่น นิกเกิลและโคบอลต์ รวมทั้งฟลูออไรด์ อยู่ภายใต้ขีดจำกัดทางกฎระเบียบที่เข้มงวดเป็นพิเศษ และแม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของคุณภาพน้ำเสียก็อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านการไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

เทคโนโลยีการบำบัดแบบดั้งเดิมมีความสามารถจำกัดในการกำจัดโลหะหนักที่จับตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อน จึงจำเป็นต้องใช้สารเคมีในปริมาณมากเกินไป พร้อมทั้งสร้างตะกอนอันตรายปริมาณมาก ส่งผลให้ต้นทุนการดำเนินงานสูง

สารอินทรีย์ที่ทนต่อการย่อยสลาย เช่น NMP และสารตกค้างจากอิเล็กโทรไลต์ มักก่อให้เกิดการอุดตันของเมมเบรน การอุดตันของอุปกรณ์ และการหยุดดำเนินการแบบไม่ได้วางแผนไว้ ซึ่งส่งผลกระทบต่อการผลิตแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง

ในขณะเดียวกัน น้ำเสียที่มีความเค็มสูงมีอัตราการกู้คืนทรัพยากรต่ำ ส่งผลให้สูญเสียโลหะมีค่า เช่น ลิเทียม นิกเกิล และโคบอลต์ อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียแบบมาตรฐานทั่วไปไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อจัดการกับน้ำเสียที่มีความเค็มสูง กัดกร่อนได้ง่าย และมีคุณสมบัติเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของน้ำเสียจากการผลิตแบตเตอรี่ลิเทียม จึงทำให้มีความสามารถในการปรับตัวต่ำและเกิดความล้มเหลวของอุปกรณ์บ่อยครั้ง

นอกจากนี้ สถานีบำบัดน้ำเสียสำหรับงานทั่วไปมีพื้นที่ใช้สอยขนาดใหญ่ ระบบอัตโนมัติจำกัด และไม่สามารถรองรับการขยายกำลังการผลิตอย่างรวดเร็วได้อย่างยืดหยุ่น ผู้ผลิตแบตเตอรี่จึงเริ่มมีความต้องการโซลูชันการบำบัดน้ำเสียแบบบูรณาการและปรับแต่งเฉพาะสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ EV มากขึ้นเรื่อยๆ

3. กระบวนการบำบัดและโครงสร้างอุปกรณ์หลัก

เพื่อจัดการกับลักษณะเฉพาะของน้ำเสียจากแบตเตอรี่ยานยนต์ไฟฟ้า เราใช้กระบวนการบำบัดแบบบูรณาการที่ประกอบด้วย:

การเก็บแยกประเภทและบำบัดเบื้องต้น → การทำลายสารเชิงซ้อนและการออกซิเดชันขั้นสูง → การบำบัดด้วยวิธีชีวภาพ → การกำจัดเกลือด้วยระบบเมมเบรนสองชั้น → การกำจัดของเหลวให้เป็นศูนย์ (ZLD) ด้วยระบบ MVR

น้ำเสียจากกระบวนการที่มีความเข้มข้นสูงและน้ำเสียจากการล้างอุปกรณ์จะถูกเก็บแยกกันก่อนผ่านขั้นตอนการปรับสมดุลและทำให้สม่ำเสมอ จากนั้นน้ำเสียจะไหลเข้าสู่ปฏิกรณ์ถอดโครงสร้างเชิงซ้อนเฉพาะทาง ซึ่งสามารถทำลายสารประกอบโลหะหนักที่มีความเสถียรได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ต่อมา การตกตะกอนและการขจัดสารแขวนลอย ร่วมกับระบบกำจัดฟลูออไรด์ที่มีประสิทธิภาพสูง จะช่วยกำจัดของแข็งที่แขวนลอยอยู่และสารปนเปื้อนอนินทรีย์ส่วนใหญ่

ใช้กระบวนการออกซิเดชันขั้นสูงด้วยโอโซน (AOP) เพื่อสลายสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ยาก เช่น NMP ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของน้ำเสียอย่างมีนัยสำคัญ

ขั้นตอนการบำบัดทางชีวภาพใช้กระบวนการ A/O ร่วมกับ MBR เพื่อกำจัด COD และไนโตรเจนแอมโมเนียได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สำหรับการกำจัดเกลือขั้นสูง ใช้ระบบกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน (UF) ที่ต้านทานการอุดตัน ร่วมกับระบบออสโมซิสย้อนกลับ (RO) เพื่อผลิตน้ำรีไซเคิลคุณภาพสูงที่สามารถนำกลับไปใช้ในกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ได้

น้ำเค็มเข้มข้นจะผ่านการบำบัดเพิ่มเติมด้วยการเข้มข้นด้วยเมมเบรน DTRO ตามด้วยการระเหยและตกผลึกด้วยระบบ MVR เพื่อบรรลุภาวะการปล่อยน้ำเสียเป็นศูนย์เกือบสมบูรณ์ (ZLD)

อุปกรณ์หลักประกอบด้วย:

• ปฏิกรณ์แยกสารประกอบโลหะหนัก
• ระบบกำจัดฟลูออไรด์แบบมีประสิทธิภาพสูง
• ระบบออกซิเดชันขั้นสูงระดับไมโคร/นาโน
• ระบบกรองด้วยเมมเบรนแบบต้านการอุดตัน
• เครื่องระเหยแบบ MVR
• ระบบเติมสารเคมีอัตโนมัติแบบอัจฉริยะ
• ระบบตรวจสอบคุณภาพน้ำแบบออนไลน์

4. ข้อได้เปรียบของโซลูชัน

วิธีการแก้ปัญหาของเราพัฒนาขึ้นโดยเฉพาะเพื่อจัดการกับด้านที่ท้าทายที่สุดของการบำบัดน้ำเสียจากแบตเตอรี่ยานยนต์ไฟฟ้า

ระบบนี้สามารถกำจัดโลหะหนักที่จับตัวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงถึงร้อยละ 99.9 โดยยังคงความเข้มข้นของฟลูออไรด์ต่ำกว่า 1 มิลลิกรัมต่อลิตร ทำให้ได้น้ำทิ้งที่มีคุณภาพสูงกว่ามาตรฐานการปล่อยน้ำทิ้งแห่งชาติอย่างสม่ำเสมอ

เราให้บริการออกแบบอุปกรณ์ที่ปรับแต่งเฉพาะตามลักษณะของน้ำเสีย ความสามารถในการบำบัด พื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่ และแผนการขยายการผลิตในอนาคต โครงสร้างหุ้มที่ป้องกันการกัดกร่อนแบบปรับแต่ง โครงสร้างที่ทนต่อการสึกหรอ ช่องทางไหลที่ป้องกันการอุดตัน และการจัดวางอุปกรณ์แบบโมดูลาร์ ล้วนรับประกันประสิทธิภาพการทำงานที่เชื่อถือได้ภายใต้สภาวะการใช้งานที่มีความเค็มสูง กัดกร่อนสูง และเปลี่ยนแปลงได้บ่อย

อุปกรณ์กลไกหลัก ระบบควบคุมไฟฟ้า และชิ้นส่วนการบำบัดน้ำทั้งหมดผ่านการรับรองตามมาตรฐาน CE, UL และ ISO ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับเครื่องจักรและอุปกรณ์ไฟฟ้าของยุโรป รวมทั้งข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของอเมริกาเหนือ จึงรับประกันความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน ความน่าเชื่อถือสูง และความสอดคล้องตามมาตรฐานโครงการระดับโลก

กระบวนการบำบัดสิทธิบัตรนี้ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อจัดการน้ำเสียที่มีสารอินทรีย์ มลพิษเกลือ และโลหะหนักในความเข้มข้นสูง ความสามารถพิเศษในการทนต่อการเปลี่ยนแปลงของโหลดไฮดรอลิกและโหลดมลพิษช่วยลดการอุดตันของเยื่อกรองอย่างมีนัยสำคัญ และลดความถี่ของการบำรุงรักษาลงมากกว่าร้อยละ 65

ระบบสามารถนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ได้มากกว่า 90% พร้อมกันนี้ยังกู้คืนโลหะมีค่า เช่น ลิเทียม นิกเกิล และโคบอลต์ ซึ่งช่วยลดการใช้น้ำจืด ต้นทุนการกำจัดของเสียอันตราย และการสูญเสียวัตถุดิบได้อย่างมีนัยสำคัญ

การออกแบบแบบโมดูลาร์แบบบูรณาการช่วยลดพื้นที่ที่จำเป็นสำหรับการติดตั้งลงประมาณ 40% เมื่อเทียบกับระบบบำบัดแบบดั้งเดิม และยังรองรับการขยายกำลังการผลิตในอนาคตได้อย่างยืดหยุ่น

การควบคุมกระบวนการอัจฉริยะแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ปรับแต่งการเติมสารเคมีและพารามิเตอร์การดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง เพื่อลดความต้องการแรงงานให้น้อยที่สุด พร้อมจัดทำเอกสารยืนยันการปฏิบัติตามข้อกำหนดอย่างครบถ้วน เพื่อสนับสนุนการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมและการรับรองโครงการ

5. ตัวอย่างโครงการที่ผ่านมาและเอกสารสนับสนุน

เราได้ส่งมอบระบบบำบัดน้ำเสียให้แก่ผู้ผลิตแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า (EV) ชั้นนำจำนวนหลายราย ครอบคลุมทั้งโรงงานผลิตแบตเตอรี่ชนิด NCM และ LFP

โครงการตัวอย่างหนึ่งคือโครงการผลิตแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า (EV) แบบไม่มีน้ำทิ้ง (Zero Liquid Discharge: ZLD) ความจุ 8 กิกะวัตต์-ชั่วโมงต่อปี โดยมีกำลังการบำบัดน้ำเสีย 800 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน

ระบบหมุนเวียนน้ำที่ผ่านการบำบัดกลับเข้าสู่กระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่อง ช่วยประหยัดน้ำจืดได้ประมาณ 220,000 ลูกบาศก์เมตรต่อปี และลดการเกิดของเสียอันตรายลงมากกว่าร้อยละ 50 โครงการผ่านการตรวจสอบเพื่อรับรองความสมบูรณ์ด้านสิ่งแวดล้อมครบทุกขั้นตอนแล้ว

เอกสารสนับสนุนประกอบด้วย:

• สิทธิบัตรการบำบัดน้ำเสียเฉพาะทาง
• ใบรับรอง CE, UL และ ISO
• รายงานผลการตรวจสอบคุณภาพน้ำโดยหน่วยงานภายนอก
• หนังสืออนุมัติการยอมรับด้านสิ่งแวดล้อม
• สัญญาอ้างอิงสำหรับโครงการที่คล้ายคลึงกัน
• เอกสารรับประกันการดำเนินงานและบำรุงรักษาอย่างครอบคลุม

6. ขอบเขตการให้บริการและกระบวนการความร่วมมือ

เราให้บริการโซลูชันการบำบัดน้ำเสียแบบครบวงจรแบบ EPC แบบเทิร์นคีย์ ซึ่งรวมถึงการสำรวจพื้นที่ การวิเคราะห์ลักษณะน้ำเสีย การทดสอบในห้องปฏิบัติการและระดับพิโลต์ การออกแบบกระบวนการเฉพาะตามความต้องการ การผลิตอุปกรณ์ที่ไม่ใช่มาตรฐาน การสนับสนุนงานก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐาน การติดตั้ง การเดินระบบ การให้คำปรึกษาด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนดสิ่งแวดล้อม การดำเนินงานและบำรุงรักษาระบบ การปรับปรุงกระบวนการ และการจัดหาวัสดุสิ้นเปลืองระยะยาว

ยังมีโซลูชันที่ออกแบบเฉพาะสำหรับการกู้คืนโลหะหนักและการกู้คืนทรัพยากรจากน้ำเสีย ตามความต้องการของลูกค้า

ขั้นตอนความร่วมมือมาตรฐาน

• การสำรวจพื้นที่และเก็บตัวอย่างน้ำ – ดำเนินการสำรวจพื้นที่จริง เก็บตัวอย่างน้ำเสีย และจัดทำรายงานการวิเคราะห์คุณภาพน้ำโดยผู้เชี่ยวชาญ
• การออกแบบกระบวนการที่ปรับแต่งเฉพาะ – พัฒนาโซลูชันการบำบัดที่เหมาะสม ข้อเสนอเชิงเทคนิค และใบเสนอราคาเชิงพาณิชย์ โดยอิงตามสภาวะการดำเนินงานของโรงงาน
• การผลิตอุปกรณ์และการก่อสร้าง – เริ่มต้นการผลิตอุปกรณ์ที่ออกแบบเฉพาะและงานก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานหลังจากยืนยันสัญญาแล้ว
• การติดตั้งและการเดินระบบ – ดำเนินการติดตั้งอุปกรณ์ การเดินระบบแบบบูรณาการ และการทดลองใช้งานจนกว่าจะบรรลุความเสถียรและเป็นไปตามข้อกำหนดอย่างสม่ำเสมอ
• การรับรองโครงการและการฝึกอบรม – ให้ความช่วยเหลือในการรับรองความสอดคล้องตามมาตรฐานสิ่งแวดล้อม และจัดการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานอย่างครอบคลุม
• การสนับสนุนทางเทคนิคระยะยาว – ให้บริการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน การตรวจสอบตามรอบเวลา การปรับปรุงประสิทธิภาพระบบ การอัปเกรดอุปกรณ์ และการสนับสนุนทางเทคนิคหลังการขายตลอดอายุการใช้งาน