ระบบบำบัดน้ำเสียจากแบตเตอรี่พลังงานใหม่ | กรณีศึกษาโครงการอานฮุย

โซลูชันการบำบัดน้ำเสียจากแบตเตอรี่ลิเทียมที่ออกแบบเฉพาะ โดยรวมเทคโนโลยีออกซิเดชันขั้นสูงแบบเฟนตัน การบำบัดทางชีวภาพแบบหลายขั้นตอน และเทคโนโลยีเมมเบรนเอ็มบีอาร์ เพื่อกำจัดโลหะหนัก อินทรีย์สารที่ย่อยสลายยาก ค่าซีโอดี แอมโมเนียไนโตรเจน และไนโตรเจนทั้งหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมรับประกันการปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียของอุตสาหกรรมแบตเตอรี่จีนอย่างสม่ำเสมอ

ข้อมูลลูกค้า

ลูกค้าเป็นผู้ผลิตแบตเตอรี่พลังงานใหม่ชั้นนำในมณฑลอานฮุย ประเทศจีน ซึ่งเชี่ยวชาญด้านการผลิตแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนขั้นสูงและเทคโนโลยีการผลิตแบตเตอรี่อัจฉริยะ

บริษัทได้จัดตั้งความร่วมมือเชิงกลยุทธ์กับ 24M Technologies เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบกึ่งของแข็งและของแข็งรุ่นถัดไป พร้อมสร้างแพลตฟอร์มการผลิตขั้นสูงสำหรับผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง

ภาพรวมโครงการ

กระบวนการบำบัดหลัก

การบำบัดเบื้องต้นทางกายภาพและเคมี (การตกตะกอนด้วยสารเฟนตัน) → ระบบไร้ออกซิเจน (A) → ระบบไม่มีออกซิเจน (A) → ระบบใช้ออกซิเจน (O) → ระบบไร้ออกซิเจน (A) → ระบบใช้ออกซิเจน (O) → ระบบปฏิกรณ์ชีวภาพแบบเยื่อเมมเบรน (MBR) → การปล่อยน้ำทิ้งตามมาตรฐาน

มาตรฐานการปล่อยมลพิษ

ออกแบบมาเพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐานการปล่อยมลพิษสำหรับอุตสาหกรรมแบตเตอรี่

จุดเด่นของโครงการ

• การดำเนินงานอย่างต่อเนื่องในระยะยาวอย่างมีเสถียรภาพ
• ระบบท่ออุตสาหกรรมทนสารเคมี
• เทคโนโลยีการขัดเงาด้วยเมมเบรน MBR ขั้นสูง
• คุณภาพน้ำทิ้งที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้
• พื้นที่ใช้สอยของอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัด
• การเกิดตะกอนน้อย
• ออกแบบมาเพื่อการผลิตเชิงอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง

คําอธิบายกระบวนการ

หลังจากการสำรวจพื้นที่อย่างละเอียดและการวิเคราะห์คุณภาพน้ำเสีย ทีมวิศวกรของบริษัทไบฮุ่ยผู่ได้ออกแบบระบบบำบัดน้ำเสียแบบบูรณาการครบวงจร ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนการบำบัดหลัก 4 ขั้นตอน

1. การบำบัดเบื้องต้นด้วยกระบวนการทางกายภาพและเคมี

น้ำเสียจะผ่านการปรับค่า pH ก่อน เพื่อเปลี่ยนไอออนโลหะหนักที่ละลายอยู่ให้กลายเป็นตะกอนที่ไม่ละลายน้ำ จากนั้นจึงดำเนินการบำบัดด้วยกระบวนการตกตะกอนด้วยสารช่วยรวมตัว (coagulation), การรวมตัวของฝุ่นละออง (flocculation), การตกตะกอน (sedimentation) และการกรองแบบแม่นยำ (precision filtration) เพื่อกำจัดของแข็งลอยตัวพร้อมทั้งสารอินทรีย์โมเลกุลใหญ่ส่วนใหญ่

2. การออกซิเดชันขั้นสูงแบบเฟนตัน

น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดเบื้องต้นแล้วจะถูกส่งเข้าสู่กระบวนการออกซิเดชันขั้นสูงแบบเฟนตัน (Fenton Advanced Oxidation Process: AOP)

รากไฮดรอกซิล (hydroxyl radicals) ที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาสามารถสลายสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ยาก (refractory organic compounds) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของน้ำเสียเพิ่มขึ้นอย่างมาก และลดภาระการบำบัดสำหรับกระบวนการชีวภาพในขั้นตอนถัดไป

3. การบำบัดด้วยกระบวนการชีวภาพแบบหลายขั้นตอน

น้ำเสียจะผ่านกระบวนการบำบัดตามลำดับดังนี้

• ปฏิกรณ์แบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic reactors)
• ปฏิกรณ์ไร้ออกซิเจน
• ปฏิกรณ์ชีวภาพแบบแอโรบิกหลายขั้นตอน

ชุมชนจุลินทรีย์เฉพาะทางย่อยสลายมลพิษอินทรีย์ที่เหลืออยู่ พร้อมกันนั้นยังกำจัดไนโตรเจนแอมโมเนีย (NH₃-N) และไนโตรเจนรวม (TN) ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง ส่งผลให้เกิดการบำบัดด้วยกระบวนการชีวภาพที่มีคุณภาพสูง

4. การขัดเงาด้วยเมมเบรน MBR

น้ำเสียหลังการบำบัดด้วยกระบวนการชีวภาพขั้นสุดท้ายจะผ่านเทคโนโลยีปฏิกรณ์ชีวภาพแบบมีเมมเบรน (MBR)

ระบบเมมเบรนแยกตะกอนลอยตัวที่ใช้งานแล้ว (activated sludge) และสารแขวนลอยที่มีปริมาณน้อยได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ได้น้ำทิ้งที่มีคุณภาพสูงสม่ำเสมอ และสอดคล้องตามมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียของประเทศอย่างครบถ้วน

ข้อได้เปรียบหลัก

1. ประสิทธิภาพการกำจัดมลพิษสูง

ระบบสามารถกำจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ:

• นิกเกิล (Ni)
• โคบอลต์ (Co)
• มังกานีส (Mn)
• ตะกั่ว (Pb)
• สารละลายอินทรีย์
• สารลดแรงตึงผิว
• มลพิษที่มีฤทธิ์เป็นกรดและด่าง

น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วสอดคล้องตามข้อกำหนดการปล่อยน้ำเสียของอุตสาหกรรมอย่างสม่ำเสมอ

2. คุณภาพน้ำทิ้งที่มีเสถียรภาพ

กระบวนการบำบัดให้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ในระยะยาว โดยมีการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำน้อยมาก จึงเหมาะสมทั้งสำหรับการปล่อยน้ำทิ้งโดยตรงหรือการนำกลับมาใช้ใหม่ในภาคอุตสาหกรรม

3. การกู้คืนทรัพยากรที่มีค่า

ระบบสามารถปรับแต่งให้กู้คืนโลหะมีค่า เช่น ทองคำ (Au) และเงิน (Ag) จากน้ำเสียบางประเภท ซึ่งสนับสนุนการรีไซเคิลทรัพยากรและลดต้นทุนการผลิต

4. การดำเนินงานที่ประหยัดพลังงาน

ด้วยการออกแบบกระบวนการอย่างเหมาะสมและการควบคุมอุปกรณ์อย่างชาญฉลาด ระบบจึงใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยที่สุดโดยยังคงประสิทธิภาพการบำบัดที่ยอดเยี่ยม ส่งผลให้ต้นทุนในการดำเนินงานต่ำลง

5. มีพื้นที่ใช้สอยน้อย

การออกแบบระบบแบบโมดูลาร์ใช้พื้นที่ติดตั้งน้อยเมื่อเทียบกับระบบทั่วไป จึงเหมาะสำหรับสถานที่ที่มีพื้นที่โรงงานจำกัด

6. การควบคุมอัตโนมัติอย่างชาญฉลาดและความต้านทานต่อภาระกระทันหันสูง

โรงงานทั้งหมดควบคุมผ่านระบบควบคุมอัตโนมัติแบบ PLC ซึ่งมีคุณสมบัติดังนี้:

• การทํางานง่าย
• บำรุงรักษาง่าย
• ลดความต้องการแรงงาน
• แทบไม่จำเป็นต้องมีการเข้าไปจัดการของผู้ปฏิบัติงาน
• มีความต้านทานสูงต่อการโหลดแบบกระแทกจากของเหลวและสารมลพิษ
• ประสิทธิภาพในการบำบัดคงที่แม้ในสภาวะการปฏิบัติงานที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา

7. การดำเนินงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

กระบวนการบำบัดทั้งหมดดำเนินการภายในระบบปิด ซึ่งช่วยลดการปล่อยกลิ่นรบกวนให้น้อยที่สุด และป้องกันมลพิษขั้นที่สอง ทั้งยังคุ้มครองสภาพแวดล้อมภายในโรงงานและระบบนิเวศบริเวณโดยรอบด้วย

ความท้าทายของโครงการและแนวทางแก้ไขเชิงวิศวกรรม

เกิดความท้าทายทางเทคนิคหลายประการระหว่างการดำเนินโครงการ

ความท้าทายข้อที่ 1

คุณภาพน้ำเสียผันแปรอย่างมากเนื่องจากการผลิตแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง จึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบคุณภาพน้ำแบบออนไลน์ตลอด 24 ชั่วโมง และปรับอัตราการเติมสารเคมีและพารามิเตอร์การปฏิบัติงานแบบไดนามิก

วิธีแก้ไข: ไบฮุ่ยผู่ได้นำระบบการตรวจสอบอัจฉริยะมาใช้ร่วมกับการปรับแต่งกระบวนการโดยอัตโนมัติ เพื่อรักษาประสิทธิภาพการบำบัดให้คงที่ แม้ภายใต้สภาวะน้ำเข้าที่ผันแปร

ความท้าทายข้อที่ 2

ไอออนโลหะหนักบางชนิดมีอยู่ในรูปแบบที่จับกันอย่างซับซ้อนสูง ทำให้ยากต่อการกำจัดด้วยสารตกตะกอนแบบดั้งเดิม

วิธีแก้ไข: ทีมวิศวกรได้ปรับปรุงกระบวนการเคมีการตกตะกอนโดยเลือกใช้สารเคมีเฉพาะสำหรับการกำจัดโลหะหนัก และควบคุมปริมาณสารเคมีอย่างแม่นยำตามลักษณะของน้ำเสีย

ความท้าทายข้อที่ 3

การดำเนินงานระยะยาวของสถานีบำบัดน้ำเสียขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีการควบคุมต้นทุนการบำรุงรักษาและต้นทุนการเปลี่ยนวัสดุสิ้นเปลืองอย่างมีประสิทธิภาพ

วิธีแก้ไข: ไบฮุ่ยผู่ได้จัดทำโปรแกรมบำรุงรักษาเชิงป้องกันแบบมาตรฐานร่วมกับขั้นตอนการปฏิบัติงานที่ผ่านการปรับปรุง ซึ่งช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานตลอดอายุการใช้งานอย่างมีนัยสำคัญ ขณะเดียวกันก็รับประกันประสิทธิภาพของระบบอย่างต่อเนื่อง

ผลลัพธ์ของโครงการ

ด้วยประสบการณ์อันยาวนานในการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานผลิตแบตเตอรี่ ไบฮุ่ยผู่สามารถส่งมอบระบบบำบัดน้ำเสียที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้ ซึ่งออกแบบมาเฉพาะตามความต้องการด้านการผลิตของลูกค้า

นับตั้งแต่เริ่มใช้งานจริง โครงการนี้แสดงให้เห็นถึงการดำเนินงานที่มีเสถียรภาพในระยะยาว การปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียสู่สิ่งแวดล้อมอย่างสม่ำเสมอ ต้นทุนการดำเนินงานต่ำ และการบำรุงรักษาง่าย

ผ่านการปรับปรุงกระบวนการอย่างต่อเนื่องและโปรแกรมการจัดการอุปกรณ์แบบมาตรฐาน ระบบให้การคุ้มครองสิ่งแวดล้อมที่เชื่อถือได้สำหรับการผลิตแบตเตอรี่ พร้อมสนับสนุนการผลิตอย่างยั่งยืน การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ และประสิทธิภาพในการดำเนินงานในระยะยาว

ปัจจุบัน โครงการนี้เป็นอีกหนึ่งตัวอย่างความสำเร็จที่แสดงถึงความเชี่ยวชาญของไบฮุ่ยผู่ ในการจัดหาโซลูชันการบำบัดน้ำเสียแบบครบวงจรสำหรับอุตสาหกรรมแบตเตอรี่พลังงานใหม่ระดับโลกที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว