1. Джерела стічних вод, типові забруднювачі та характеристики води
Стічні води, що утворюються під час виробництва акумуляторів для електромобілів (EV), переважно походять із ключових технологічних процесів: підготовки катодних матеріалів NCM (нікель-кобальт-марганець) та літій-залізо-фосфату (LFP), нанесення електродних покриттів, відновлення розчинника NMP, заповнення електролітом, формування та сортування акумуляторів, промивання акумуляторних елементів і обладнання, а також миття підлоги в цехах. Характеристики стічних вод значно варіюють залежно від технологічного процесу; виробництво акумуляторів NCM, як правило, призводить до утворення складніших і сильніше забруднених стічних вод.
Стічні води містять переважно три категорії забруднювачів:
- Небезпечні важкі метали — на лініях виробництва NCM утворюються комплексні сполуки нікелю (Ni), кобальту (Co) та марганцю (Mn), тоді як у виробництві LFP переважають високі концентрації літію (Li). Ці металокомплекси важко видалити за допомогою традиційних процесів осадження.
- Вогнетривкі органічні сполуки — переважно N-метил-2-пірролідон (NMP), зв’язувальні речовини на основі PVDF та електроліти на основі карбонатів. Загальне значення ХПК у стічних водах зазвичай становить 5 000–8 000 мг/л, а біорозкладність надзвичайно низька (співвідношення Б/Х < 0,2).
- Неорганічні забруднювачі — зокрема фториди, фосфати та сульфати у високих концентраціях. Загальна кількість розчинених твердих речовин (TDS) у концентрованих стічних водах може перевищувати 28 000 мг/л, а pH коливається в широкому діапазоні. Стічні води висококорозійні й підлягають значним коливанням гідравлічного навантаження та навантаження забруднювачами.
Системи очищення стічних вод мають відповідати суворим вимогам стандарту GB 30484-2013 — «Стандарт викидів забруднювачів для батарейної промисловості».
2. Поширені проблеми замовників
Вимоги щодо екологічної відповідності для виробників акумуляторів EV постійно посилюються. Тяжкі метали, зокрема нікель і кобальт, а також фториди підлягають жорстким регуляторним обмеженням, і навіть незначні коливання якості стічних вод можуть спричинити ризики невідповідності екологічним вимогам.
Традиційні технології очищення мають обмежені можливості щодо видалення комплексних сполук важких металів, що вимагає надмірного дозування реагентів та призводить до утворення великих об’ємів небезпечного шламу, що зумовлює високі експлуатаційні витрати.
Вогнетривкі органічні сполуки, такі як НМР та залишки електроліту, часто призводять до забруднення мембран, закупорювання обладнання та незапланованих зупинок, що впливає на безперервне виробництво акумуляторів.
Тимчасом стічні води з високим вмістом солей мають низький рівень відновлення ресурсів, що призводить до втрати цінних металів, таких як літій, нікель та кобальт. Звичайні стандартизовані установки для очищення стічних вод не призначені для роботи з високосолоними, корозійними та нестабільними за складом стічними водами, характерними для виробництва літій-іонних акумуляторів, що призводить до поганої адаптивності та частих відмов обладнання.
Крім того, звичайні цивільні споруди для очищення стічних вод займають великі площі, мають обмежений рівень автоматизації та не можуть легко адаптуватися до швидкого розширення виробничих потужностей. Виробники акумуляторів усе частіше потребують інтегрованих, спеціалізованих рішень для очищення стічних вод, розроблених спеціально для виробництва акумуляторів для ЕV.
3. Процес очищення та конфігурація основного обладнання
Щоб врахувати унікальні характеристики стічних вод із акумуляторів електромобілів, ми застосовуємо комплексний процес очищення, що складається з таких етапів:
Роздільне збирання та попередня обробка → Розщеплення комплексів → Додаткове окиснення → Біологічна обробка → Двошарова мембранна десалінація → Випарювання з використанням механічного компресора пари (MVR) з повним усуненням рідких відходів (ZLD)
Висококонцентровані технологічні стічні води та стічні води від промивання обладнання збираються окремо перед вирівнюванням і гомогенізацією. Потім стічні води надходять у спеціальний реактор для руйнування комплексів, де ефективно розрушується стійкі комплекси важких металів.
Пізніше коагуляція та осадження разом із високоефективною системою видалення фторидів усувають завислі речовини й більшість неорганічних забруднювачів.
Для розкладання стійких органічних сполук, таких як НМР, застосовується озоновий процес просунутої окисної обробки (AOP), що суттєво підвищує біорозкладність стічних вод.
На етапі біологічної обробки використовується процес A/O + MBR для ефективного видалення ХПК та аміакового азоту.
Для просунутої десалінації застосовується антизабруднювальна ультрафільтраційна (UF) система в поєднанні з зворотним осмосом (RO), що забезпечує отримання рекультивованої води високої якості, придатної для повторного використання в процесах виробництва акумуляторів.
Концентрований розчин солі подальше обробляється за допомогою концентрування мембранами DTRO, а потім — випарюванням і кристалізацією в установках MVR, що забезпечує майже повне відсутність рідких відходів (ZLD).
Основне обладнання включає:
- Реактори для декомплексування важких металів
- Системи високоефективного видалення фторидів
- Системи мікро-/нано-розширеного окиснення
- Мембранні фільтраційні системи, стійкі до забруднення
- Випарювачі з механічною рекомпресією пари (MVR)
- Автоматичні інтелектуальні системи дозування реагентів
- Системи онлайн-моніторингу якості води
4. Переваги рішення
Наше рішення спеціально розроблено для вирішення найскладніших аспектів очищення стічних вод із виробництва акумуляторів для електромобілів.
Система забезпечує ефективність видалення комплексних важких металів на рівні 99,9 %, одночасно підтримуючи концентрацію фторидів нижче 1 мг/л і стабільно виробляючи стічні води, які перевищують національні стандарти скидання.
Ми пропонуємо повністю індивідуальні проекти обладнання з урахуванням характеристик стічних вод, потужності очищення, наявного простору для монтажу та планів майбутнього розширення виробництва. Індивідуальні корозійностійкі корпуси, зносостійкі конструкції, протизабивні потокові канали та модульні конфігурації обладнання гарантують надійну роботу в умовах високої солоності, агресивного середовища та змінних експлуатаційних умов.
Усе основне механічне обладнання, електричні системи керування та компоненти для очищення води сертифіковані відповідно до стандартів CE, UL та ISO й відповідають як Європейській директиві щодо машин та електричної безпеки, так і вимогам щодо безпеки Північної Америки. Це гарантує високий рівень експлуатаційної безпеки, надійності та відповідності глобальним проектним вимогам.
Ексклюзивний процес очищення спеціально оптимізований для стічних вод із високою концентрацією органічних забруднювачів, солей та важких металів. Його виняткова стійкість до гідравлічних коливань та змін навантаження забруднювачами значно зменшує забруднення мембран та знижує частоту технічного обслуговування більш ніж на 65 %.
Система забезпечує повторне використання понад 90 % води й одночасно відновлює цінні метали, такі як літій, нікель та кобальт, значно зменшуючи споживання прісної води, витрати на утилізацію небезпечних відходів та втрати сировини.
Модульна інтегрована конструкція зменшує вимоги до площі встановлення приблизно на 40 % порівняно з традиційними системами очищення та дозволяє гнучке розширення потужності в майбутньому.
Повністю автоматизований інтелектуальний контроль процесу постійно оптимізує дозування реагентів та робочі параметри, мінімізуючи потребу в ручній праці й забезпечуючи повну документацію для відповідності вимогам, що підтримує екологічні перевірки та прийняття проектів.
5. Посилання на проекти та підтверджувальна документація
Ми успішно поставили системи очищення стічних вод для численних провідних виробників акумуляторів для електромобілів (EV), охоплюючи виробничі потужності як для акумуляторів NCM, так і для акумуляторів LFP.
Прикладом проекту є проект «нульовий скид рідини» (ZLD) для виробництва акумуляторів для електромобілів потужністю 8 ГВт·год/рік із потужністю очищення стічних вод 800 м³/добу.
Система постійно рециркулює очищену воду назад у виробничий процес, що дозволяє економити близько 220 000 м³ прісної води щорічно та зменшувати обсяги утворення небезпечних відходів більше ніж на 50 %. Проект успішно пройшов усі інспекції з екологічного приймання.
Документація, що підтверджує рішення, включає:
- Патенти на власну технологію очищення стічних вод
- Сертифікати CE, UL та ISO
- Звіти про лабораторні аналізи якості води, виконані незалежними сторонами
- Дозволи на екологічне приймання
- Контракти-зразки для аналогічних проектів
- Повна документація щодо гарантій експлуатації та технічного обслуговування
6. Обсяг послуг та процес співпраці
Ми надаємо комплексні EPC-рішення «під ключ» для очищення стічних вод, у тому числі дослідження місця розташування, характеристику стічних вод, лабораторні та пілотні випробування, індивідуальне проектування технологічних процесів, виготовлення нестандартного обладнання, підтримку будівництва цивільних споруд, монтаж, пусконалагодження, консалтинг щодо відповідності екологічним вимогам, експлуатацію та технічне обслуговування системи, модернізацію процесів та довгострокове постачання споживаних матеріалів.
Також доступні індивідуальні рішення щодо вилучення важких металів та відновлення ресурсів із стічних вод залежно від вимог замовника.
Стандартний процес співпраці
- Огляд місця розташування та відбір проб води — проведення польових досліджень, збирання проб стічних вод та оформлення професійного звіту з аналізу якості води.
- Індивідуальне проектування процесу — розробка спеціалізованого рішення щодо очищення, технічної пропозиції та комерційної цитати на основі умов експлуатації об’єкта.
- Виробництво обладнання та будівництво — початок виготовлення спеціалізованого обладнання та цивільних робіт після підтвердження контракту.
- Монтаж та введення в експлуатацію — завершення монтажу обладнання, комплексного введення системи в експлуатацію та пробної експлуатації до досягнення стабільного відповідності вимогам.
- Приймання проекту та навчання — сприяння прийманню об’єкта з точки зору відповідності екологічним вимогам та надання повного навчання для операторів.
- Тривала технічна підтримка — надання профілактичного обслуговування, регулярних перевірок, оптимізації системи, модернізації обладнання та технічної підтримки після продажу протягом усього терміну експлуатації.
EN
