Рішення щодо очищення стічних вод у виробництві літій-іонних акумуляторів

1. Джерела стічних вод, типові забруднювачі та характеристики води

Стічні води виробництва літієвих акумуляторів утворюються переважно під час підготовки катодних і анодних матеріалів, нанесення електродних покриттів, відновлення розчинника N-метил-2-пірролідону (NMP), заповнення електролітом, формування та старіння, промивання обладнання, промивання акумуляторних елементів і прибирання підлоги виробничих приміщень. Це рішення застосовне до стічних вод, що утворюються при виробництві літій-залізо-фосфатних (LFP), нікель-кобальт-марганцевих (NCM) та інших технологій літієвих акумуляторів.

Стічні води мають характерні для галузі літієвих акумуляторів властивості й містять складну суміш забруднювачів, зокрема:

• Важкі метали, такі як літій (Li), нікель (Ni), кобальт (Co) та марганець (Mn), більшість із яких перебуває в стійких комплексних формах;
• Неорганічні забруднювачі, зокрема фториди, фосфати та високі концентрації розчинених солей.
• Вогнетривкі органічні сполуки, зокрема НМР, залишки електроліту та полімерні зв’язувальні речовини, що призводять до значних коливань ХПК та поганої біорозкладності.

Крім того, чергування кислих та лужних технологічних стоків викликає широкі коливання рН, підвищення загального вмісту розчинених твердих речовин (TDS) та значні коливання як об’єму стічних вод, так і їхнього складу. Без ефективної очистки залишкові важкі метали та надмірні концентрації фторидів легко можуть перевищити гранично допустимі значення для скидання.

Системи очистки стічних вод повинні відповідати суворим вимогам стандарту GB 30484-2013 – «Стандарт скидання забруднювальних речовин у галузі акумуляторів», а також одночасно задовольняти вимоги щодо скидання у навколишнє середовище та повторного використання води у виробництві.

2. Поширені проблеми замовників

Екологічні норми для виробництва літій-іонних акумуляторів стають усе суворішими; важкі метали та фториди визначені як ключові показники відповідності. Навіть незначні коливання якості стічних вод можуть призвести до невідповідності екологічним вимогам.

Традиційні технології очищення стічних вод мають обмежену здатність розкладати стійкі комплекси важких металів, часто забезпечуючи нестабільну ефективність очищення, вимагаючи надмірного дозування реагентів та утворюючи великі обсяги небезпечного осаду, що призводить до високих експлуатаційних та утилізаційних витрат.

Крім того, стійкі органічні сполуки часто викликають забруднення мембран, корозію обладнання та аварійні зупинки, що негативно впливає на безперервне виробництво.

Додатково, стандартне обладнання для очищення стічних вод, як правило, не розраховане на високосолону та висококорозійну робочу атмосферу виробництва літій-іонних акумуляторів, що призводить до поганої адаптивності системи та зниження надійності обладнання.

Багато традиційних систем очищення також забезпечують порівняно низькі показники відновлення води, що призводить до значних втрат цінних металів і водних ресурсів. Традиційні муніципальні споруди для очищення стічних вод вимагають великих площ для встановлення й мають обмежену гнучкість щодо майбутнього розширення, тому вони не підходять для швидко зростаючих заводів з виробництва акумуляторів.

3. Процес очищення та конфігурація основного обладнання

Щоб вирішити складні характеристики стічних вод від виробництва літій-іонних акумуляторів, ми застосовуємо спеціалізований процес очищення, що складається з таких етапів:

Роздільне збирання та попередня обробка → Розрушення комплексів та окиснення → Коагуляція та осадження → Біологічна обробка → Покращена мембранна десалінація → Зменшення об’єму концентрату

Стічні води з високою та низькою концентрацією збирають окремо й вирівнюють за об’ємом перед очищенням.

Спеціалізований реактор для декомплексації ефективно розкладає стабільні комплекси важких металів, після чого відбувається коагуляція й осадження разом із високоефективною системою видалення фторидів для видалення більшості важких металів, фторидів та завислих речовин.

Далі застосовується передова технологія окиснення для деградації стійких органічних сполук і покращення біорозкладності стічних вод.

На етапі біологічної очистки використовується процес A/O (аноксичний/оксичний) для ефективного видалення ХПК та амонійного азоту.

Нарешті, система ультрафільтрації (UF) у поєднанні з антизабруднювальною зворотноосмотичною (RO) мембранною системою виробляє рекультивовану воду високої якості, придатну для технологічних процесів промивання. Решта концентрату з високим вмістом солей підлягає подальшому концентруванню й зменшенню об’єму перед остаточним утилізуванням.

Основне обладнання включає:

• Індивідуальні реактори для декомплексації важких металів
• Системи високоефективного видалення фторидів
• Інтелектуальні системи дозування хімічних реагентів
• Мембранні фільтраційні системи, стійкі до забруднення
• Повністю автоматизовані панелі керування водоочисними установками
• Системи онлайн-моніторингу якості води

4. Переваги рішення

Наше рішення спеціально розроблено для вирішення складних характеристик стічних вод у виробництві літій-іонних акумуляторів.

Ексклюзивний процес очищення ефективно розкладає комплексні важкі метали, забезпечуючи високу ефективність їх видалення та фторидів, а також постійно виробляючи очищену воду, яка відповідає нормам скидання та повторного використання.

Ми надаємо повністю індивідуалізовані технічні рішення, адаптовані до надвисокої солоності й корозійності умов виробництва літій-іонних акумуляторів. Індивідуальні антикорозійні корпуси, зносостійкі конструкції, системи трубопроводів, стійкі до засмічення, та спеціалізовані фільтрувальні компоненти значно підвищують адаптивність обладнання, стабільність експлуатації та термін його служби.

Усе основне механічне обладнання, електричні системи керування та компоненти для очищення води сертифіковані відповідно до стандартів CE, UL та ISO, що гарантує якість продукції, безпеку експлуатації та відповідність вимогам приймання проектів як на внутрішньому, так і на міжнародному ринках.

Система забезпечує рівень повторного використання води понад 90 %, що дозволяє ефективно рециркулювати водні ресурси й одночасно відновлювати цінні метали, значно скорочуючи споживання прісної води та витрати на утилізацію небезпечних відходів.

Модульна інтегрована конструкція мінімізує вимоги до площі для встановлення й забезпечує гнучкість у монтажі, розширенні та модернізації системи. Повністю автоматизована інтелектуальна робота суттєво зменшує потребу в робочій силі, частоту технічного обслуговування та загальні експлуатаційні витрати.

5. Посилання на проекти та підтверджувальна документація

Ми успішно завершили численні проекти очищення стічних вод для виробників літієвих акумуляторів, охоплюючи як виробництва акумуляторів LFP, так і NCM.

Представницький проект — це проект очищення стічних вод та повторного використання води на виробництві літієвих акумуляторів потужністю 10 ГВт із продуктивністю 1000 м³/добу.

Система продемонструвала тривалу стабільну роботу, ефективно вирішуючи проблеми, пов’язані з надмірним вмістом важких металів, забрудненням мембран та частим технічним обслуговуванням. Проект успішно пройшов екологічні приймальні перевірки й щорічно економить понад 300 000 м³ прісної води.

Документація, що підтверджує рішення, включає:

• Патенти на власницький процес очищення стічних вод
• Сертифікати відповідності CE та UL
• Сертифікат системи управління якістю ISO
• Звіти про водяне тестування, затверджені незалежною третьою стороною
• Документація щодо приймання проекту
• Зразки контрактів на орієнтовні проекти

6. Обсяг послуг та процес співпраці

Ми надаємо комплексні EPC «під ключ» рішення для очищення стічних вод виробників літій-іонних акумуляторів, у тому числі дослідження місця розташування, відбір і аналіз стічних вод, індивідуальне проектування технологічного процесу, розробку нестандартного обладнання, виробництво обладнання, монтаж, пусконалагоджувальні роботи, експлуатацію та технічне обслуговування, підтримку відповідності екологічним вимогам, модернізацію системи та постачання споживних матеріалів протягом усього терміну експлуатації.

Стандартний процес співпраці

• Обстеження майданчика та відбір проб води — проведення польового обстеження, збирання проб стічних вод та оформлення детального звіту про якість води.
• Індивідуальне інженерне проектування — розробка спеціалізованого процесу очищення, індивідуального рішення щодо обладнання та детальної комерційної пропозиції.
• Виробництво обладнання та будівництво — початок виготовлення індивідуального обладнання та будівельних робіт на місці після підтвердження контракту.
• Монтаж та введення в експлуатацію — повний монтаж, комплексне введення в експлуатацію та пробна експлуатація до досягнення стабільних показників очищення та відповідності нормативним вимогам.
• Приймання проекту та навчання — допомога у процедурах екологічного приймання та надання професійного навчання для операторів.
• Тривала технічна підтримка – Надання профілактичного обслуговування, регулярних перевірок, оптимізації системи, модернізації обладнання та технічної підтримки протягом усього терміну експлуатації.