مقدمة
وينبغي ألا يصمم صنع البطاريات للمياه المستعملة حول كلمة " البطاريات " وحدها. The correct treatment route depends on the batemistry, the production stage, the chemicals used, the way water is collected, and the required destination for treated water. A plant producing lithium-ion cells, a cathode-material facility, and a lead-acid battery factory can all generate very different wastewater.
لمَ تتطلب (باتري فاتر) تصميماً لـ (سترايم)
The U.S. EPA describes battery manufacturing as a group of processes involving electrodes, electrolytes, cell components and associated washing or ancillary operations. وتختلف قوائم الملوثات الخاضعة للضوابط المنظمة بفئة فرعية للبطاريات وتشمل عدة معادن، وبقايا صلبة معلّقة، وزيت وشحوم، وقطع غيار، وحامض نووي، وحامض نووي. وهذا درس هام في مجال المشتريات: فالقائمة الملوثة ليست عالمية، حتى في إطار صناعة واحدة.
وبالنسبة لمشروع جديد، فإن المسألة الهندسية الأولى هي بالتالي " أي آلة تعالج مياه الصرف الصحي بالبطارية؟ " . وهي " أي عملية تخلق كل تدفق للمياه المستعملة، وما هو في ذلك؟ " .
وقد تشمل خريطة مصادر مفيدة ما يلي:
- مجالات إعداد المواد الخام أو السلائف؛
- غسل الكهرباء أو المكون؛
- تجهيز المنتجات والمعدات؛
- حلول لتنظيف الأحماض أو الكالسين؛
- إنفجار رطب؛
- تفريغ مياه التبريد أو المرافق؛
- المياه الجوفية ومياه غسيل الصيانة؛
- المياه المستعملة في المختبرات؛
- تركيز النمط أو تجديد النفايات من شبكات المياه القائمة؛
- الخفافيش الخارجية والحلول المركزة
ليس لدى كل مصنع كل تيار ويجب أن تستند الخريطة إلى عملية الإنتاج الفعلية والمخزون الكيميائي.
أيّ بارامترات يجب أن تختبرها؟
وينبغي أن تُضمِّن اللجنة تقارير مختبرية أصلية حيثما كان ذلك متاحاً، ليس فقط قائمة قصيرة مستنسخة في رسالة إلكترونية. وتواريخ أخذ العينات، ونقاط المصادر، وظروف التشغيل هي أمور قد لا تمثل نتيجة الإنتاج العادي التنظيف أو التغيير أو حدثا خارج نطاق النظام.
المعلومات الهيدروليكية والبدنية الأساسية
Provide average daily flow, top hourly flow, batch volumes, discharge duration, temperature, pH range, conductivity or TDS, TSS and visible oil or solids. يرجى بيان ما إذا كان المصنع يعمل بصورة مستمرة، بالتناوب أو بالحملة.
المعادن والأيونات الخاصة بالعمليات
وتعتمد المعادن ذات الصلة على الكيمياء والعملية. وقد يكون النيكل، والكوبالت، والمنغنيز، والليثيوم، والنحاس، والألومنيوم، والحديد، والزنك، والرصاص، والكادميوم، والكروميوم أو العناصر الأخرى ذات صلة في مرافق مختلفة. ولا تطلب رقماً عاماً " للمعادن الثقيلة " فقط؛ وتحدد التحليلات الفردية التي تتطابق مع المواد المستخدمة في الموقع.
وقد يكون للفلوريد أو الفوسفات أو الكبريت أو الكلوريد أو الأمونيا أو أيونات أخرى أهمية عندما يشير إليها كيمياء الإنتاج. وقد تتصل أهميتها بالتفريغ، أو التقليص، أو إعادة الاستخدام، أو التثبيط البيولوجي، أو التآكل، أو التركيز في المجرى.
التحميل العضوي والمعالجة
وتساعد المواد الكيميائية والبيولوجية والنفطية والتكسين والزيوت والشحوم والمذيبات المحددة على تعريف الحمولة العضوية. A COD result does not show whether the organics are biodegradable, volatile, inhibitory or refractory. وإذا كانت هناك مجاري عضوية ذات صلة بالمذيبات أو مركّزة، تأكد ما إذا كانت تنتمي إلى مصنع المعالجة المائي على الإطلاق. وقد يكون الاسترداد أو التحصيل المراقب أو التخلص المتخصص أكثر ملاءمة من التحلل في المياه المستعملة.
المواد الكيميائية التي تغير إزالة المعادن
وكلاء الترميز، والوكلاء المعقدين، والمتفرقين، وبعض المفاعلات الأمواج يمكن أن يحافظوا على الفلزات قابلة للذوبان أو يغيروا التسارع. وقد يفسر وجودها سبب نجاح تعديل بسيط في الصحة في عملية نظرية، ولكنه ضعيف في اختبار الجرة.
A Practical Treatment-Route Decision Framework
والمراحل الواردة أدناه هي أدوار العمليات، وليس مجموعة موحدة ثابتة. A defensible proposal should state which contaminant or operating risk each stage address.
1 - الفصل بين المصادر والتحصيل المراقب
تنافر عن مسارات غير متوافقة أو قوية بشكل غير متناسب قبل دخولها إلى خزان مشترك لتحقيق المساواة. وهذا يمكن أن يقلل من الاستهلاك الكيميائي، ويحمي المعالجة البيولوجية ويبقي خيارات التعافي مفتوحة.
على الأقل، استعراض ما إذا كان ينبغي أن يظل ما يلي منفصلا:
- الأحماض القوية والآلكليس القوي؛
- السوائل المركّزة المحتوية على معدنيات وأغطية مخففة؛
- مجاري الفلوريد وغير الفلوريد؛
- بطاريات ذات صلة بالمذيبات أو عالية الذخائر؛
- مياه الغسيل النفطي؛
- التبريد النظيف نسبيا أو الماء العادم؛
- التركيز على الغشاء وتجديد النفايات
والفصل ليس تلقائياً كما هو الحال بالنسبة لبناء خط كامل لمعالجة كل تصريف. والهدف من ذلك هو الإبقاء على ما يكفي من التحكم في توجيه كل مسار آمن واقتصادي.
2 - تحقيق المساواة والنقل وإدارة الصحة العامة
تدفّق مقاييس التعادل وتركيزات الذروة، لكنّ الصهريج يجب أن يوضع حول جدول الدفعة الحقيقي. وينبغي استعراض الخلط والتهوية ومراقبة المستوى والمواد المتوافقة والقدرة على الطوارئ. وإذا أمكن أن تحدث ردود فعل أثناء الخلط، فإن التصميم يحتاج إلى تقييم واضح للمواد الكيميائية والسلامة.
والحياد يُعد المياه لتهطل المجرى أو المعالجة البيولوجية. وهو ليس في حد ذاته دليلا على إزالة الفلزات أو الفلوريد المذوبة.
3 تهطال المعادن وفصلها
ويحوّل التهطال الكيميائي عادة الفلزات المعزولة إلى صلبات قابلة للتحلل. ويتوقف اختيار المفاعل وتشغيله على الأنواع المعدنية والكيمياء المعقدة والهدف. ويمكن بعد ذلك أن يؤدي التخثر أو التكاثر إلى تحسين الفصل عن طريق الإيضاح، أو تسوية اللملة، أو التبخير، أو النسيج، أو خطوة أخرى من خطوات إزالة الصلب.
ويحدد التوجيه المتعلق بصناعة البطاريات في وكالة حماية البيئة التهطال الكيميائي والترسبات والتلويث بين أدوار المعالجة القائمة. غير أنه لا ينبغي للمورد أن يعِد بوجود معادن عالمية نتيجة لنطاق عام من الصحة العامة. اختبارات الجرارات عبر ظروف المياه الواقعية أكثر فائدة.
ويجب أن تشمل هذه العملية أيضا سُمك الدهون، وإزالة المياه، والتخزين، وطريقا قانونيا للتصريف أو الاستعادة. وتنقل المعالجة المعادن من المياه إلى الصلبات؛ ولا تزيلها.
4- معالجة فلوريدية عند الاقتضاء
وفي الحالات التي يتم فيها تأكيد الفلور، يمكن تقييم التهطال وفصل الصلب. ويتوقف الأداء على التركيز المؤثر، والأيون المتنافسة، والجرعة المتجددة، والحمض النووي، ووقت الرد، والحد النهائي. ويمكن أن تتطلب أهداف متدنية متبقية تلميعاً يتجاوز التهطال بالجملة.
وتنتج معالجة فلوريدية أيضاً حمأة ويمكن أن تضيف أملاحاً معزولة. وينبغي أن تُدرج هذه النتائج في الحسابات المتعلقة بالأمبراين والرابطة.
5- المعالجة العضوية: البيولوجية أو الأكسدة أو الانفصال
وقد يكون العلاج البيولوجي مناسباً للعضوية المتحللة أحيائياً بعد التحكم في المعادن الخام والمذيبات والرطوبة القصوى والملوحة. The decision should use BOD/COD relationships, respirometry or other treatability evidence rather than COD alone.
ويمكن تقييم الأكسدة المتطورة بالنسبة لمواد عضوية مكررة مختارة، أو لخفض السمية أو التلميع. إنها ليست طريقة اقتصادية تلقائياً لتدمير كل الذخائر المتفجرة وينبغي اختبار الطلب التقريبي، والمحتالين، والمواد الكيميائية المتبقية، والنواتج الفرعية للرد.
وقد يكون الكربون المنشط أو الفصل أو الاستعادة أو الإدارة خارج الموقع أكثر ملاءمة لمواد عضوية معينة. وينبغي أن تتبع العملية المركب المحدد والهدف النهائي.
6 - تلميع الثدييات وإعادة استخدام المياه
ويمكن أن تدعم عملية التسلل أو التسلل أو النسيج العكسي أو تبادل الأيوني أو أي تلميع آخر إعادة الاستخدام عندما تتطلب مواصفات إعادة الاستخدام. Before RO, control suspended solids, precipitated metals, hardness, silica, organics, oil and biological activity as relevant.
RO يخلق المرساة والتركيز. والانتعاش المرتفع لا يشكل إجابة كاملة إذا لم يكن المركز مقصد مسموح به أو عملي. The proposal should show mass balance, expected concentration factors, antiscalant assumptions, clean strategy, off-spec water handling and the residual route.
حدد نقطة إعادة الاستخدام أولاً وتختلف الاحتياجات من المياه اللازمة لغسل المعدات، وتبريدها، وتأطير العمليات أو إنتاجها من حيث النقاء. " المياه القابلة للاستعمال " ليست مواصفات واحدة.
7. التركيز والتبخر والزدحام
ويمكن النظر في الإجلاء عند تقييد خيارات التصريف أو عند تخفيض حجم التركيز. وهو عادة ما يتابع عمليات إزالة المواد التي تسبب ارتفاعا حادا أو تآكلا أو رغوة أو نقلا متقلبا.
ويعني عدم تفريغ السائل تحديد المسار السائل والإدارة النهائية للمواد الصلبة. ولا ينبغي عرضه كعلامة ملحقة بمهرب. ولا يزال المالك يحتاج إلى مسار مقبول للملح والحمأة ونفايات التنظيف وأي خمور أم أو بقايا غير مستعملة.
كيفية مقارنة مقترحات الموردين
ويمكن لاقتراحين أن يحتويا على أسماء مماثلة من المعدات التي لا تزال ذات نوعية تقنية مختلفة جدا. مقارنة الافتراضات الكامنة وراءها.
توفير المياه والتوازن الجماعي الملوث
The proposal should show major inlet streams, treated-water flow, membrane concentrate, sludge, evaporation feed, distillate and final residuals. إسأل أين يُتوقع أن يذهب كل ملوث
تحقق من أساس التصميم
متوسط وتدفقات الذروة، وتوقيت الدفعة، وتركيزات التصميم، ودرجة الحرارة، والتعافي، وساعات التشغيل، ونوعية المياه المستهدفة. وإذا كانت القيم مفقودة، ينبغي أن تُعتبر افتراضات، لا تُعامل بصمت على أنها وقائع.
استعراض الاستهلاك الكيميائي والمتبقي
(ب) طلب أدوار كيميائية إرشادية، ومنهجية إنتاج الحمأة المتوقعة، ونفايات التنظيف المغناطيسي، وبرمجيات التصفية، ومجلدات التركيز. وقد يتطلب الاستهلاك الدقيق إجراء اختبارات، ولكن ينبغي أن يكشف الاقتراح عما يدفعه.
التحقق من مواد البناء
وينبغي أن تعكس المواد الهيدروجينيا، والكلوريدات، والفلوريد، ودرجة الحرارة، والأكسيدات، والمذيبات، والتركيز. الفولاذ اللاصق ليس حلاً عالمياً للتآكل. Review wetted parts, tank linings, seals, piping and instruments.
تحديد حدود البطاريات والوصلات البينية للمواقع
توضيح من يقدم الدبابات المدنية، والمؤسسات، والربط بين الرصيف، والتخزين الكيميائي، والتهوية، والطاقة، والهواء المضغوط، والمياه النقية، والصرف، والرفع، وتقديم الدعم. وتواجه المشاريع الدولية في كثير من الأحيان تأخيرات في هذه الواجهات بدلا من أن تكون داخل نطاق العلاج.
اختبار القابلية للمعاملة والعمل التجريبي
الاختبار يجب أن يجيب على سؤال تصميمي محدد
اختبارات (جار) يمكن أن تقارن التحيّد، التهطال، التخثر والتسوية. اختبارات التخزين يمكنها تقييم السلوك الصلب ويمكن أن تقيّم أعمال التحلل أو التحلل البيولوجي التثبيط. ويمكن أن تظهر التجارب المصغرة التدفق، والرفض، والضغط، والتنظيف. ويمكن لاختبار الإجلاء أن يكشف عن التصعيد، والرغوة، وآثار نقطة الغليان، وتكثيف الهواجس النوعية والمادية.
Use representative samples from defined sources. وقد تسفر عينة واحدة مختلطة تُجمع بعد يوم إنتاج غير عادي عن استنتاجات مضللة. وفيما يتعلق بالعمليات المتغيّرة، تُختبر الظروف العادية والشديدة الحمولة والتنظيف بشكل منفصل.
اختبار المصانع، تفتيش السفن، الإعداد
وينبغي أن يتحقق اختبار العوامل من ما يمكن التحقق منه قبل توافر المياه المستعملة: هوية المعدات، والأبعاد، وتوثيق المواد، وتناوب المضخات، وتشغيل الصمامات، والأدوات، والضوابط، وأجهزة الإنذار، وتداول المياه النظيفة عند الاقتضاء، والفحوصات الكهربائية، واكتمال الوثائق.
ولا يثبت اختبار مصنع المياه النظيفة أداء معالجة مياه الصرف الصحي في البطاريات. ويتوقف أداء الموقع على المياه الفعلية، والمواد الكيميائية، وظروف التشغيل، والتراكم البيولوجي عند الاقتضاء.
وينبغي للتفتيش على الشحنات أن يفحص الحفظ، والفتحات المجهزة، والقطع غير المجهزة، ومتطلبات تخزين الغشاء، والتوافق الكيميائي بين الحافظات المؤقتة، ونقاط الرفع، وقوائم التعبئة، وتعبئة الصادرات.
وقبل التركيب، تأكيد المؤسسات، والوصول، والصرف، والتهوية، ونوعية المرافق، والإمداد بالطاقة، والتفريغ الكيميائي، وسلامة المشغلين، وإزالة الحمأة، والطريق إلى المياه الخارجية. ولا تزال هناك حاجة إلى تصفية الخدمات وطرق الإزالة.
التخطيط للتعيينات وقبول الأداء
وينبغي أن ينقسم الانتداب إلى استكمال ميكانيكي، والتكليف المبلّل، وبدء العمليات، واختبار الأداء. وخلال الاكتمال الميكانيكي، التحقق من التركيب، والاستمرارية الكهربائية، والتناوب، ومواد التشحيم، وأجهزة التنظيف، ومعايرة الأجهزة، والربط بين الأمان. ويؤكّد الإلزام الرطب التدفقات، والمستويات، ورد الجرعة، وأجهزة الإنذار، وتسلسل الرقابة باستخدام المياه النظيفة أو السائل المأمون المتفق عليه.
ولا تبدأ العملية إلا عندما تتاح المياه المستعملة والمواد الكيميائية والحاويات المتبقية والمشغلين المدربين والدعم المختبري. If biological treatment is included, allow for biomass seeding and acclimation. ولا ينبغي الحكم على أداء الغشاء قبل الكيمياء في أعلى المجرى، كما أن السيطرة على الصلبات مستقرة.
ويحتاج قبول الأداء إلى شروط خطية للحدود. Define the feed-flow range, influent concentration envelope, temperature, operating hours, chemical quality, required operator actions and sampling method. دولة ما إذا كان الامتثال قائماً على تركيبة يومية أو أخذ عينة أو بروتوكول آخر متفق عليه. وينبغي أن تميز فترة القبول التشغيل العادي عن التنظيف والصيانة والإنتاج غير المتوقع وظروف الطوارئ.
إدراج المبالغ المتبقية في القبول. ولم يحل المشروع بالكامل أي نظام يصل إلى هدف المياه بينما ينتج حمأة أو تركيزا لا يمكن التحكم فيه. كمية الحمأة والأوضاع، وسلوك التصفية، وحجم التركيزات الوسيطة، واستهلاك المواد الكيميائية، وأي مياه تعاد تدويرها داخليا.
وأخيرا، تسند المسؤولية عن التغذية خارج المظروف المتفق عليه. The plant should have diversion or hold capacity for abnormal batches instead of forcing every event through a process designed for normal production.
حالات الشراء المشتركة
- - دمج جميع المياه المستعملة في متوسط واحد قبل استعراض مجاري المصادر.
- اختيار عملية من نتيجة معدنية عالية دون التحقق من المضاربة أو العوامل المعقدة.
- - معالجة الذخائر العنقودية كما لو أنها قابلة للتحلل البيولوجي بالكامل.
- - إضافة التقرير السنوي دون تحديد إدارة المركزات.
- - دعوة الى التبخر " زرلد " دون تحديد البقايا النهائية.
- - مقارنة الموردين بحجم الصهاريج وحجم الضخ وحده.
- استخدام اختبارات مصنع المياه النظيفة كضمان لتنفيذ العمليات.
- التنظيف الخيوط، الإنتاج غير المتوقع، تغير الكيمياء في المستقبل.
- - عبء عمل المشغل، والقدرة التحليلية، والسلامة الكيميائية.
- - الوصلات البينية للمواقع غير المحسومة حتى تصل المعدات.
FAQ
ما هي أفضل عملية لمياه نفايات بطارية الليثيوم؟
لا توجد عملية عالمية. ويتوقف الطريق على مرحلة الإنتاج، والكيمياء، والفصل بين المجرى، والفلزات، والفلوريد، والعضوية، والملوحة، وتقلبات التدفق، وهدف التصريف أو إعادة الاستخدام. ويمكن أن يتناول التهطال الكيميائي وفصل المواد الصلبة المعادن؛ وتضاف مراحل أخرى فقط للملوثات والأهداف المؤكدة.
هل يمكن جمع جميع مياه الصرف الصحي في خزان واحد لتحقيق المساواة؟
ليس آمناً أو اقتصادياً بالفشل وينبغي استعراض مسارات مركّزة، ومتعارضة، ومتعلقة بالمذيبات، وتربية الفلوريد، وتربية المعادن، ونظيفة نسبيا قبل الخلط. ولا يمكن أن يكون الخلط المتحكم فيه مناسبا إلا بعد فهم نتائج التوافق والعلاج.
هل يزيل تعديل الصحة الفلزية المعزولة؟
ويمكن للتحكم في الهيدروجين أن يدعم التهطال، ولكن الإزالة تعتمد على الأنواع المعدنية، والكيمياء المعقدة، واختيار الحكام، وظروف الرد، والفصل بين الصلبين. A jar test is more reliable than a general setpoint.
هل العلاج البيولوجي ضروري؟
فقط عندما يُمكن تَحَوُّل عضويّات مُتحللة بيولوجياً والهدف النهائي يبرره. وقد تتطلب المعادن أو المذيبات أو الملوحة أو المثبطات الأخرى السيطرة على المجرى. وينبغي أن يؤكد اختبار القابلية للمعاملة الدور البيولوجي.
هل الأشعة العكسية ضرورية لإعادة الاستخدام؟
ليس لكل نقطة إعادة استخدام RO is useful when dissolved-solids reduction is required, but it creates focused. تحديد مواصفات إعادة الاستخدام والطريق المتبقي قبل اختيارها.
ما الذي يجب أن يُدرج في ترددات مياه الصرف الصحي؟
يشمل وصف العمليات، والمخزون الكيميائي، وخريطة المصدر، والجدول الزمني للتدفق، والتقارير المختبرية، والتصريف أو إعادة الاستخدام، والمرافق الموقعية، والحيز المتاح، والمعوقات المتبقية، وموقع المشروع ومسؤوليات التنفيذ.
خاتمة
وتمثل معالجة مياه الفضلات في صنع البطاريات مشكلة تتعلق بمراقبة المصادر والتوازن الجماعي قبل أن تكون مشكلة اختيار المعدات. The most reliable projects keep difficult streams visible, test the chemistry that controls precipitation or biodegradation, define the treated-water destination and account for every sludge and focused stream.
وينبغي لمقترح الموردين أن يشرح الغرض من كل مرحلة، وأن يكشف عن الافتراضات، وأن يفصل بين عمليات التحقق من المعدات التي يمكن التحقق منها في المصنع من أداء عمليات الموقع. ويعطي هذا النهج المشترين أساسا أقوى لمقارنة النطاق التقني، والمخاطر التشغيلية، ومجموع مسؤولية المشروع.
CTA
وضع مشروع لصناعة البطاريات في مجال المياه المستعملة أرسل (بيهيوبو) عملية إنتاجك، وقائمة مصادر المياه المستعملة، والتحليل التمثيلي، ومتوسط وتدفقات الذروة، وهدف العلاج، والمرافق وبلد المشروع. ويمكن أن تركز المناقشة التقنية بعد ذلك على البيانات المفقودة وأدوار العمليات التي تحتاج إلى تقييم، دون الاضطلاع بمجموعة موحدة.
