光伏产业含氟废水处理工艺

杜笙树脂李工 2023-07-06 发布于湖北

展开全文

1、光伏废水水质特性

在光伏行业中废水的产生主要来自于单晶硅及多晶硅的生产线排水，废水排放工段为制绒和清洗工段。排放的生产废水包括含硅碱性废水、含浓氢氟酸废水和稀盐酸废水，废水中除含有无机污染物外还有异丙醇、乙醇等有机物。其中CODcr、F 浓度高。

光伏废水主要来源于硅棒在切断、磨削、切片以及硅片在研磨、腐蚀、抛光等过程产生的助剂废液和清洗废水，其处理难点主要包括：有机物（主要是聚乙二醇等）、悬浮物（主要是硅粉、碳化硅）浓度高，并含有氟离子及酸碱（主要是氢氟酸、硝酸及其他缓冲酸）等污染物。

生产工艺为：多晶硅棒—线开方—切断—磨面—切片—预清洗—检查—硅片清洗—包装。

生产废水主要包括：

（1）切磨废水。开方硅锭经少子寿命测试后，截断无效部分，对断面磨光打平，产生研磨废水，废水主要成分为硅粉。

（2）预清洗废水。硅锭切片后，用水枪将硅片表面切削砂浆（由切削液和金刚砂配制，主要成分为聚乙二醇和碳化硅）和硅粉喷洗干净，产生预清洗废水。预清洗废水水量大、有机物浓度高，是硅片生产废水中最难处理的一股废水。

（3）硅片清洗废水。检查合格的硅片采用柠檬酸等浸泡进一步去除表面金属等杂质，该股废水有机物浓度高，但水量较小。

（4）超声波清洗废水。酸洗后硅片采用超声波技术用大量超纯水清洗，该股废水水量大，污染较小。

2、光伏废水处理工艺

2.1、工艺流程

根据排放的光伏废水水质特性，其生产废水均需进行分类处理，一类为酸、碱含氟废水的处理：另一类为高浓度有机废水的处理。

①酸、碱含氨废水

对高浓度含F废水，一般采用钙盐沉淀法，向废水中投加氯化钙或石灰乳生成CaF2沉淀去除。该工艺方法简单，处理效果稳定可靠，采用氯化钙药剂，操作管理方便，污泥量少，但需同时投加氢氧化钠以调节PH,因此运行费用高。采用投加石灰乳药剂可同时起到调节PH和生成氯化钙沉淀物的作用，因此运行费用低，但需要另行设置石灰乳溶解装置，设备投资费用较高，操作维护麻烦。且污泥量大，管道易结垢堵塞，操作间周围卫生环境较差。

②高浓度有机废水

高浓度的有机废水包括制城工序中产生的异丙醇废水和其它清洗废水。其中异丙醇废水排水量少，但其COD浓度极高，平均可达10000mg1以上，且该废水对微生物具有毒害性，会严重影响生化处理过程中微生物的活性，因此必须对该类废水进行预处理，其预处理工艺一般采用的是Fenton法，经过Fenton法预处理后废水中的COD可以得到大部分的去除，然后与其它清洗废水混合进行生物处理。

生物法处理一般采用“水解酸化+生物接触氧化”的方法处理。水解酸化可以将不溶性有机物转化成溶解性物质，将大分子物质、难于生物降解物质转化为易于生物降解的小分子物质，可有效减少污泥量，降低污泥的VSS。然后采用生物接触氧化方法处理经水解酸化池处理后的废水，生物接触氧化池内有高浓度的微生物量，可有效去除废水中的有机污染物质。

3、光伏废水处理工艺要求

①由于排放出的废水中酸性物质较多，同时废水处理过程中需要投加大量的碱及PH回调节所需的酸，废水的PH变化很大，这会对工序中的设备还有建筑物带来腐蚀性，因此必须要保证工序中的设备和建筑物有足够的耐腐蚀性。所有设备、管路及场地需考虑废水性质及环境的作用，选用防腐材料及作防腐处理。

②废水处理系统中应该有事故情况下的应急措施，臂如处理水质不达标时的回流措施及特殊情况下的应急水池等。

③废水处理运行过程中化学药剂用量较大，因此设置的化学药剂储罐最少应保证大于三天以上安全用量，储存化学药品的区域需要考虑化学药品从槽车往药品储罐上载时及化学药品输送使用过程的泄露及安全对策。

④废水处理站在运行过程中产生的污泥量很大，因此污泥处理系统应尽量减轻操作人员的工作强度，提高自动化程度。经过脱水的污泥应该提供自动装置进行装卸。

⑤废水处理站应设置必要的PH计，F计，COD检测仪，流量计等，以保证化学药剂的准确投加，减少药剂用量，降低运行费用，并确保出水水质的达标排放。

4、光伏废水深度处理工艺：

前端采用2级物化后，基本上水里面的氟离子浓度降到10ppm左右，目前国内已有部分地区针对氟离子做了提标，要求做到1ppm以下。10ppm做到1ppm以下的工艺一般常用的是两种。

1、除氟剂：

利用铁盐和铝盐两大类混凝剂所含金属离子在水中形成细微的胶核或絮绒体，这些带正电的胶粒吸附水中的氟离子，使胶粒相互凝聚为较大的絮状物沉淀以达到除氟的目的。

优点：药剂投加量小、处理量大、一次处理后可达国家排放标准。

缺点：絮凝沉淀处理费用较大，产生污泥量多，氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中sO2- a等阴离子影响大，出水水质不够稳定。