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［摘要］以某光伏企業作為背景，針對光伏電池生產過程中產生的9種類型廢水，按照所含污染物不同，考慮系統運行的經濟性和穩定性，合并成含氟廢水、含氮有機廢水和堿性廢水等3類廢水分別進行處理。實踐證明，采用該設計方案，光伏企業生產的工業廢水經過處理后，各項排放指標均滿足國家外排廢水要求。
［關鍵詞］光伏；總氮；氟化物；pH值
0引言
隨著綠色新能源的不斷發展，如何降低新能源生產過程中的污染物排放一直是整個社會關注的問題［1］。特別是伴隨光伏技術的蓬勃發展，在光伏電池制造環節中大量使用各類酸堿化學品，產生的廢水和廢液對環境具有很大的污染。國家專門制定了GB30483-2013《電池工業污染物排放標準》，各級政府根據當地的實際情況，在國家標準的基礎上，出具更加嚴格的地方標準。各光伏企業在優化生產工藝的同時，也在不斷地探索排放廢水的處理工藝。本文根據某光伏電池制造企業的常規生產工藝和污染物情況，針對性探索相應的廢水處理工藝。
1污染物產生情況
1.1光伏電池制造工藝
在不斷追求光伏電池效率提升的情況下，光伏電池的生產主要以單晶PERC電池為主流生產工藝，工藝流程為“制絨-擴散-刻蝕拋光-氧化-正面PECVD-背面鈍化-激光開槽-電極印刷-分選”。為保證生產工藝順利進行，需要有廠務設施提供純水、有機吸收塔、燃燒塔等外圍服務。
1.2污染物情況
在光伏電池生產過程中，產生廢水和廢液的途徑有以下幾個方面：制絨和刻蝕拋光等工藝需要采用HF、HNO3、KOH、添加劑等化學試劑產生的廢液；半成品清洗等產生含有化學品廢水；外圍設施進行吸附等產生含有化學品廢水。經統計，該光伏企業產生的廢水種類有9種，分別為濃氟廢水、低氟廢水、含有機添加劑濃堿廢水、含有機添加劑低堿廢水、濃堿廢水、低堿廢水、含氨廢水、洗滌塔廢水、生活廢水。廢水中主要的污染物可以分為廢堿、氟離子、總氮和COD?？紤]系統運行的穩定性和經濟性，將廢水、廢液分別集取，分為3類合并處理。將濃氟廢水、低氟廢水及洗滌塔廢水歸為含氟廢水；將含有機添加劑的濃堿、低堿廢水，含氨廢水及生活廢水歸為含氮有機廢水；將濃堿廢水及低堿廢水歸為堿性廢水。
1.3處理后排放標準
各系統排放廢水指標遵照GB30483-2013《電池工業污染物排放標準》。
2廢水處理工藝
2.1含氟廢水處理工藝
對于含氟廢水的處理，主要采用“形成鈣鹽+鋁鹽吸附沉淀+板框壓濾”的原理。具體如下：第一步：形成鈣鹽。因石灰價格便宜，來源廣泛，且易溶于水，該工藝中，將石灰水同含氟廢水反應。為進一步降低氟化物含量，在投加Ca(OH)2形成氟化鈣鹽沉淀的同時投加CaCl2，根據同離子效應理論，在難溶電解質的飽和溶液中，加入含有同離子的另一種電解質時，原有的電解質溶解度降低，從而使得更多的CaF2沉淀形成和析出。第二步：鋁鹽吸附沉淀。鈣鹽中和產生的CaF2是一種微細的結晶，沉淀效果不佳?；炷齽┖椭齽┦且环N鋁鹽，投加到水中后，Al3+與F-的結合以及鋁鹽水解中間產物和最后生成的Al(OH)3在溶液中形成各種礬花，對氟離子具有配體交換、物理吸附、卷掃等作用，同時還能促進氟化鈣鹽沉淀顆粒的形成和長大，最終將產生的CaF2形成水中沉淀，同處理后的清水進行分離。第三步：板框壓濾。最終廢水中CaF2和清水是混合在一起的，利用板框壓濾機進行壓濾處置后，將CaF2壓制為鹽餅外運，清水達標排放。
2.2有機含氮廢水處理
選擇Anoxic/Oxic（以下簡稱A/O）工藝［2］對有機含氮廢水進行總氮的去除和COD的降解，進行廢水的無害化處理。A/O工藝將缺氧段和好氧段串聯在一起，在缺氧段異養菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物，當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時，可提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的N或氨基酸中的氨基），游離出氨（NH3+、NH4+），在充足供氧條件下，自養菌的硝化作用將NH3+（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮（N2），完成C、N、O在生態中的循環，實現污水的無害化處理。
2.3堿性廢水處理
堿性廢水不包含別的污染物，只是pH值呈現堿性。處理過程中，主要是通過加入硫酸，進行酸堿反應，調節pH值為中性。反應原理如下：H2SO4+2KOH2H2O+K2SO4實際處理過程中，從表1可以看出，堿性廢水中的濃堿廢水量很少，主要為沖洗產生的KOH含量很低的低堿廢水，反應產生微量K2SO4不會影響外排水質。因此，堿性廢水經過pH調節后，直接進入達標水池進行排放。
3處理結果
采用本方案進行廢水處理后，對關鍵指標進行測試。排放標準進行對比，表明本處理工藝完全能夠符合國家要求。
4結論
對光伏電池生產過程中產生的9種類型廢水按照所含污染物的不同，分為3類廢水進行集中處理。在處理過程中，可根據處理指標的實際情況，對中間產物進行往復使用，盡可能考慮處理工藝的經濟性，對于光伏企業實現達標排放具有很重要的社會價值和經濟價值。
［參考文獻］
［1］馮佳，劉楓，某光伏生產廢水處理設計與運行［J］.環境科技，2018，31（4）:34-37.
［2］鄭傳勇，高COD有機廢水處理工藝探討［J］.中國化工貿易，2018（11）:96.
作者:韓燕旭 張玲 馮琪宇 高明霞 溫志桐 李艷芝 李東東 李繼芳 單位:山西潞安太陽能科技有限責任公司
