光伏产业含氟废水处理工艺

日期: 2024-07-05 16:08:13|浏览: 17|编号: 78681

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光伏产业含氟废水处理工艺

1、光伏废水水质特征

光伏行业废水主要产生于单晶硅、多晶硅生产线排水,废水排放工段为制绒清洗工段。排放的生产废水包括含硅碱性废水、浓氢氟酸废水、稀盐酸废水,废水中除无机污染物外,还含有异丙醇、乙醇等有机物,其中CODcr、F浓度较高。

光伏废水主要来源于硅棒切、磨、切片和硅片磨削、腐蚀、抛光等工序产生的辅助废液和清洗废水,其处理难点主要有:含有高浓度的有机物(主要为聚乙二醇等)和悬浮物(主要为硅粉、碳化硅),并含有氟离子和酸碱等污染物(主要为氢氟酸、硝酸等缓冲酸)。

生产流程为:多晶硅棒—硅丝开方—切割—磨片—切片—预清洗—检查—硅片清洗—包装。

生产废水主要有:

(1)磨削废水。硅锭在少数载流子寿命测试后,进行切割,切除无效部分,断面打磨、整平,产生磨削废水,废水主要成分为硅粉。

(2)预清洗废水。硅锭切片后,用水枪喷淋切割浆料(由切割液和刚玉配制而成,主要成分为聚乙二醇和碳化硅)和硅粉清洗硅片表面,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废水。

(3)硅片清洗废水。合格的硅片经过柠檬酸浸泡,进一步去除表面金属等杂质。该类废水有机物浓度较高,但水量较小。

(4)超声波清洗废水。硅片酸洗后,采用超声波技术清洗,产生大量的超纯水。该类废水量较大,但污染相对较小。

2、光伏废水处理工艺

2.1 工艺流程

根据光伏排放废水的水质特点,其生产废水需进行分类处理,一类是酸性、碱性含氟废水的处理;另一类是高浓度有机废水的处理。

①酸性、碱性含氨废水

对于高浓度含F废水,一般采用钙盐沉淀法,在废水中加入氯化钙或石灰乳,生成CaF2沉淀进行去除。此工艺简单,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调节pH值,运行成本高。投加石灰乳剂,可同时调节pH值和生成氯化钙沉淀,运行成本低,但需另设石灰乳溶解装置,设备投资成本高,运行维护麻烦。另外污泥量大,管道易结垢堵塞,手术室周围卫生环境差。

②高浓度有机废水

高浓度有机废水包括异丙醇废水、城市建设过程中产生的其他清洁废水等。其中异丙醇废水排放量不大,但其COD浓度极高,平均可达10%以上。而且这种废水对微生物有毒性,在生化处理过程中会严重影响微生物的活性。因此,必须对这类废水进行预处理。预处理工艺一般采用预处理的方法。经过预处理后,废水中的COD可以大部分去除,然后与其他清洁废水混合进行生物处理。

生物处理一般采用“水解酸化+生物接触氧化”的方法,水解酸化可以将不溶性有机物转化为可溶性物质,将大分子物质和难生物降解的物质转化为易生物降解的小分子物质,可以有效减少污泥量,降低污泥的VSS。然后采用生物接触氧化法对水解酸化池处理后的废水进行处理,生物接触氧化池中微生物浓度较高,可以有效去除废水中的有机污染物。

3、光伏废水处理工艺要求

①由于排放的废水中酸性物质较多,而废水处理过程中需要加入大量调节pH所需的碱和酸,导致废水pH值变化较大,对工艺过程中的设备和建筑物产生腐蚀。因此必须保证工艺过程中的设备和建筑物具有足够的耐腐蚀性能。所有设备、管道和场地都要考虑废水的性质和环境的作用,选用防腐材料、进行防腐处理。

②废水处理系统应具有发生意外事故的应急措施,如处理水质不达标时的回流措施、特殊情况下的应急水池等。

③污水处理过程中会用到大量的化学药剂,因此所设置的化学药剂储罐至少要保证三天的安全使用时间,化学品储存区域需要考虑化学品从槽车装到化学品储罐过程中以及化学品运输、使用过程中的泄漏和安全措施。

④污水处理厂在运行过程中会产生大量的污泥,因此污泥处理系统应尽量减少操作人员的工作量,提高自动化程度。应设有脱水污泥装卸的自动装置。

⑤废水处理站应配备必要的pH计、F计、COD测定仪、流量计等,保证化学药剂的准确投加,减少药剂使用量,降低运行成本,保证出水水质达到排放标准。

4、光伏废水深度处理工艺:

前端采用二级物化处理后,水中氟离子浓度基本降低到10ppm左右,目前国内部分地区已将氟离子标准提高到1ppm以下,将10ppm降低到1ppm以下一般有两种常用工艺。

1、除氟剂:

两大类混凝剂铁盐、铝盐中所含的金属离子在水中形成微小的胶体核或絮凝体,这些带正电的胶体粒子吸附水中的氟离子,使胶体粒子凝聚成较大的絮凝体,达到除氟的目的。

优点:药剂用量少、处理量大、一次处理即可达到国家排放标准。

缺点:絮凝沉淀处理成本较高,产生大量污泥,氟离子去除效果受搅拌条件、沉淀时间等操作因素以及水中SO2-a等阴离子影响较大,出水水质不够稳定。

2、吸附法:

优点:吸附树脂是一种特殊的凝胶型选择性离子交换树脂,用于去除水溶液中的氟离子。它是一种具有交联聚苯乙烯共聚物结构的树脂,带有氟选择性功能基团。去除氟离子的能力可以达到1ppm以下。它在中性至碱性pH范围内具有良好的工作效率,并且易于再生。

缺点:前期投资成本较高,需购买树脂及配套设备。

除氟树脂参数:

技术交流:

除氟树脂特点:

1、处理精度:处理后废水氟化物含量可达1ppm以下,稳定达到《地表水环境质量标准》-2002表3的标准;

2、吸附容量大,实际运行氟化物交换容量可达6-8g/l;

3、选择性除氟:树脂能在盐环境中运行,只吸附氟化物,而不受硫酸根等阴离子的影响;

4、专门针对废水除氟开发的专用离子交换树脂,解决了活性氧化铝、羟基磷灰石等吸附材料用于废水除氟时存在的吸附容量低、再生时间长(至少8小时)、再生后交换容量衰减严重、运行成本高、滤料体积大、占地面积大的问题;

5、可深度处理低浓度含氟废水,提高浓缩倍数,解决低浓度废水处理难题;

6、模块化组件形式,自动化程度高,操作简单。

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