太陽能電池生產廢水處理工藝探討

汪智飛

（山西晉環科源環境資源科技有限公司山西太原030024）

太陽能電池生產廢水處理工藝探討

汪智飛

（山西晉環科源環境資源科技有限公司山西太原030024）

結合山西太陽能生產企業生產廢水處理工藝情況，通過對太陽能電池生產廢水產生情況、生產廢水處理工藝的探討，實現太陽能電池生產廢水達標排放。

太陽能電池；含氟廢水；一般堿性廢水；有機廢水

根據太陽能電池生產工藝及原輔材料使用情況分析，太陽能電池生產廢水按照廢水中主要污染因子分為含氟廢水、一般堿性廢水、有機廢水三類，依據各類廢水中污染物種類合理選擇廢水處理工藝，實現廢水達標排放。

1 太陽能電池生產廢水排放執行標準

根據環境保護部和國家質量監督檢驗檢疫總局于2013年12月27日聯合發布的《電池工業污染物排放標準》（GB30484-2013），該標準于2014年3月1日開始實施。該標準對

本項目廢水排放執行《電池工業污染物排放標準》（GB30484-2013）表2中的太陽電池新建企業廢水污染物直接排放限值，具體標準值見表1。

表1 《電池工業污染物排放標準》（GB30484-2013）mg/L（pH除外）

2 太陽能電池生產廢水產生情況

結合山西太陽能生產企業實際運行監測數據，硅片制造廢水產生量為1.0m3/kW~1.2m3/kW，電池制造廢水產生量為0.7m3/kW ~1.0m3/kW，硅片+電池生產廢水產生量為1.7m3/kW~2.2m3/kW。

制絨與刻蝕過程酸性廢水進入含氟廢水處理系統進行處理；制絨與刻蝕過程廢堿水進入一般堿性廢水處理系統進行處理；制絨與刻蝕后漂洗廢水部分進入含氟廢水處理系統，部分進入一般堿性廢水處理系統進行處理；廢氣洗滌塔洗滌廢水進入含氟廢水處理系統進行處理。

3 太陽能電池生產廢水處理工藝介紹

3.1 含氟廢水處理措施

高濃度含氟廢水，氟的存在形態以F-為主。在廢水中加入氫氧化鈣，利用F-與Ca2+反應生成難溶的CaF2沉淀，以固液分離手段從廢水中去除，從而達到除氟的目的。其反應原理如下：

在25℃時，CaF2在水中的飽和溶解度為16.5mg/L，其中F-離子占8.03mg/L。暫不考慮處理后出水帶出的CaF2固形物，處理后出水中溶解性CaF2已無法達到現行的國家廢水排放標準。因此需采用組合工藝來處理。

目前，主要的除氟技術有化學沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、離子交換法、電凝聚法和反滲透法等。通?；瘜W沉淀法除氟量大，可以作為高氟廢水的第一級處理工藝，混凝法和吸附法對低氟水有較好的去除效果，可以作為末端工藝。

鋁鹽加入到廢水中后，Al3+與F-絡合生成羥基氟化鋁化合物以及鋁鹽水解中間產物,部分Al3+生成Al(OH)3礬花對F-的配位體交換、物理吸附、網捕作用而去除廢水中的氟。其反應式可表示為:

含氟廢水選用“化學沉淀+混凝沉淀”組合除氟工藝：含氟廢水處理工藝流程圖見圖1。

圖1 含氟廢水處理工藝流程圖

含氟廢水通過以上廢水處理工藝對氟化物、CODcr、NH3-N的去除效率分別為99%、70%、20%左右。氟化物、CODcr、NH3-N處理前后的濃度分別為1500mg/L、225mg/L、10mg/L；7mg/L、70mg/L、8mg/L左右。

3.2 一般堿性廢水處理措施

一般堿性廢水中主要污染物為無機懸浮物，經酸堿中和后，通過砂濾處理系統去除廢水中的懸浮物，處理后進入出口調節池。廢水處理工藝流程圖見圖2。

圖2 一般堿性廢水處理工藝流程圖

一般堿性廢水通過以上廢水處理工藝對SS、CODcr的去除效率分別為80%、70%、左右。SS、CODcr處理前后的濃度分別為100mg/L、220mg/L；20mg/L、63mg/L左右。

3.3 有機廢水處理措施

電池生產行業生活污水一般匯入有機廢水處理系統合并處理，以增加有機廢水處理的可生化性。

有機廢水處理系統的處理工藝流程見圖3。

圖3 有機廢水處理系統工藝流程圖

有機廢水及生活污水通過以上廢水處理工藝對氟化物、CODcr、、BOD5、NH3-N、SS的去除效率分別為85%、90%、96%、80%左右。氟化物、CODcr、、BOD5、NH3-N、SS處理前后的濃度分別為420mg/L、150mg/L、40mg/L、200mg/L；62mg/L、15mg/L、1.5mg/L、40mg/L左右。

4 太陽能電池生產廢水處理難點

由于電池生產工藝中使用硝酸，造成生產廢水中硝態氮濃度比較高，而氨氮濃度相對不高，在國家環境保護部頒布實施《電池工業污染物排放標準》（GB30484-2013）之前，由于氨氮作為廢水總量控制指標，大家一般比較關注氨氮，而對硝態氮的關注不夠，實際上太陽能電池廢水中總氮（硝態氮濃度高造成）的處理是個難點。

針對太陽能電池生產廢水中總氮去除，煤科集團杭州環保研究院有限公司設計了一套廢水升級改造處理工藝，工藝流程見下圖4。該工藝進水為以上工藝的出水，該工藝對總氮的去除效率達到95%以上，出水中總氮指標能滿足《電池工業污染物排放標準》（GB30484-2013）排放標準限值要求。