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［摘要］以某光伏企业作为背景，针对光伏电池生产过程中产生的9种类型废水，按照所含污染物不同，考虑系统运行的经济性和稳定性，合并成含氟废水、含氮有机废水和碱性废水等3类废水分别进行处理。实践证明，采用该设计方案，光伏企业生产的工业废水经过处理后，各项排放指标均满足国家外排废水要求。
［关键词］光伏；总氮；氟化物；pH值
0引言
随着绿色新能源的不断发展，如何降低新能源生产过程中的污染物排放一直是整个社会关注的问题［1］。特别是伴随光伏技术的蓬勃发展，在光伏电池制造环节中大量使用各类酸碱化学品，产生的废水和废液对环境具有很大的污染。国家专门制定了GB30483-2013《电池工业污染物排放标准》，各级政府根据当地的实际情况，在国家标准的基础上，出具更加严格的地方标准。各光伏企业在优化生产工艺的同时，也在不断地探索排放废水的处理工艺。本文根据某光伏电池制造企业的常规生产工艺和污染物情况，针对性探索相应的废水处理工艺。
1污染物产生情况
1.1光伏电池制造工艺
在不断追求光伏电池效率提升的情况下，光伏电池的生产主要以单晶PERC电池为主流生产工艺，工艺流程为“制绒-扩散-刻蚀抛光-氧化-正面PECVD-背面钝化-激光开槽-电极印刷-分选”。为保证生产工艺顺利进行，需要有厂务设施提供纯水、有机吸收塔、燃烧塔等外围服务。
1.2污染物情况
在光伏电池生产过程中，产生废水和废液的途径有以下几个方面：制绒和刻蚀抛光等工艺需要采用HF、HNO3、KOH、添加剂等化学试剂产生的废液；半成品清洗等产生含有化学品废水；外围设施进行吸附等产生含有化学品废水。经统计，该光伏企业产生的废水种类有9种，分别为浓氟废水、低氟废水、含有机添加剂浓碱废水、含有机添加剂低碱废水、浓碱废水、低碱废水、含氨废水、洗涤塔废水、生活废水。废水中主要的污染物可以分为废碱、氟离子、总氮和COD。考虑系统运行的稳定性和经济性，将废水、废液分别集取，分为3类合并处理。将浓氟废水、低氟废水及洗涤塔废水归为含氟废水；将含有机添加剂的浓碱、低碱废水，含氨废水及生活废水归为含氮有机废水；将浓碱废水及低碱废水归为碱性废水。
1.3处理后排放标准
各系统排放废水指标遵照GB30483-2013《电池工业污染物排放标准》。
2废水处理工艺
2.1含氟废水处理工艺
对于含氟废水的处理，主要采用“形成钙盐+铝盐吸附沉淀+板框压滤”的原理。具体如下：第一步：形成钙盐。因石灰价格便宜，来源广泛，且易溶于水，该工艺中，将石灰水同含氟废水反应。为进一步降低氟化物含量，在投加Ca(OH)2形成氟化钙盐沉淀的同时投加CaCl2，根据同离子效应理论，在难溶电解质的饱和溶液中，加入含有同离子的另一种电解质时，原有的电解质溶解度降低，从而使得更多的CaF2沉淀形成和析出。第二步：铝盐吸附沉淀。钙盐中和产生的CaF2是一种微细的结晶，沉淀效果不佳。混凝剂和助凝剂是一种铝盐，投加到水中后，Al3+与F-的结合以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al(OH)3在溶液中形成各种矾花，对氟离子具有配体交换、物理吸附、卷扫等作用，同时还能促进氟化钙盐沉淀颗粒的形成和长大，最终将产生的CaF2形成水中沉淀，同处理后的清水进行分离。第三步：板框压滤。最终废水中CaF2和清水是混合在一起的，利用板框压滤机进行压滤处置后，将CaF2压制为盐饼外运，清水达标排放。
2.2有机含氮废水处理
选择Anoxic/Oxic（以下简称A/O）工艺［2］对有机含氮废水进行总氮的去除和COD的降解，进行废水的无害化处理。A/O工艺将缺氧段和好氧段串联在一起，在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基），游离出氨（NH3+、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3+（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2），完成C、N、O在生态中的循环，实现污水的无害化处理。
2.3碱性废水处理
碱性废水不包含别的污染物，只是pH值呈现碱性。处理过程中，主要是通过加入硫酸，进行酸碱反应，调节pH值为中性。反应原理如下：H2SO4+2KOH2H2O+K2SO4实际处理过程中，从表1可以看出，碱性废水中的浓碱废水量很少，主要为冲洗产生的KOH含量很低的低碱废水，反应产生微量K2SO4不会影响外排水质。因此，碱性废水经过pH调节后，直接进入达标水池进行排放。
3处理结果
采用本方案进行废水处理后，对关键指标进行测试。排放标准进行对比，表明本处理工艺完全能够符合国家要求。
4结论
对光伏电池生产过程中产生的9种类型废水按照所含污染物的不同，分为3类废水进行集中处理。在处理过程中，可根据处理指标的实际情况，对中间产物进行往复使用，尽可能考虑处理工艺的经济性，对于光伏企业实现达标排放具有很重要的社会价值和经济价值。
［参考文献］
［1］冯佳，刘枫，某光伏生产废水处理设计与运行［J］.环境科技，2018，31（4）:34-37.
［2］郑传勇，高COD有机废水处理工艺探讨［J］.中国化工贸易，2018（11）:96.
作者:韩燕旭 张玲 冯琪宇 高明霞 温志桐 李艳芝 李东东 李继芳 单位:山西潞安太阳能科技有限责任公司
