近年來我國光伏行業(yè)發(fā)展迅速，光伏廢水處理日益受到關(guān)注。含氟廢水是光伏行業(yè)產(chǎn)生的主要廢水，大部分企業(yè)將含氟廢水經(jīng)過除氟處理后排放，但隨著水資源日益匱乏，含氟廢水回用已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。

廢水情況

1.1 廢水來源

企業(yè)的含氟廢水主要來源于電池車間，電池車間的工藝為：制絨→擴(kuò)散→濕法刻蝕→噴涂減反射膜→印刷燒結(jié)。其中硅片制絨和刻蝕兩個(gè)工序產(chǎn)生廢水，包括廢酸液(硝酸+氫氟酸、氫氟酸+鹽酸或氫氟酸)、廢堿液(氫氧化鉀)、酸清洗水和堿清洗水。

其中廢酸液和廢堿液水量較小，為間歇排放，酸清洗水和堿清洗水水量較大，水質(zhì)水量相對(duì)穩(wěn)定。由于廢酸液水量較小，水質(zhì)和水量波動(dòng)較大，且腐蝕性很強(qiáng)，因此不考慮此部分廢水的回用，將此種廢水從生產(chǎn)設(shè)備上接出獨(dú)立管道流入除氟設(shè)施處理，將酸清洗水、堿清洗水和廢堿液作為回用處理的原水。

1.2 除氟設(shè)施流程

含氟廢水經(jīng)處理后，其出水可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1

除氟處理設(shè)施主要是通過加入石灰、氯化鈣和絮凝劑，使廢水中的氟化物與石灰和氯化鈣中的鈣離子生成氟化鈣沉淀，以達(dá)到去除廢水中氟化物的目的。

在除氟處理過程中加入了石灰、絮凝劑等工業(yè)藥劑，造成廢水處理后COD、電導(dǎo)率和硬度較處理前更高，處理后的水質(zhì)更為復(fù)雜，且加入過量的鈣離子對(duì)反滲透膜有較大的堵塞隱患。

回用工藝設(shè)計(jì)

針對(duì)含氟廢水水質(zhì)特點(diǎn)，將準(zhǔn)備回用處理的含氟廢水處理后回用到純水站代替新鮮水制備純水供應(yīng)到生產(chǎn)中，回用處理系統(tǒng)濃水排到原有除氟處理設(shè)施處理達(dá)標(biāo)后排放。回用水質(zhì)需滿足《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T 19923—2005)圖 1中工藝與產(chǎn)品用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.1 預(yù)處理工藝

預(yù)處理環(huán)節(jié)由提升泵、pH初調(diào)節(jié)池、活性炭過濾器及氫氧化鈉加藥系統(tǒng)組成。

由于廢水pH較低，且水中含有碎硅片和酸堿與硅片反應(yīng)后生成的二氧化硅等膠體物質(zhì)，因此在廢水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)前，需要先對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理。

由于廢水中碎硅片顆粒較小，且廢水有較強(qiáng)腐蝕性，因此未使用常規(guī)的格柵作為攔截設(shè)備，而是在廢水進(jìn)入收集池前管道上安裝過濾精度為100 μm的布袋過濾器，過濾水中的碎硅片等物體，以避免碎硅片對(duì)反滲透膜的切割危險(xiǎn)。

由于廢水中形成緩沖溶液，用氫氧化鈉對(duì)廢水進(jìn)行pH調(diào)節(jié)時(shí)，若直接將廢水調(diào)至中性則氫氧化鈉消耗量較大，為降低運(yùn)行成本，將pH調(diào)節(jié)分兩次進(jìn)行，進(jìn)入一級(jí)反滲透前先將pH調(diào)至5，廢水經(jīng)過一級(jí)反滲透膜處理后，去除掉大部分弱酸離子，在進(jìn)入二級(jí)反滲透前再將水pH調(diào)至中性。

活性炭過濾器用于吸附廢水中懸浮物、膠體和少量有機(jī)物，進(jìn)一步保證了反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水要求。過濾器設(shè)反洗系統(tǒng)，可對(duì)活性炭介質(zhì)進(jìn)行清洗，以保證活性炭介質(zhì)使用壽命。

2.2 反滲透系統(tǒng)

反滲透系統(tǒng)是本回用工程的核心，可去除水中絕大部分可溶性鹽、膠體和微生物。反滲透系統(tǒng)主要包括保安過濾器、高壓泵、兩級(jí)反滲透膜、清洗系統(tǒng)及阻垢劑、還原劑加藥系統(tǒng)等。

2.2.1 保安過濾器

保安過濾器采用過濾精度為5 μm的濾芯，可濾除掉粒徑大于5 μm的污染物，保證反滲透膜系統(tǒng)正常運(yùn)行。要求保安過濾器進(jìn)出口壓差超過0.1 MPa時(shí)更換濾芯。

2.2.2 高壓泵

在一級(jí)和二級(jí)反滲透膜前分別安裝高壓泵，為反滲透膜組提供足夠的進(jìn)水壓力。

2.2.3 反滲透膜

高水通量和高脫鹽率；化學(xué)穩(wěn)定性好 (pH2 - 12)；使用壽命長；抗生物污染；可使用壓力范圍廣泛(20 - 1000psi)；廣泛用于電子、醫(yī)藥用純水、飲用蒸流水、太空水的生產(chǎn)，用于生物、醫(yī)學(xué)工程。

2.2.4 阻垢劑加藥系統(tǒng)

為了防止?jié)馑�端反滲透膜化學(xué)結(jié)垢，在廢水進(jìn)入反滲透膜前加入阻垢劑。

2.2.5 膜清洗系統(tǒng)

反滲透運(yùn)行壓強(qiáng)應(yīng)小于2 MPa，當(dāng)系統(tǒng)長期運(yùn)行后，因微量鹽分結(jié)垢和有機(jī)物積累造成反滲透膜性能下降，運(yùn)行壓力升高，此時(shí)需用化學(xué)藥品清洗。 運(yùn)行狀況良好。系水回收率約為65%，脫鹽率達(dá)到98%以上。

反滲透技術(shù)在光伏廢水回用項(xiàng)目中運(yùn)行狀況良好，既減少了新鮮水的使用，又減少了工業(yè)廢水排放，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益良好