单晶硅太阳能电池片生产中的生产污水及污水处理.docx

浅谈单晶硅太阳能电池片生产中的生产污水及污水处理摘要：太阳能电池做为一个绿色无污染的型产品，现应广泛应用于各个行业。由于其绿色无污染的特点，受到社会各界的广泛推广，拥有良好的前景。受市场引导，生产企业也层出不穷。如何在生产工程中，如何回收利用生产污水，到达削减污水排放，节约水资源的目的，正是本文所探讨的问题。关键字：单晶硅；太阳能电池；生产污水；回收处理1 单晶硅太阳能电池的生产废水浓度和性质分析1.1 单晶硅太阳能电池生产工艺流程硅太阳能电池生产中在腐蚀清洗、去磷硅玻璃和石英管清洗等工艺过程中须使用koh、ipa、铬酸、hf、hcl、h2so4 等化学药品， 相应的产生含ipa 浓废液废水和含氟废液废水、含铬废水。硅太阳能电池的主要生产工序如下：清洗：清洗的主要目的是去除硅片上的污物。制绒：硅晶太阳能电池的制绒工艺是参加铬酸或hno3、hf、h2so4 的强氧化性溶液将切割后硅片上的污物去除，在硅片上形成减反织构。集中：磷集中是在硅片表层掺入纯杂质原子的过程。刻蚀、去psg：利用hf 溶液对硅片边缘进展腐蚀，去除硅片边缘的pn 结。去psg 是对刻蚀后硅片上的磷硅玻璃用氢氟酸等清洗的方法进展去除。等离子化学气相沉积(pecvd)：pecvd 被使用来在硅片上沉积氮化硅材料。丝网印刷：是通过丝网印刷机将银浆或铝浆等导电材料印刷在硅片上。烧结：该工序通过高温合金的过程，使印刷上的金属电极与硅片连接更结实。1.2 单晶硅太阳能电池的生产流程中的污水产生测试、包装、入库：对电池片的性能指标进展测试，合格则包装入库。2 单晶硅太阳能电池生产废水处理工艺设计分析2.1 硅太阳能电池生产的含氟废液废水处理工艺分析目前常用的含氟废水处理工艺主要有吸附法和沉淀法。吸附法是指含氟废水流经接触床，通过与床中固体介质进展离子交换或化学反响，去除氟化物。此法只适用于低浓度含氟废水或经其他方法处理后氟浓度降至 1020mg/l 的废水。此外，还有冷冻法、离子交换树脂除氟法、超滤除氟法、电渗析等，但因处理本钱高，除氟效率低，至今多停留在试验阶段，很少推广于工业含氟废水治理。沉淀法是除氟工艺中应用最广泛、适宜于处理高浓度含氟废水的一种主要方法。常用的沉淀剂有石灰、电石渣、白云石、明矾及可溶性钙盐等，传统处理方法是承受ca(oh)2 进展中和反响，生成难溶的氟化钙，以固液分别手段从废水中去除。但由于在25时， caf2 在水中的饱和溶解度为 16.5mg/l，其中f占 8.03mg/l。即使暂不考虑处理后出水带出的caf2 固形物，也无法到达现行国家废水排放标准 10mg/l。加大 ca(oh)2 用量不但带来过量的碱度和硬度，造成的污染，而且余氟浓度也很难降到 10mg/l 以下。同时除氟的沉淀过程中受各种反响条件影响如ph 值、加药量、反响时间等，单纯钙盐沉淀难以保证去除率到达要求。硅太阳能电池的含氟废液废水设计中常承受的工艺是钙盐沉淀+铝盐吸附混凝沉淀的二级除氟工艺。工艺设计在投加ca(oh)2 形成氟化钙盐沉淀的同时，还添加cacl2。在ca(oh)2 沉淀氟离子的同时中和ph，反响过程中ph 掌握在 8.08.5 左右沉淀效果较好， 要使氟离子排放能够达标，cacl2 通常是过量投加的，一般在 2 倍 3 倍左右。考虑到钙盐与氟离子产生的氟化钙沉淀是一种微细的结晶，沉淀效果不佳。故通常在参加钙盐的根底上参加混凝剂和絮凝剂，可以保证氟化钙盐的沉淀效果。常用的铝盐混凝剂主要有硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝，均有良好的混凝除氟效果。2.2 单晶硅太阳能电池生产的含ipa 浓碱废液废水处理工艺分析单晶硅太阳能电池有机生产废水有ipa 废液和浓度较低的ipa 废水。主要的有机污染物为异丙醇ipa。其 bod5/codcr>0.6，cod浓度较高。浓碱废液中所含ipa 浓度约在 25000mg/l，cod 浓度高达 50000mg/l。ipa 废水所含ipa 浓度约在 1000mg/l 左右，cod 浓度约为 3000mg/l。两者假设混合在一期排放，混合后的废水 cod 浓度在 5000mg/l 左右。含ipa 废水处理工艺有蒸馏法，厌氧好氧生物处理法等。有相关文献2介绍承受蒸馏、精馏、吸附组合工艺回收环酯草醚工艺废水中的异丙醇，通过程序升温掌握热媒与物料温差在 1720对废水进展蒸馏预处理，再经过精馏和吸附处理后，得到的异丙醇含量不低于 98.5%，含水率不超过 0.5%，总收率大于 82.2%，回收效果格外明显。但此工艺耗能较大，运行本钱较高。如含ipa 废液和含ipa 废水分开收集至废水处理站，由于ipa 浓碱废液流量不大， 含ipa 的浓度也较高，承受精馏工艺经济可行的。低浓度ipa 废水由于浓度不高，承受精馏工艺处理效果不明显， 且能耗大。硅太阳能电池生产废水中排出的异丙醇废水bod5cod 约为 0.40，cod 浓度在 3000mgl 左右，通常承受好氧工艺处理。争论说明水解酸化具有提高异丙醇废水可生化性的功能3，水解酸化处理后bod5cod 提高至 0.50 左右，在进水cod 为 2023 3000mgl 条件下，承受水解酸化-好氧生化工艺处理，cod 总去除率可达 90%左右，bod5总去除率可达 95%左右。2.3 单晶硅太阳能电池生产的含铬废液废水处理工艺分析含铬废水的处理最常用的方法有复原沉淀法、电解法沉淀法、膜分别法、生物法等；其中复原法、电解法沉淀法运用较多，工艺成熟，运行稳定。生物法治理含铬废水，国内外都是近年来开头的， 目前主要运用在于大、中、小型电镀厂的废水处理。目前在硅太阳能电池生产废水处理中运用较多的是复原沉淀法，该法是利用硫酸亚铁、亚硫酸盐等复原剂将废水中六价铬复原成三价铬离子，并调整ph 值，使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去。复原沉淀法在加亚硫酸盐进展复原的过程中会产生大量的酸性气 体。设计应设置废气收集装置和废气洗涤塔对酸性气体进展处理后排放。复原沉淀法通常在第一反响池中先将废水用硫酸调ph 值至23，再参加复原剂，在下一个反响池中用naoh 或ca(oh)2 调ph 值至 78，生成 cr(oh)3 沉淀，再加混凝剂，使 cr(oh)3 沉淀除去。2.4 酸雾洗涤塔排水处理工艺分析酸雾塔排水中含有ipa、hf、hcl、naoh 等污染因子。废水中的氟离子800mg/l，cod1000mg/l，因流量较小，且氟离子的排放标准较严，一般将酸雾塔排水接入一般含氟废水调整池进展除氟处理。2.5 单晶硅太阳能电池生产废水回用工艺分析在硅太阳能电池生产废水中，含ipa 的浓碱废液和浓氟废水中污染物的浓度较高，经处理后其中仍含有较高浓度的污染物，将其进入膜系统处理回用会加重膜系统的污染程度，缩短膜元件的使用寿命，直接增加了废水回用的本钱，而且会影响膜系统的稳定性， 因此建议浓氟和浓碱废水单独达标处理后直接外排，不作为回用原水。回收率是回用水系统设计中一个关键指标。设定时要考虑原水中含有的难溶解性盐的析出极限值(饱和指数)、给水水质的种类和产水水质。通常，单位面积产水量j 和回收率r 设计的过高，发生膜污染的可能性大大增加，造成产水量下降，清洗膜系统的频率会增多，维护系统正常运行的费用增加。所以，在进展设计系统时， 在条件可能的条件下，期望宽余的设计产水通量和回收率。目前市场上多数膜厂家的建议回收率一般在 7075左右比较适宜，这样使膜元件在经济状态下使用，可以延长膜的使用寿命。依据笔者的统计，光伏行业低污染水如一般酸碱、含氟废水、冷却塔排污水和ro 浓水中污染物浓度较低，占总排放量的 70左右。经达标处理后其中污染物浓度已经格外低，适合作为回用水。这种低污染水通过大通量超低压反渗透膜后回收率可定在 75，那废水的总回用率就在 75×7052.5，也就是说，通常废水回用掌握在 50左右，在目前的排放标准要求下是比较经济合理的。通常废水回用可以依据如下工艺：废水处理出水回用原水池原水泵多介质过滤器超滤装置增压泵活性炭吸附离子交换保安过滤器高压泵反渗透回用水箱。3 结语单晶硅太阳能电池已经越来越多的运用在社会的各行各业，已经成为绿色能源的代名词。对电池生产过程中排放的废水污染进展准时恰当的掌握，乐观担当相应社会责任也进入硅电池产业前的必修课。参考文献1 程姣,石凯,李应华.半导体厂含氟废水处理工程改造.中国给水排水j.2023，246：28302 孙兰梅,周春雨等.农药工艺废水中回收异丙醇.农药j.2023，486:422-4233 杜文华,杨健,王士芬.提高异丙醇废水可生化性的试验争论j.化工环保.2023,206：364 周建民,张国岭等.光伏电池单晶硅生产废水处理工程实例j.水处理技术.2023354：1161195 李金辉,杜朝军,刘锦.利用聚合氯化铝