为应对能源紧缺、全球气候变暖等挑战,太阳能光伏发电作为一种可再生能源来替代化石能源已是大势所趋。我国的光伏行业近年来也进入快速发展期,光伏废水处理日益受到关注。硅片生产环节是光伏产业的主要废水产生来源之一。硅片生产废水主要包含高浓度有机物(主要来源为切割冷却液、脱胶剂和清洗剂)和悬浮物(主要为硅粉)。切割液有机物浓度高,且含有大量的硅粉,生化性很差;脱胶废水有机物浓度和硅粉含量都很高,但生化较好;清洗废水中有机物和硅粉都不高,但含有表面活性剂和双氧水,具有抑菌性和生化毒性。一般采用混凝沉淀、气浮预处理去除硅粉,并采用铁炭微电解和水解酸化等手段改善和提高生化性后进行好氧处理,基本可以达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准,但仍然存在填料板结,或生化池硅粉沉积、占地面积大、处理后废水不能回用等问题。
某硅材料有限公司拟扩建年产1.15GW单晶硅片生产线,采用线径更细的金刚线工艺而不是传统的砂线切割工艺,导致废水中含有大量难以沉降的超细硅粉,且由于生产工艺对切割冷却液的要求,采用专利了的切割冷却液配方,不再使用单一的聚乙二醇(PEG),生化性更差。现有污水处理站处理能力满足不了新的水量、水质要求,拟新建污水处理站,替代现有污水处理站。
1、废水来源
该项目设计废水进水包含经过板框压滤的切割液废水、脱胶废水、清洗废水、插片废水、其他污水和生活污水。其中,插片废水和清洗水的溢流废水COD较低,可直接达标排放,主要超标污染物为硅粉引起悬浮物。根据水质特性,分为有机废水和含硅废水,处理规模分别为2400m3/d和1400m3/d,各股废水设计水量和进水水质见表1。
尾水排放标准执行《黄河流域(陕西段)污水综合排放标准》(DB61/224-2011)二级标准,同时满足总量控制标准。具体指标值见表2。
为了满足工艺清洁生产的要求,该工程还需对有机废水进行处理并作为纯水的原水补水进行回用。中水回用量要求为1200m3/d,要求系统整体回收率为50%,TDS≤500mg/L。
2、工艺设计
2.1 设计思路分析
2.1.1 分道分级处理
含硅废水水量较大,硅粉含量较高而有机污染物较少,可简单处理后即可满足
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