Как фотоволтаичните отпадъчни води могат да бъдат пречистени ефективно?

21 Sep, 2026 2:16pm

Бързият растеж на фотоволтаичната индустрия доведе до значителни екологични предизвикателства. Процеси като рязане, почистване и текстуриране на силициеви пластини генерират големи обеми отпадъчни води, съдържащи високи концентрации на органични съединения, суспендирани твърди вещества, флуорид и киселинни или алкални замърсители. Тези характеристики правят фотоволтаичните отпадъчни води особено трудни за пречистване. Според оценки на индустрията фотоволтаичният сектор на Китай генерира повече от 500 милиона тона отпадъчни води всяка година. Поради това как ефективното третиране на тези отпадъчни води и възстановяването им за повторна употреба се превърна във важно предизвикателство за индустрията.

Тази статия разглежда характеристиките на качеството на водата и предизвикателствата при пречистването на фотоволтаичните отпадъчни води, прави преглед на основните технологии за пречистване, използвани в момента в индустрията, и въвежда интегрирана предварителна обработка + биологично третиране + мембранно разделяне + процес на изпаряване и кристализация, който се прилага в инженерни проекти.

1. Откъде идват фотоволтаичните отпадъчни води?

Фотоволтаичните отпадъчни води обикновено могат да бъдат разделени според производствения процес, включително отпадъчни води, генерирани по време на производството на монокристален и поликристален силиций. Основните източници включват отпадъчни води от рязане, шлайфане, нарязване на пластини, както и спомагателни химически разтвори и почистващи отпадъчни води, генерирани по време на шлайфане, ецване, полиране и свързани процеси.

Една от основните характеристики на фотоволтаичните отпадъчни води е, че техният състав варира значително между етапите на производство. Различните потоци от отпадъчни води могат да имат много различни профили на замърсители.

• Флуор-съдържащи отпадъчни води: Главно генерирани по време на процеси на текстуриране и почистване. Може да съдържа високи концентрации на флуороводородна киселина, азотна киселина и други киселинни разтвори.

• високо-COD органични отпадъчни води: Главно генерирани по време на процеси на текстуриране. Може да съдържа органични съединения като изопропилов алкохол и етанол. Отпадъчните води с изопропилов алкохол остават особено предизвикателство за пречистване.

• Силиций-съдържащи отпадъчни води: Главно генерирани по време на рязане и смилане на вафли. Може да съдържа големи количества силициев прах, силициев карбид и други суспендирани твърди вещества.

Типични характеристики на замърсителя

Замърсител	Типична концентрация	Основни източници
COD	Няколко хиляди до десетки хиляди mg/Л	Изопропилов алкохол, полиетилен гликол и други органични съединения
Суспендирани твърди вещества	Висока концентрация	Силициев прах, частици силициев карбид
Флуор	Няколкостотин до няколко хиляди mg/Л	Разтвори за почистване на флуороводородна киселина
pH	Силно киселинно до силно алкално	Флуороводородна киселина, азотна киселина, алкални разтвори

Комбинацията от тези замърсители прави фотоволтаичните отпадъчни води особено трудни за пречистване. Отпадъчните води могат да съдържат високи концентрации на трудно-към-разграждат едновременно органични съединения, флуорид и суспендирани твърди вещества. Може също така да има висока соленост и ниско съдържание на въглерод-към-азотно съотношение.

В допълнение, производството на фотоволтаици често включва периодично разреждане. В резултат както потокът на отпадъчните води, така и качеството на водата могат да варират значително, създавайки допълнителни хидравлични и замърсители-товарни удари за системата за лечение.

2. Конвенционални процеси на лечение

Като се имат предвид сложните характеристики на фотоволтаичните отпадъчни води, конвенционалните системи за пречистване обикновено следват разделно събиране и сегрегирана стратегия за пречистване.

2.1 Лечение с флуор-Съдържащи отпадъчни води

Химическото утаяване е един от често използваните методи за третиране на флуорид-съдържащи отпадъчни води. Варовик или калциев хлорид може да се добави към отпадъчните води, за да реагира с флуорид и да образува утайки от калциев флуорид. Коагулацията и утаяването след това отделят твърдите вещества от третираната вода. Избистрената вода се влива в последващите пречиствателни съоръжения, докато флуоридът-съдържащите утайки се подлагат на обезводняване и изхвърляне в съответствие с изискванията.

За високо-флуорид отпадъчни води, някои системи използват две-етап на утаяване, за да се постигне по-стабилно отстраняване на флуорид. Правилният контрол на химическата доза и рН на реакцията може значително да подобри ефективността на отстраняване на флуорид.

2.2 Лечение на високо-COD Органични отпадъчни води

високо-COD отпадъчните води, съдържащи изопропилов алкохол, са едно от основните предизвикателства при пречистването при фотоволтаичното производство.

Конвенционалният подход на лечение обикновено съчетава предварителна обработка с биологично третиране.

Предварителна обработка: За отпадъчни води, съдържащи високи концентрации на изопропилов алкохол, окисляването на Fenton може да осигури ефективна опция за предварителна обработка. Генерираните по време на процеса хидроксилни радикали окисляват органичните съединения и намаляват COD до ниво, по-подходящо за биологично третиране.

Някои проекти също използват термично изпаряване за възстановяване на изопропилов алкохол. Този подход може да намали органичното натоварване, като същевременно предоставя възможност за възстановяване на ресурсите.

Биологично третиране: След предварително третиране, органичните отпадъчни води влизат в система за биологично третиране. Комбинация от хидролиза-обикновено се използва подкисляване и биологично контактно окисляване. Хидролиза-подкисляването подобрява биоразградимостта, докато аеробните микроорганизми в етапа на биологично контактно окисление отстраняват голяма част от останалите органични замърсители.

2.3 Третиране на силиций-Съдържащи отпадъчни води

Отпадъчните води, съдържащи силициев прах и силициев карбид, изискват главно суспендиране-отстраняване на твърди вещества. Често срещан подход съчетава коагулация и утаяване с филтриране на средата. Процесът премахва суспендирани силициеви частици и други твърди замърсители, преди отпадъчните води да навлязат в пречиствателните съоръжения надолу по веригата.

3. От съответствие с изискванията за изпускане до нулево изпускане на течности

Тъй като изискванията за околната среда стават все по-строги и фотоволтаичната индустрия продължава да се стреми към ниско ниво-развитие на въглерода, пречистването на отпадъчните води постепенно преминава от просто съответствие с изискванията за изпускане към повторно използване на водата, възстановяване на ресурсите и нулево изхвърляне на течности (ZLD).

Интегриран процес, комбиниращ предварителна обработка + биологично третиране + мембранно разделяне + изпаряването и кристализацията се превърнаха в установен подход за цялостно фотоволтаично пречистване на отпадъчни води.

3.1 Отпред-Крайна предварителна обработка: Подготовка на водата за системите надолу по веригата

Основната цел на предварителната обработка е да се премахнат суспендираните твърди частици, твърдостта, силициевият диоксид и флуоридът, преди отпадъчните води да навлязат в мембранните и изпарителните системи.

• Отстраняване на силициев диоксид и твърдост: Фотоволтаичните отпадъчни води могат да съдържат относително високи нива на силициев диоксид и йони на твърдостта. Ако тези замърсители навлязат директно в мембранните системи, те могат да причинят сериозно образуване на котлен камък. Химическото утаяване може да отстрани голяма част от силициев диоксид и йони на твърдостта преди обработката на мембраната.

• Утаяване на флуор: Калциевите соли реагират с флуорида, за да образуват утайки от калциев флуорид, които след това могат да бъдат отделени чрез утаяване.

• Изравняване: Фотоволтаичните отпадъчни води могат да варират значително както в потока, така и в състава. Изравнителен резервоар с подходящ размер, обикновено осигуряващ около 12–24 часа време на задържане, може да помогне за стабилизиране на условията на натоварване за единиците за обработка надолу по веригата.

3.2 Биологично третиране: Отстраняване на органична материя и общ азот

След предварително третиране отпадъчните води постъпват в системата за биологично третиране. Мулти-процесът на режим AO, състоящ се от анаеробни и аеробни етапи, може да използва микробна активност за отстраняване на органична материя и общия азот. Фотоволтаичните отпадъчни води често имат много ниско съдържание на въглерод-към-азотно съотношение. За проекти, които изискват по-силно отстраняване на азот, MBBR (Реактор за биофилм с подвижно легло) може да се добави след процеса на АО за подобряване на ефективността на биологичната денитрификация.

3.3 Мембранно разделяне и концентриране: Разширено третиране и повторно използване на водата

След това биологичните отпадъчни води влизат в системата за усъвършенствано пречистване, която може да включва следните процеси:

• Усъвършенствано окисление с озон: Озонът осигурява силен окислителен капацитет и може да разгради остатъчните органични съединения, които са трудни за отстраняване при конвенционална биологична обработка.

• Ултрафилтрация + обратна осмоза: ултрафилтрацията премахва колоидите и фините частици, докато обратната осмоза задържа разтворени соли и следи от замърсители. Полученият пермеат може да отговори на изискванията за повторно използване на промишлената вода и да се върне на производствената линия.

3.4 Изпаряване и кристализация: Управление на концентрата

Концентрираната саламура, генерирана от мембранната система, която обикновено представлява около 5% от общия третиран поток, може да влезе в системата за изпаряване и кристализация.

• Нанофилтрация за отделяне на соли: Нанофилтрацията може да отдели едновалентни соли като натриев хлорид от двувалентни соли като натриев сулфат.

• Отделна кристализация: Натриевият хлорид и натриевият сулфат могат да влязат в отделни системи за изпаряване и кристализация за производство на промишлени-клас солени продукти.

Кондензатът, генериран по време на изпаряване и кристализация, може да бъде възстановен за повторно използване в производството. Кристализираните соли могат също да служат като промишлени суровини, където е подходящо. Този подход помага да се придвижи системата за пречистване както към нулево изпускане на течност, така и към възстановяване на ресурса.

4. WTEYA — Професионален доставчик на решения за пречистване на отпадъчни води за фотоволтаичната индустрия

WTEYA има повече от десет години опит в пречистването на промишлени отпадъчни води и се фокусира върху решенията за пречистване на отпадъчни води и възстановяване на ресурсите за фотоволтаично производство.

Компанията управлява съоръжения за производство на модерно оборудване на няколко места в Китай и разполага с екип за технически изследвания, инженеринг и поддръжка на операции от повече от 300 професионалисти.

За фотоволтаично пречистване на отпадъчни води, WTEYA предоставя интегрирани решения, обхващащи предварително третиране, биологично третиране, мембранно разделяне и концентриране и MVR изпаряване и кристализация.

Услугите му включват:

• Проектиране на процес: WTEYA разработва персонализирани процеси за пречистване въз основа на специфичните характеристики на отпадъчните води на всеки фотоволтаичен производствен проект, обхващащ предварителна обработка, биологично третиране, мембранни системи и изпаряване и кристализация.

• Производство на оборудване: WTEYA произвежда RO мембранни системи и цялостни MVR изпарителни и кристализационни единици, с интегрирани технологии за разделяне на соли и кристализация.

• EPC услуги: От анализ на качеството на водата и проектиране на процеси до производство на оборудване, монтаж, пускане в експлоатация и оперативна поддръжка, WTEYA предоставя интегрирани проектни услуги.

Заключение:

Фотоволтаичните отпадъчни води съдържат сложна смес от замърсители и могат да представляват значителни предизвикателства при пречистването. Въпреки това, зрелите технологии за пречистване сега предоставят практически решения за различни потоци отпадъчни води.

Конвенционалното разделно събиране и разделното третиране могат да се справят със специфични замърсители при източника. За проекти, насочени към цялостно третиране, повторно използване на водата и нулево изпускане на течности, интегрираната предварителна обработка + биологично третиране + мембранно разделяне + процесът на изпаряване и кристализация осигурява по-пълен път на третиране.

В подходящи проекти пречистената вода може да се върне в производствените процеси, докато възстановените соли могат потенциално да служат като промишлени суровини. Това променя пречистването на отпадъчните води от чист екологичен разход в част от стратегия за възстановяване на ресурсите.

За производителите на фотоволтаици ключът не е просто да изберат индивидуално оборудване за обработка. Цялостният процес трябва да съответства на характеристиките на отпадъчните води, производствените условия, изискванията за повторно използване на водата, стандартите за заустване и целите за възстановяване на ресурсите на проекта.

WTEYA предоставя интегрирани решения за пречистване на отпадъчни води от анализ на качеството на водата и проектиране на процеси до производство на оборудване и доставка на проекти. Свържете се с WTEYA, за да обсъдите персонализирано решение за пречистване на вашия фотоволтаичен проект за отпадъчни води.