太阳能电池生产废水污染控制：技术落后与政策不完善下的现实问题

太阳能电池生产废水污染控制：技术落后与政策不完善下的现实问题

&.33No.42011西南给排水1概述太阳能虽然是绿色能源，其排放的污染物对环境的污染比石油、煤炭工业要小得多，但由于国内太阳能产业技术落后、政策不完善，导致我国电池生产过程中污染依然严重，电池生产废水污染的控制是无法回避的现实。2硅太阳能电池生产废水浓度及性质分析在硅太阳能电池生产中，在腐蚀清洗、硅玻璃除磷、石英管清洗等工序中，必须使用KOH、IPA、铬酸、HF、HC、HSO4等化学药剂，相应地产生含IPA的浓缩废液废水、含氟废液废水、含铬废水等。硅太阳能电池的主要生产工序如下：清洗：清洗的主要目的是除去硅片上的污物。制绒：硅晶太阳能电池的制绒工艺是加入铬酸或HNO3、HF、HSO4这种强氧化性溶液，去除切割好的硅片上的污物，在硅片上形成减反射织构。扩散：磷扩散是将纯净的杂质加入到硅片表面。质子原子的过程：刻蚀；PSG去除：用HF溶液腐蚀硅片边缘，去除硅片边缘的PN结；PSG去除是利用氢氟酸或其他清洗方法，去除刻蚀后的硅片上的磷硅酸盐玻璃；等离子化学气相沉积（PECVD）：利用PECVD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在硅片上；图：硅太阳能电池生产过程中的废水、废液排放流程图；硅太阳能电池生产线废水处理及回用工艺简析 刘凯 (信息产业电子第十一设计院，无锡 1471) 摘要 针对硅太阳能电池生产过程中排放的废水性质，分析介绍相应的废水处理工艺及废水站，以尽可能地控制电池生产中的废水污染，为硅晶电池生产线废水处理系统设计提供参考和借鉴。

关键词 酸洗 制绒 含氟废水 含IPA废水 含铬废水 表1 某太阳能单硅片生产线废水排放状况 HF>1%1%5%6、KOH>1%1%5%6，COD浓度较高。浓碱废水所含IPA浓度约为1/L，COD浓度高达1/L。IPA废水所含IPA浓度约为1/L，COD浓度约为1/L。若将二者混合后同相排放，则混合废水COD浓度约为1/L。含IPA废水的处理工艺有蒸馏、厌氧和好氧生物处理等。有相关文献[]介绍了采用蒸馏、精馏和吸附联合工艺从环己基工艺废水中回收异丙醇。采用程序升温，控制热媒与物料温差在17～℃对废水进行蒸馏预处理，经蒸馏吸附处理后，所得异丙醇含量不小于98%，水含量不超过0%；总回收率大于8%，回收效果十分明显。但此工艺能耗大，运行成本高。若将含IPA废液和含IPA废水分别收集至废水处理站，由于IPA浓碱废液流量不大，IPA浓度也较高，因此蒸馏工艺在经济上是可行的。

由于IPA废水浓度较低，蒸馏工艺效果不佳且消耗大量能源。硅太阳能电池生产废水排放的异丙醇废水BOD5/COD约为0.40，COD浓度约为3000m/L，通常采用好氧工艺处理。研究表明水解酸化有提高异丙醇废水可生化性的作用，经过水解酸化后BOD5/COD提高到5左右。在进水COD为3.5-3.5m/L条件下，采用水解酸化-好氧生化工艺，总COD去除率可达90%左右，总BOD5去除率可达95%左右。也可采用生物法处理含IPA废水。通常的设计是利用废碱液中和后与生活污水混合进入厌氧池，厌氧处理采用上流式厌氧流化床（UASB）；由于具有高效、低能耗的优势，厌氧流化床内保持大量的活性污泥和足够长的泥龄，在废水与污泥充分接触下，含IPA废水经厌氧反应器降解处理后，COD去除率可达7%以上。出水随后进入水解酸化池，与低浓度含IPA废水混合进行进一步好氧生物处理。研究表明，好氧生物处理可使水解酸化池出水稳定达标。同时，为了提高活性污泥浓度，加强好氧生化处理能力，好氧工艺目前较多采用接触生物氧化。

另外，中和后含IPA的浓碱废水含盐量较高，会限制微生物的活性。一般将生活污水和接触生物氧化出水回流至厌氧池和水解酸化池，以稀释进水浓度，减少冲击负荷，降低厌氧池进水含盐量。设计中利用生活污水增加营养物含量，稀释盐分，保证系统稳定运行。回流量建议设计为浓碱废水体积的3～5倍。3 3 硅太阳能电池生产中含铬废水处理工艺分析含铬废水处理最常用的方法有还原沉淀法、电解沉淀法、膜分离法、生物法等，其中还原法和电解沉淀法应用较为广泛，技术成熟，运行稳定。国内外近年来均开始了含铬废水的生物处理。目前主要用于大、中、小型电镀厂废水的处理。目前硅太阳能电池生产废水处理多采用还原沉淀法，如图3-所示。此法采用硫酸亚铁、亚硫酸盐等还原剂将废水中的六价铬还原为三价铬离子，并调节pH值生成氢氧化铬沉淀去除。还原沉淀法在投加亚硫酸盐的还原过程中会产生大量的酸性气体，设计时应设置废气收集装置和废气洗涤塔对酸性气体进行处理后方可排放。还原沉淀法通常在第一个反应池中用硫酸调节废水pH值至6-3，然后投加还原剂，在下一个反应池中用NaOH或Ca(OH)调节pH值至7-8生成CrOH沉淀，然后投加混凝剂去除Cr(OH)沉淀。有些设计也直接在第一反应槽中加入硫酸亚铁，并利用