حل معالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن تصنيع رقائق السيليكون للألواح الشمسية

١. مصادر مياه الصرف، الملوثات النموذجية وخصائص المياه

تتكوَّن مياه الصرف الناتجة عن تصنيع رقائق السيليكون للخلايا الشمسية أساسًا أثناء عمليات تقطيع الرقائق، وتنعيم سطحها، وتنظيفها، وتلميعها الحمضي والقلوي، وإزالة المواد اللاصقة، وتبريد الرقائق أثناء التقطيع، وتنظيف ورشة الإنتاج. وهي تشكِّل أكبر مصدر لمياه الصرف في كامل عملية إنتاج رقائق السيليكون.

وتختلف مياه الصرف الناتجة عن إنتاج رقائق السيليكون عن مياه الصرف الناتجة عن تصنيع الخلايا الشمسية من حيث احتوائها على تركيز عالٍ جدًّا من الفلورايد، وتركيز عالٍ من السيليكا، ودرجة عكارة عالية، وتدفُّق متغير بين مياه صرف حمضية وقلوية.

وتشمل الملوثات النموذجية الفلورايد، والسيليكا الغروية العالقة (SiO₂)، وأملاح الأحماض والقواعد، وبقايا ضئيلة من سوائل التقطيع، وأيونات العسر مثل الكالسيوم والمغنيسيوم. وعلى الرغم من أن مستوى الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) العام منخفض نسبيًّا، فإن مياه الصرف تحتوي على تركيز استثنائي عالٍ من السيليكا الغروية.

حجم مياه الصرف الصحي كبيرٌ ويتعرّض لتقلبات هيدروليكية كبيرة. وتحتوي مياه الصرف الناتجة عن قطع الرقائق على كميات كبيرة من جسيمات السيليكون الدقيقة التي تترسب بسهولة وتسبب الترسبات. ويؤدي تصريف مياه الغسيل الحمضية والقلوية بالتناوب إلى تقلبات حادة في درجة الحموضة وزيادة مستمرة في الملوحة. وفي حال عدم المعالجة المناسبة، قد تحدث ترسبات شديدة، وتلوث الأغشية، وارتفاع تركيز أيونات الفلورايد في المياه العادمة المعالَجة.

يجب أن تتوافق أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي مع اللوائح الصناعية المعمول بها الخاصة بإطلاق مياه الصرف، ومع معايير إعادة استخدام المياه المعالَجة.

٢. التحديات الشائعة التي تواجه العملاء

تواجه معالجة مياه الصرف في صناعة رقائق السيليكون تحديات متخصصة للغاية.

العمليات التقليدية للمعالجة غير فعّالة عمومًا في إزالة السيليكا الغروية فائقة الدقة، ما يؤدي إلى ترسيب بطيء، وتراكم الطين في خزانات التسوية، وتلوث شديد للأغشية، واستبدال مبكر للأغشية.

تتميَّز تقنيات إزالة الفلورايد التقليدية أيضًا بقدرة محدودة على التكيُّف مع تقلُّبات ظروف مياه الصرف، ما يزيد من خطر تجاوز الحدود المسموح بها لانبعاث الفلورايد.

تتطلّب عملية تصنيع رقائق السيليكون كميات كبيرة من مياه المعالجة، في حين أن الأنظمة التقليدية لمعالجة المياه غالبًا ما تحقِّق معدلات منخفضة نسبيًّا لاسترداد المياه، مما يؤدي إلى استهلاكٍ عالٍ للمياه العذبة وتكاليف تشغيل مرتفعة.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن معدات المعالجة الموحَّدة غالبًا ما تكون غير مناسبة للظروف التشغيلية الشديدة في تصنيع الرقائق، مثل الحموضة العالية أو القلوية العالية أو احتمال الترسيب أو التآكل، ما يؤدي إلى أعطال متكرِّرة في المعدات وزيادة متطلبات الصيانة.

ومع استمرار توسيع طاقات الإنتاج، تتطلّب مرافق معالجة مياه الصرف البلدية التقليدية مساحات تركيب كبيرة وتوفِّر مرونة محدودة لترقية الطاقة الاستيعابية، ما يجعلها غير مناسبة لتصنيع رقائق السيليكون الحديثة على نطاق واسع وبشكل مستمر.

٣. عملية المعالجة وتكوين المعدات الأساسية

لِمُواجَهَةِ خَصائِصِ مِياهِ صَرفِ أَلواحِ السِّيلِكونَ العاليةِ المحتوى مِنْ السِّيليكا والفلورايد والتعكُّر، نَستخدِمُ عَمليَّةَ معالجةٍ ناضجةٍ تتكوَّنُ مِنْ:

التَّجميعِ المُنفَصِلِ → التَّجلُّطِ لإزالةِ السِّيليكا والفلورايدِ → تَليينِ الماءِ → التَّرشيحِ الدَّقيقِ → إعادةِ استخدامِ الماءِ بِأغشيةٍ مُتقدِّمةٍ → تقليلِ حَجمِ المحلولِ المركَّزِ

يتمُّ جمعُ مياهِ الصرفِ الناتجةِ عن قَطعِ الألواحِ ذاتِ التعكُّرِ العالي، ومياهِ الصرفِ العمليةِ الحمضيةِ/القلويةِ، بشكلٍ منفصلٍ وموازنتُها لِتقليلِ التقلُّباتِ الهيدروليكيةِ وتقلُّباتِ نوعيةِ الماءِ.

يوجدُ نظامٌ مُخصَّصٌ للتَّجلُّطِ والتَّرسيبِ يُفقدُ فيه الجسيمات الغرويةَ من السِّيليكا استقرارَها، ويحقِّق في الوقتِ نفسه إزالةً فعَّالةً جدًّا للفلورايدِ.

ثمَّ يمرُّ الماءُ المعالَجُ عبرَ ترشيحِ الرملِ وترشيحِ الفحمِ النشطِ لإزالةِ الموادِّ العالقةِ المتبقيةِ والمُلوِّثاتِ العضويةِ على شكلِ آثارٍ.

وأخيرًا، يُنتج نظام الترشيح الفائق (UF) المدمج مع نظام غشاء التناضح العكسي (RO) المقاوم للتلوث ماءً معالجًا عالي الجودة، مناسبًا لتطبيقات تنظيف الرقائق السيليكونية وتبريدها.

يتم معالجة المحلول المركز المتبقي لاحقًا عبر عمليات خفض الحجم، مما يضمن تشغيل النظام الكلي للمعالجة بثباتٍ على المدى الطويل.

تشمل المعدات الأساسية:

• خزانات تسوية مخصصة مقاومة للتآكل
• مفاعلات عالية الكفاءة لإزالة السيليكا والفلورايد
• أنظمة تليين مائية أوتوماتيكية بالكامل
• وحدات ترشيح دقيقة
• أنظمة أغشية تناضح عكسي مقاومة للتلوث
• أنظمة الجرعات الكيميائية الذكية
• أجهزة رصد جودة المياه عبر الإنترنت

٤. مزايا الحل

تم تصميم حلّنا خصيصًا لصناعة الرقائق السيليكونية الكهروضوئية، حيث يوفّر حلولًا موجّهة لإزالة السيليكا وإزالة الفلورايد ومنع الترسبات، مع ضمان تقديم ماء معالج يلبّي باستمرار متطلبات الإطلاق في البيئة ومتطلبات إعادة استخدام ماء العمليات.

نقدّم معداتٍ مخصصة بالكامل وغير قياسية، صُمّمت وفقًا لسعة المصنع وخصائص مياه الصرف الصناعي والمساحة المتاحة للتركيب وظروف التشغيل. وقد صُمّت الأغلفة المُعزَّزة المقاومة للتآكل وأنابيب النقل المقاومة للاهتراء وهياكل الترشيح المضادة للانسداد خصيصًا لمواجهة الظروف ذات التدفّق العالي والشديدة التآكل والكاشفة التي تظهر في تصنيع رقائق السيليكون، ما يحسّن بشكلٍ كبيرٍ من موثوقية المعدات وطول عمرها الافتراضي.

جميع الأنظمة الكهربائية الأساسية والمعدات الميكانيكية ومكونات معالجة المياه معتمدة وفق معايير سي إي (CE) وأول (UL) وآيزو (ISO).

• اعتماد سي إي (CE) يضمن الامتثال لتوجيهات الاتحاد الأوروبي المتعلقة بالتوافق الكهرومغناطيسي (EMC) وتوجيه الجهد المنخفض (LVD) والمتطلبات البيئية.
• اعتماد أول (UL) يدلّ على الامتثال للمعايير الصارمة لأمريكا الشمالية في مجال حماية المنشآت من الحرائق والسلامة الكهربائية.

تضمن هذه الشهادات المعترف بها دوليًّا سلامة التشغيل العالية والامتثال التنظيمي والقبول السلس للمشاريع المحلية والدولية على حدٍّ سواء.

تُزيل تكنولوجيا إزالة السيليكا الخاصة بنا، والتي تُطبَّق قبل المعالجة، التلوث الغشائي الكولويدي بكفاءةٍ عالية، ما يقلِّل بشكلٍ كبيرٍ من تكرار الصيانة ويطيل عمر الغشاء التشغيلي.

يحقِّق النظام معدلات إعادة استخدام المياه التي تتجاوز ٩٥٪، ما يقلِّل استهلاك المياه العذبة وتكاليف تصريف المياه العادمة بشكل كبير.

يقلِّل التصميم المدمج الوحدوي من متطلبات مساحة التركيب، مع تمكين التوسُّع المستقبلي المرِن. وتقلِّل التشغيل الذكي الكامل الأتمتة من احتياجات العمالة، وتكفل التشغيل المستقر طويل الأمد، مع الوفاء بمعايير الامتثال البيئي الصارمة.

٥. المشاريع المرجعية والوثائق الداعمة

أنهينا بنجاح عدَّة مشاريع لمعالجة مياه الصرف الصحي لشركات رائدة في تصنيع رقائق السيليكون الفوتوفولطية، ولدينا خبرة واسعة في معالجة مياه الصرف الناتجة عن إنتاج رقائق السيليكون وإعادة استخدام المياه.

ويُعَدُّ مشروعنا الرائد مشروع معالجة مياه الصرف الناتجة عن قصّ وتنظيف رقائق السيليكون وإعادة استخدامها، بقدرة معالجة تبلغ ١٥٠٠ متر مكعب/يوم، والمخصَّص لمصنع بطاقة إنتاجية تبلغ ١٥ جيجاواط.

عمل النظام بموثوقية عالية على المدى الطويل، وحلّ بشكلٍ تامٍّ المشكلات المرتبطة بتراكم مسحوق السيليكون، وتَكَرُّش الأغشية، وارتفاع تركيزات الفلورايد بشكلٍ مفرط. واجتاز المشروع بنجاح عمليات التفتيش البيئية للقبول، مع تحقيق وفورات تجاوزت ٣٥٠٠٠٠ متر مكعب من المياه العذبة سنويًّا.

تشمل الوثائق الداعمة:

• براءات اختراع مملوكة لعمليات إزالة السيليكا والفلورايد
• شَهَادَاتِ CE و UL و ISO
• تقارير فحص جودة المياه الصادرة عن جهات مستقلة معتمدة
• وثائق إنجاز المشروع وقبوله بيئيًّا
• مرجعات أداء من مشاريع رائدة في قطاع الطاقة الشمسية الكهروضوئية

٦. نطاق الخدمة وعملية التعاون

نقدّم حلول معالجة مياه الصرف الصحي الشاملة بنظام التوريد الجاهز (EPC) لمصنّعي رقائق السيليكون، وتغطي هذه الحلول دراسة الموقع، وتحليل جودة المياه، وهندسة العمليات المخصصة، وتصميم المعدات غير القياسية، وتصنيعها، وتركيبها، وتشغيلها، ودعم الامتثال البيئي، وخدمات التشغيل والصيانة، ومشاريع ترقية الأنظمة.

عملية التعاون القياسية

• دراسة الموقع وأخذ عينات المياه – إجراء تحقيق ميداني، وجمع عينات مياه الصرف، وإصدار تقرير تحليل شامل لجودة المياه.
• تصميم هندسي مخصص – تطوير عملية معالجة مخصصة وحل معدات مخصص استنادًا إلى ظروف تشغيل المحطة.
• تصنيع المعدات والبناء – البدء في تصنيع المعدات المخصصة والبناء في الموقع بعد تأكيد العقد.
• التثبيت والتشغيل التجريبي – إنجاز التثبيت والتشغيل التكاملي والتشغيل التجريبي حتى تحقيق الاستقرار والامتثال.
• قبول المشروع والتدريب – المساعدة في إجراءات القبول البيئي وتوفير تدريب احترافي للمشغلين.
• الدعم الفني طويل الأمد – تقديم فحوص دورية وصيانة وقائية وتحسين النظام وترقيات المعدات واستهلاكية مدى الحياة والدعم الفني.