PV-siliciumwafer-spildevandsbehandlingsløsning

1. Spildevandskilder, typiske forurenende stoffer og vandegenskaber

Affaldsvand fra PV-siliciumwafer-fremstilling genereres primært under wafer-savning, strukturering og rengøring, syre- og basisk polering, limfjerning, køling ved wafer-skæring samt rengøring af værkstedet. Det udgør den største kilde til affaldsvand i hele siliciumwafer-produktionsprocessen.

I modsætning til affaldsvand fra solcelleproduktion er siliciumwafer-affaldsvand kendetegnet ved højt fluoridindhold, høj kvælstofdioxidkoncentration, høj uklarhed samt skiftende surt og basisk affaldsvand.

Typiske forurenende stoffer omfatter fluorid, kolloidalt suspenderet kvælstofdioxid (SiO₂), syr- og basissalte, spor mængder af rester af skærevede, samt hårdhedsioner såsom calcium og magnesium. Selvom det samlede COD-niveau er relativt lavt, indeholder affaldsvandet en ekstremt høj koncentration af kolloidalt kvælstofdioxid.

Vandmængden af spildevand er betydelig og udsat for store hydrauliske svingninger. Spildevand fra wafer-savning indeholder store mængder fine siliciumpartikler, der let sætter sig og forårsager udvaskning. Vekselvis afgivelse af surt og basisk rengørings-spildevand resulterer i dramatiske pH-svingninger og en konstant stigende salinitet. Uden korrekt behandling kan alvorlig udvaskning, membranforurening og for høje fluoridkoncentrationer i det behandlede afløbsvand opstå.

Spildevandsbehandlingssystemer skal overholde gældende industrielle spildevandsafledningsregler og standarder for genbrug af renset vand.

2. Almindelige kundeudfordringer

Spildevandsbehandling inden for siliciumwaferindustrien stiller flere meget specialiserede udfordringer.

Konventionelle behandlingsprocesser er generelt ineffektive til fjernelse af ultrafine kolloidale kiselsyrepartikler, hvilket resulterer i langsom sedimentation, slamopbygning i udligevninstanke, alvorlig membranforurening og for tidlig membranskift.

Traditionelle fluoridfjerningsteknologier har også begrænset tilpasningsevne til svingende spildevandsforhold, hvilket øger risikoen for at overskride fluoridudledningsgrænserne.

Siliciumwaferproduktion kræver store mængder procesvand, mens konventionelle behandlingssystemer ofte opnår relativt lave vandtilbagevindingsrater, hvilket fører til højt forbrug af friskt vand og høje driftsomkostninger.

Desuden er standardiseret behandlingsudstyr ofte uegnet til de stærkt sure, alkaliske, skaleringsanfaldelige og korrosive driftsforhold i waferproduktion, hvilket resulterer i hyppige udstyrsfejl og øgede vedligeholdelseskrav.

Da produktionskapaciteten fortsat udvides, kræver konventionelle civile spildevandsbehandlingsfaciliteter store installationsarealer og tilbyder begrænset fleksibilitet for kapacitetsopgraderinger, hvilket gør dem uegnede til moderne, store, kontinuerlige siliciumwaferproduktionsanlæg.

3. Behandlingsproces og konfiguration af kerneudstyr

For at håndtere de høje koncentrationer af kiselsyre, fluorid og uklarhed i siliciumwafer-spildevand anvender vi en moden behandlingsproces, som består af:

Adskilt indsamling → koagulation til fjernelse af kiselsyre og fluorid → vandblødning → præcisionsfiltrering → avanceret membranbaseret genbrug af vand → reduktion af koncentratvolumen

Spildevand med høj uklarhed fra wafer-savning samt surt/alkalisk proces-spildevand indsamles og udliges separat for at minimere svingninger i hydraulisk belastning og vandkvalitet.

Et dedikeret koagulations- og fældningsanlæg destabiliserer kolloidalt kiselsyre samtidig med, at det opnår en meget effektiv fjernelse af fluorid.

Det behandlede vand gennemløber derefter sandfiltrering og aktivt kulfiltrering for at fjerne resterende opløste stoffer og spororganiske forureninger.

Endelig producerer et ultrafiltrations-(UF-)system kombineret med et anti-fouling-omvendt-osmose-(RO-)membransystem genbrugsvenligt vand af høj kvalitet, der er velegnet til rensning og køling af wafer.

Den resterende koncentrat behandles yderligere ved hjælp af volumenreduktionsprocesser for at sikre langvarig stabil drift af hele behandlingsanlægget.

Kernemateriel omfatter:

• Korrosionsbestandige tilpassede udjævningsbeholdere
• Højtydende reaktorer til fjernelse af siliciumdioxid og fluorid
• Fuldt automatiserede vandblødgøringssystemer
• Præcisionsfiltreringsenheder
• Anti-fouling omvendt osmose membrananlæg
• Intelligente kemikaliedoseringssystemer
• Online-vandkvalitetsmåleinstrumenter

4. Løsningsfordele

Vores løsning er specifikt udviklet til fotovoltaisk siliciumwafer-industrien og leverer målrettede løsninger til fjernelse af siliciumdioxid og fluorid samt forebyggelse af aflejringer, samtidig med at der konsekvent leveres renset vand, der opfylder både kravene til udledning og genbrug i procesvandsanvendelser.

Vi leverer fuldt tilpasset, ikke-standard udstyr, der er designet ud fra anlægets kapacitet, spildevandskarakteristika, tilgængeligt installationsareal og driftsbetingelser. Forstærkede anti-korrosionskabinetter, slidstærke rørledninger og anti-tætningsfiltreringskonstruktioner er specielt udviklet til de høje strømningsforhold, stærkt korrosive og slidende forhold, der opstår ved fremstilling af siliciumwafer, hvilket betydeligt forbedrer udstyrets pålidelighed og levetid.

Alle kerneelektriske systemer, mekanisk udstyr og vandbehandlingskomponenter er certificeret i henhold til CE-, UL- og ISO-standarder.

• CE-certificering sikrer overholdelse af EU-direktiverne om elektromagnetisk kompatibilitet (EMC), lavspændingsdirektivet (LVD) og miljøkrav.
• UL-certificering dokumenterer overholdelse af strenge nordamerikanske brandbeskyttelses- og elektriske sikkerhedsstandarder.

Disse internationalt anerkendte certificeringer sikrer en høj grad af driftssikkerhed, overholdelse af regler og en problemfri godkendelse for både nationale og internationale projekter.

Vores egenudviklede præbehandlings-teknologi til fjernelse af kiselsand eliminerer effektivt kolloidalt membranforurening, hvilket betydeligt reducerer vedligeholdelsesfrekvensen og forlænger membranens levetid.

Systemet opnår genbrugsrater for vand på over 95 %, hvilket betydeligt reducerer forbruget af friskvand og omkostningerne ved spildevandsafledning.

Dets modulære, integrerede design minimerer kravene til installationsplads, samtidig med at det tillader fleksibel udvidelse i fremtiden. Fuldt automatiseret, intelligent drift reducerer behovet for arbejdskraft og sikrer stabil, langvarig drift, mens der samtidig opfyldes strenge miljømæssige overholdelseskrav.

5. Projektreferencer og dokumentationsstøtte

Vi har gennemført adskillige spildevandstreatmentsprojekter med succes for ledende producenter af fotovoltaiske siliciumwafer og har omfattende erfaring med behandling af siliciumwafer-spildevand samt genbrug af vand.

Et flagshipsprojekt er et projekt på 15 GW til behandling af spildevand fra siliciumwafer-savning og rengøring samt vandgenbrug med en behandlingskapacitet på 1.500 m³/dag.

Systemet har fungeret pålideligt over en længere periode og løst problemerne med akkumulering af siliciumpulver, membranaflejring og for høje fluoridkoncentrationer fuldstændigt. Projektet bestod miljømæssig godkendelsesinspektion succesfuldt og sparede mere end 350.000 m³ ferskvand årligt.

Understøttende dokumentation omfatter:

• Egne patenter på processer til fjernelse af kiselsyre og fluorid
• CE-, UL- og ISO-certificeringer
• Vandkvalitetstestsrapporter fra akkrediterede tredjeparter
• Dokumentation for projektgennemførelse og miljømæssig godkendelse
• Ydelsesreference fra benchmarkprojekter inden for solcelleindustrien

6. Serviceomfang og samarbejdsproces

Vi lever omfattende EPC turnkey-løsninger for spildevandsbehandling til producenter af siliciumwafer – herunder stedundersøgelse, vandkvalitetsanalyse, tilpasset procesingeniørarbejde, design af ikke-standardudstyr, fremstilling, installation, idriftsættelse, støtte til overholdelse af miljøkrav, drifts- og vedligeholdelsesservice samt systemopgraderingsprojekter.

Standard samarbejdsgang

• Stedets undersøgelse og vandprøvetagning – Udfører en undersøgelse på stedet, indsamler affaldsvandsprøver og udarbejder en omfattende analyse af vandkvaliteten.
• Tilpasset ingeniørdesign – Udvikling af en dedikeret behandlingsproces og tilpassede udstyrsløsninger baseret på anlæggets driftsforhold.
• Udstyrsfremstilling og byggeaktiviteter – Påbegyndelse af fremstilling af tilpasset udstyr og lokal byggeaktivitet efter kontraktbekræftelse.
• Installation og idriftsætning – Fuldførelse af installation, integreret idriftsætning og prøvedrift, indtil stabil overensstemmelse er opnået.
• Projektaccept og træning – Støtte ved miljømæssige acceptprocedurer samt levering af professionel operatørtræning.
• Langsigtede tekniske supportydelser – Levering af rutinemæssig inspektion, forebyggende vedligeholdelse, systemoptimering, udstyrsopgraderinger samt livscyklusforbrugsstoffer og teknisk support.