PV-silikonlevyjen jätevesien käsittelyratkaisu

1. Jätevesien lähteet, tyypilliset saastuttajat ja veden ominaisuudet

PV-silikoniwaferien valmistuksesta syntyvä jätevesi syntyy pääasiassa waferien viilaamisen, teksturoinnin ja puhdistuksen, happo- ja emäksisten polttouutosten, liimojen poiston, waferien leikkausjäähdytyksen sekä teollisuustilojen puhdistuksen yhteydessä. Se muodostaa suurimman jätevesilähteen koko silikoniwaferien tuotantoprosessissa.

Erilaisten aurinkokennojen jätevesien vastakohtana silikoniwaferien jätevesi tunnetaan korkeasta fluori- ja piidioksidipitoisuudestaan, korkeasta sumeaudestaan sekä vaihtelevista happamista ja emäksisistä jätevesivirroista.

Tyypillisiä saastumia ovat fluori, kolloidinen suspendoitunut piioksidi (SiO₂), happo- ja emäksiset suolat, jäljittäviä määriä leikkausnesteiden jäämiä sekä kovuusioneja kuten kalsium ja magnesium. Vaikka kokonaismäinen COD-taso on suhteellisen alhainen, jätevesi sisältää erinomaisen korkean kolloidisen piidioksidin pitoisuuden.

Jätevesimäärä on merkittävä ja altis voimakkaille hydraulisille vaihteluille. Piilevyjen leikkaamiseen käytettävä jätevesi sisältää suuria määriä hienojakoisia pihiukkasia, jotka laskeutuvat helposti ja aiheuttavat kovettumia. Happamien ja emäksisten pesujätevesien vuorotteleva poistaminen johtaa dramaattisiin pH-vaihteluihin ja jatkuvasti kasvavaan suolapitoisuuteen. Ilman asianmukaista käsittelyä voi esiintyä vakavia kovettumia, kalvojen saastumista ja liiallisia fluori-ionipitoisuuksia käsitellyssä jätevedessä.

Jätevesikäsittelyjärjestelmien on noudatettava sovellettavia teollisuusjätevesien poistosäännöksiä ja kierrätetyn veden uudelleenkäyttöstandardeja.

2. Yleisimmät asiakkaiden haasteet

Piilevyjen teollisuuden jätevesien käsittelyssä on useita erityisen erikoistuneita haasteita.

Perinteiset käsittelymenetelmät ovat yleensä tehottomia ultra-hienojen kolloidisen piidioksidin poistamisessa, mikä johtaa hitaaseen sedimentaatioon, lietteen kertymiseen tasoitustankkeihin, vakavaan kalvojen saastumiseen ja liian aikaiseen kalvojen vaihtoon.

Perinteiset fluoridin poistoteknologiat sopeutuvat myös huonosti vaihteleviin jätevesiolosuhteisiin, mikä lisää fluoridipäästörajojen ylityksen riskiä.

Piisilicon-levyjen valmistus vaatii suuria määriä prosessivesiä, kun taas perinteiset käsittelyjärjestelmät saavuttavat usein suhteellisen alhaiset veden talteenottoprosentit, mikä johtaa korkeaan raakavesenkulutukseen ja käyttökustannuksiin.

Lisäksi standardoitu käsittelyvaruste on usein epäsovelias erinomaisen happamille, emäksisille, kovettumisalttiaille ja syövyttäville toimintaolosuhteille, joita piisilicon-levyjen valmistus edellyttää, mikä johtaa usein laitteiston vikoihin ja lisääntynyt huoltovaatimuksiin.

Kun tuotantokapasiteetti jatkaa laajentumistaan, perinteiset siviili-jätevesikäsittelylaitokset vaativat suuria asennusalueita ja tarjoavat rajoitetusti joustavuutta kapasiteetin laajentamiseen, mikä tekee niistä sopimattomia nykyaikaiselle, laaja-alaisten ja jatkuvan piisilicon-levyjen valmistukselle.

3. Käsittelyprosessi ja ydinvälineiden konfiguraatio

Käsitelläksemme piilevyn jäteveden korkeaa piioksidia-, fluoridia- ja epäselkeyttä sisältävää luonnetta käytämme kypsennettyä käsittelyprosessia, joka koostuu seuraavista vaiheista:

Erillinen keräys → Koagulaatio piioksidin ja fluoridin poistamiseksi → Veden pehmentäminen → Tarkka suodatus → Edistynyt kalvojen avulla tapahtuva veden uudelleenkäyttö → Konsentraatin tilavuuden pienentäminen

Epäselkeää piilevyn leikkausjätevettä ja happamia/emäksisiä prosessijätevesiä kerätään ja tasataan erillisesti, jotta hydraulisia ja vedenlaatua koskevia vaihteluita voidaan vähentää mahdollisimman paljon.

Erityinen koagulaatio- ja sedimentointijärjestelmä romuttaa kolloidaalisen piioksidin samalla kun saavutetaan erinomainen fluoridin poisto.

Käsitelty vesi kulkee sen jälkeen hiekka- ja aktiivihiilisuodatuksen läpi, jolloin jäljelle jääneet kelluvat kiinteät aineet ja jäljelle jääneet orgaaniset epäpuhtaudet poistetaan.

Lopuksi ultrafiltraatiojärjestelmä (UF) yhdistetään likaantumisenestävään käänteisosmoosimuovikalvojärjestelmään (RO), joka tuottaa korkealaatuista kierrätysvettä, joka soveltuu piirisilikonlevyjen puhdistukseen ja jäähdytykseen.

Jäljelle jäänyt keskitysaine käsitellään lisäksi tilavuuden vähentämisprosesseilla, mikä varmistaa koko käsittelyjärjestelmän pitkäaikaisen vakauden.

Ydinlaitteet sisältävät:

• Korroosionkestävät mukautetut tasoitustankit
• Korkean tehokkuuden piioksidi- ja fluoridin poistoraktorit
• Täysautomaattiset kovuudenpoisto- eli pehmentämisjärjestelmät
• Tarkat suodatusyksiköt
• Likaantumisenestävät käänteisosmoosimuovikalvojärjestelmät
• Älykkäät kemikaalien annostelujärjestelmät
• Verkkoyhteydellä toimivat veden laadun seurantalaiteet

4. Ratkaisun edut

Ratkaisumme on suunniteltu erityisesti aurinkokennojen piirisilikonlevyjen teollisuutta varten ja tarjoaa kohdennettuja ratkaisuja piioksidin ja fluoridin poistoon sekä lietteen muodostumisen estämiseen, samalla kun se jatkuvasti tuottaa käsiteltyä vettä, joka täyttää sekä valuntaveden että prosessiveden uudelleenkäytön vaatimukset.

Tarjoamme täysin mukautettua, ei-standardia varustetta, joka on suunniteltu tehtaan kapasiteetin, jäteveden ominaisuuksien, saatavilla olevan asennustilan ja käyttöolosuhteiden mukaan. Vahvistetut korrosiosuojat koteloit, kulumisesta kestävät putkistot ja tukkeutumisen estävät suodatusrakenteet on erityisesti suunniteltu silikonihiukkasten valmistukseen liittyviin korkean virtausnopeuden, voimakkaasti korrodeeraavien ja kulumisvaarallisten olosuhteiden vaatimuksiin, mikä parantaa merkittävästi laitteiston luotettavuutta ja käyttöikää.

Kaikki ydin sähköjärjestelmät, mekaaninen laitteisto ja vedenkäsittelykomponentit ovat CE-, UL- ja ISO-standardien mukaisia.

• CE-merkintä varmistaa noudattamisen Euroopan unionin direktiiveihin, jotka kattavat sähkömagneettisen yhteensopivuuden (EMC), alajännitedirektiivin (LVD) ja ympäristövaatimukset.
• UL-merkintä osoittaa noudattamista tiukkoihin pohjoisamerikkalaisiin tulensuojelu- ja sähköturvallisuusstandardeihin.

Nämä kansainvälisesti tunnustetut sertifikaatit varmistavat korkean toimintaturvallisuuden, säädösten noudattamisen ja sujuvan hyväksynnän sekä kotimaisille että kansainvälisille hankkeille.

Oma esikäsittelyyn perustuva silikatipoistoteknologiamme poistaa tehokkaasti kolloidisen kalvojen saastumisen, mikä vähentää huoltotoimenpiteiden taajuutta merkittävästi ja pidentää kalvojen käyttöikää.

Järjestelmä saavuttaa veden kierrätysasteen yli 95 %, mikä vähentää merkittävästi raakavesenkulutusta ja jätevesien poistokustannuksia.

Sen modulaarinen integroitu rakenne vähentää asennustilan tarvetta minimiin ja mahdollistaa joustavan tulevan laajentamisen. Täysin automatisoitu älykäs toiminta vähentää työvoiman tarvetta ja varmistaa vakaa, pitkäaikainen toiminta samalla kun se täyttää tiukat ympäristövaatimukset.

5. Hankkeita koskevat viitteet ja tukevat asiakirjat

Olemme suorittaneet onnistuneesti lukuisia jätevesien käsittelyhankkeita johtaville aurinkokennojen piilevyjen valmistajille ja meillä on laajaa kokemusta piilevyjen jätevesien käsittelystä ja veden uudelleenkäytöstä.

Tähtihanke on 15 GW:n piilevyjen viilattavan ja pesun jätevesien käsittely- ja veden uudelleenkäyttöhanke, jonka käsittelykapasiteetti on 1 500 m³/päivä.

Järjestelmä on toiminut luotettavasti pitkän ajan, ratkaisten täysin ongelmat liittyen piisisäksen kertymiseen, kalvojen kovettumiseen ja liiallisiin fluoridipitoisuuksiin. Hanke meni läpi ympäristöhyväksyntätarkastukset ja säästi yli 350 000 m³ makeaa vettä vuodessa.

Tukevat dokumentit sisältävät:

• Omien piidioksidin ja fluoridin poistoprosessien patentit
• CE-, UL- ja ISO-sertifikaatit
• Kolmannen osapuolen akkreditoitujen veden laatumittausten raportit
• Hankkeen valmius- ja ympäristöhyväksyntäasiakirjat
• Suoritusviitteet vertailuhankkeista aurinkoenergiateollisuudesta

6. Palvelun laajuus ja yhteistyöprosessi

Tarjoamme kattavia EPC-avainvalmis jätevesikäsittelyratkaisuja piilevysvalmistajille, kattaaen sijaintitutkimukset, vesilaatuanalyysit, mukautetun prosessitekniikan suunnittelun, ei-standardien laitteiden suunnittelun, valmistuksen, asennuksen, käynnistyksen, ympäristövaatimusten noudattamisen tukipalvelut, käyttö- ja huoltopalvelut sekä järjestelmän päivityshankkeet.

Standardiytetty yhteistyöprosessi

• Paikallisinvestointi ja veden näytteiden ottaminen – Suoritetaan paikan päällä tapahtuva tutkimus, kerätään jätevesinäytteitä ja laaditaan kattava vedenlaatuanalyysiraportti.
• Mukautettu insinööriratkaisu – Kehitetään erityinen käsittelyprosessi ja mukautettu laiteratkaisu tehtaan toimintaolosuhteiden perusteella.
• Laitteiden valmistus ja rakentaminen – Aloitetaan mukautettujen laitteiden valmistus ja paikan päällä tapahtuva rakentaminen sopimuksen vahvistamisen jälkeen.
• Asennus ja käynnistys – Suoritetaan asennus, kokonaiskäynnistys ja koeajo, kunnes saavutetaan vakaa vaatimustenmukaisuus.
• Hankehyväksyntä ja koulutus – Autetaan ympäristöhyväksyntämenettelyssä ja tarjoadaan ammattimainen käyttäjäkoulutus.
• Pitkäaikainen tekninen tuki – Tarjoadaan säännöllisiä tarkastuksia, ennakoivaa huoltoa, järjestelmän optimointia, laitteiden päivityksiä sekä elinkaaren kattavaa kulutustarviketukea ja teknistä tukea.