Soluție pentru tratarea apelor uzate provenite din celule solare

1. Surse de ape uzate, poluanți tipici și caracteristici ale apei

Apele uzate provenite din fabricarea celulelor solare sunt generate în principal în timpul curățării wafere-lor, texturării, gravării, difuziunii, depunerii straturilor subțiri, curățării pastei de argint și spălării încăperilor curate. Acestea pot fi, în general, clasificate în patru categorii: ape uzate care conțin fluor, ape uzate acide și alcaline, ape uzate organice provenite din curățare și concentrații cu salinitate ridicată, reprezentând principalele surse de poluare cu ape uzate în procesul de fabricare a panourilor fotovoltaice (PV).

Apele uzate conțin mai mulți poluanți caracteristici, unici industriei fotovoltaice. Principalele substanțe contaminante includ concentrații ridicate de fluor, silicați și oxizi de azot, împreună cu solvenți organici de curățare, cum ar fi alcoolul izopropilic (IPA) și etanolul. Apele uzate sunt în principal acide și prezintă fluctuații semnificative ale pH-ului.

Procesele de texturare și gravare generează cantități mari de compuși fluorosilicați, determinând concentrații ridicate de fluor și niveluri înalte de particule de silice în suspensie. Procesele de curățare adaugă concentrații scăzute de contaminanți organici, provocând fluctuații moderate ale COD-ului. Concentratul obținut prin osmoză inversă și apele uzate provenite din regenerarea sistemelor conțin niveluri ridicate de substanțe dizolvate totale (TDS), făcând ca apele uzate să fie extrem de variabile atât ca volum, cât și ca calitate, iar tendința de formare a depozitelor este pronunțată.

Sistemele de tratare a apelor uzate trebuie să respecte reglementările aplicabile din industria fotovoltaică și standardele industriale privind evacuarea apelor uzate, în timp ce îndeplinesc cerințele uzinei referitoare la reutilizarea apei și la descărcarea zero de lichide (ZLD).

2. Provocările frecvente ale clienților

Principalele provocări legate de tratarea apelor uzate cu care se confruntă producătorii de celule solare includ eliminarea instabilă a fluorurilor, incrustarea severă și eficiența scăzută a reutilizării apei.

Procesele convenționale de precipitare cu var adesea nu reușesc să asigure o eliminare stabilă a fluorurilor în condiții variabile ale apelor uzate, ceea ce crește riscul depășirii limitelor de evacuare prevăzute de reglementările de mediu.

Ionii de siliciu, calciu și magneziu formează ușor depozite de incrustații pe conducte și sisteme membranare, determinând colmatarea membranelor, uzura accelerată a echipamentelor, opriri frecvente și costuri de întreținere crescute.

Instalațiile de fabricare a celulelor solare consumă volume mari de apă, în timp ce sistemele convenționale de tratare obțin, în general, rate relativ scăzute de recuperare a apei, ceea ce duce la un consum ridicat de apă dulce și la costuri mari de evacuare a apelor uzate.

Pe măsură ce capacitatea de producție continuă să crească rapid, instalațiile tradiționale de tratare a apelor uzate civile necesită suprafețe mari de instalare și sunt dificil de modernizat. În plus, tratarea combinată a apelor uzate acide și alcaline crește consumul de substanțe chimice și generarea de nămol periculos. Echipamentele standardizate de tratare nu dispun, adesea, de rezistența la coroziune și de capacitatea anti-incrustare necesare în domeniul fabricării fotovoltaice, ceea ce generează o cerere puternică pentru soluții specializate de tratare a apelor uzate, economisitoare de apă și anti-incrustare.

3. Procesul de tratare și configurația echipamentelor principale

Pentru a aborda caracteristicile specifice ale apelor uzate fotovoltaice, folosim un proces dedicat de tratare, care constă din:

Colectare separată și pretratare → Eliminare precisă a fluorurilor și a siliciului → Tratare biologică → Filtrare avansată prin membrane → Solidificare a concentratei

Apele uzate acide, apele uzate alcaline, apele uzate care conțin fluor și apele uzate organice sunt colectate și egalizate separat pentru a minimiza fluctuațiile hidraulice și ale calității apei.

În timpul pretratării, ajustarea precisă a pH-ului, îmblânzirea apei, eliminarea durității, coagularea și sedimentarea elimină eficient silicații, substanțele în suspensie și majoritatea ionilor de fluor.

Adsorbția pe carbon activ și un proces de tratare biologică energetic eficient sunt aplicate ulterior pentru a elimina contaminanții organici reziduali.

Apa tratată trece apoi printr-un sistem de ultrafiltrație (UF), urmat de un sistem de osmoză inversă (RO) rezistent la înfundare, producând apă reutilizabilă de înaltă calitate, potrivită pentru curățarea wafere-lor și pentru spălarea în ateliere.

Concentratul rămas, cu salinitate ridicată, este concentrat și solidificat în continuare pentru eliminarea finală, maximizând recuperarea apei și minimizând evacuarea apelor uzate.

Echipamentele principale includ:

• Sisteme automate de neutralizare cu acid și bază
• Reactoare compozite de înaltă eficiență pentru îndepărtarea fluorurilor
• Sisteme pentru îndepărtarea siliciului și pentru îmblânzirea apei
• Unități de adsorbție pe carbon activat
• Sisteme de membrane pentru osmoză inversă rezistente la încărcare
• Sisteme automate de dozare chimică
• Sisteme online de monitorizare a calității apei

4. Avantajele soluției

Soluția noastră este concepută special pentru industria de fabricare a panourilor fotovoltaice, utilizând o tehnologie de tratare separată pentru a rezolva eficient provocările legate de îndepărtarea fluorurilor, îndepărtarea siliciului și controlul depunerilor.

Sistemul asigură în mod constant o performanță stabilă în îndepărtarea fluorurilor, garantând conformitatea cu reglementările privind evacuarea în mediu, în timp ce minimizează riscurile operaționale.

Oferim soluții personalizate de echipamente adaptate caracteristicilor apelor uzate, capacității de tratare și spațiului disponibil în stația de tratare. Structurile echipamentelor, materialele anticorozive, canalele de curgere antităcânt și configurațiile sistemului sunt optimizate pentru condițiile extrem de acide, alcaline și predispuse la formarea de depuneri întâlnite în producția fotovoltaică.

Toate echipamentele mecanice principale, sistemele electrice de comandă și componentele de tratare a apei sunt certificate conform standardelor CE, UL și ISO, respectând în totalitate Directivele Europene privind Mașinile și cerințele nord-americane de siguranță electrică, asigurând o funcționare fiabilă și conformitatea cu proiectele internaționale.

Procesul integrat de îmblânzire și eliminare a durității reduce semnificativ formarea de depuneri pe membrane, prelungind durata de viață a membranelor cu aproximativ 40%, în timp ce scade costurile de întreținere.

Sistemul atinge o rată generală de reutilizare a apei de până la 95 %, fiind astfel deosebit de potrivit pentru cerința ridicată de apă a instalațiilor de fabricare fotovoltaică și reducând în mod semnificativ consumul de apă dulce.

Designul său modular integrat minimizează necesarul de spațiu pentru instalare, scurtează durata instalării și permite o extindere flexibilă în viitor pe măsură ce capacitatea de producție crește.

Funcționarea inteligentă complet automatizată minimizează intervenția manuală, oferind în același timp o performanță stabilă, un consum redus de energie și documentație completă de conformitate pentru inspecțiile de mediu și acceptarea proiectelor.

5. Referințe privind proiectul și documentația de susținere

Am finalizat cu succes proiecte de tratare a apelor uzate pentru numeroși producători lideri de celule fotovoltaice și wafere de siliciu.

Un proiect reprezentativ este Proiectul de Tratare a Apelor Uzate și Reutilizare a Apei pentru Fabrica de Celule Solare de 10 GW, cu o capacitate de tratare de 1.200 m³/zi.

Sistemul realizează în mod constant reciclarea apelor uzate pentru reutilizare în producție, economisind peste 300.000 m³ de apă dulce anual, eliminând eficient incrustările de pe echipamente și asigurând respectarea stabilă a limitelor privind fluorul. Proiectul a trecut cu succes inspecția de acceptare ambientală la prima depunere.

Documentația de sprijin include:

• Patente proprii privind procesul de îndepărtare a fluorului
• Certificări CE, UL și ISO
• Rapoarte de testare a calității apei certificate de terți
• Documentație privind finalizarea și recepția proiectului
• Referințe de performanță din mai multe proiecte industriale de referință

6. Domeniul de servicii și procesul de cooperare

Oferim soluții complete de tratare a apelor uzate EPC cheie-în-mână pentru industria fotovoltaică, acoperind investigația terenului, colectarea și analiza probelor de ape uzate, proiectarea personalizată a procesului, fabricarea echipamentelor ne-standard, instalarea, punerea în funcțiune, serviciile de exploatare și întreținere, actualizările sistemului și furnizarea pe toată durata de viață a consumabililor.

Procesul standard de cooperare

• Investigație teren & colectare probe de apă – Se efectuează investigația in situ, colectarea probelor de ape uzate și analiza completă a calității apei.
• Proiectare soluție personalizată – Elaborarea unui proces de tratare adaptat, a unei propuneri tehnice și a unei oferte comerciale detaliate.
• Fabricare echipamente și construcții – Începerea fabricării echipamentelor personalizate și a lucrărilor de construcții pe teren, după confirmarea contractului.
• Instalare și punere în funcțiune – Finalizarea instalării sistemului, a punerii în funcțiune și a operațiunii de probă până la îndeplinirea tuturor cerințelor de performanță.
• Acceptare proiect și instruire – Asistență în cadrul acceptării de către autoritățile de mediu și oferirea unei instruiri profesionale pentru operatori.
• Suport tehnic pe termen lung – Oferta serviciilor de inspecție pe durata de viață, întreținere preventivă, actualizări ale echipamentelor, optimizare a sistemului și suport tehnic continuu.