1. Источники сточных вод, типичные загрязнители и характеристики воды
Сточные воды от производства кремниевых пластин для фотоэлектрических элементов образуются в основном при резке пластин, текстурировании и очистке, кислотной и щелочной полировке, удалении клея, охлаждении при резке пластин и уборке производственных помещений. Они представляют собой крупнейший источник сточных вод на всём протяжении процесса изготовления кремниевых пластин.
В отличие от сточных вод, образующихся при производстве солнечных элементов, сточные воды от производства кремниевых пластин характеризуются высоким содержанием фторидов, высокой концентрацией кремнезёма, высокой мутностью и чередованием кислых и щелочных потоков.
Типичные загрязнители включают фториды, коллоидный взвешенный кремнезём (SiO₂), соли кислот и щелочей, следовые количества остатков режущей жидкости, а также ионы жёсткости — например, кальций и магний. Хотя общий уровень ХПК относительно невысок, концентрация коллоидного кремнезёма в сточных водах чрезвычайно велика.
Объём сточных вод значителен и подвержен существенным гидравлическим колебаниям. Сточные воды от резки пластин содержат большое количество мелких частиц кремния, которые легко оседают и вызывают образование накипи. Чередование сброса кислых и щелочных промывных сточных вод приводит к резким колебаниям pH и постоянному росту солёности. Без надлежащей очистки возможны сильное образование накипи, загрязнение мембран и чрезмерно высокие концентрации фторидов в очищенных стоках.
Системы очистки сточных вод должны соответствовать действующим нормативам по сбросу промышленных сточных вод и стандартам повторного использования регенерированной воды.
2. Типичные проблемы заказчиков
Очистка сточных вод в индустрии кремниевых пластин связана с рядом высокоспециализированных задач.
Традиционные процессы очистки, как правило, неэффективны при удалении ультрамелкодисперсного коллоидного кремнезёма, что приводит к медленному осаждению, накоплению осадка в уравнительных резервуарах, сильному загрязнению мембран и преждевременной замене мембран.
Традиционные технологии удаления фторидов также обладают ограниченной адаптивностью к колебаниям параметров сточных вод, что повышает риск превышения предельно допустимых концентраций фторидов в сбросах.
Для производства кремниевых пластин требуется значительный объём технологической воды, тогда как традиционные системы очистки зачастую обеспечивают относительно низкие показатели повторного использования воды, что приводит к высокому расходу пресной воды и высоким эксплуатационным затратам.
Кроме того, стандартизированное оборудование для очистки зачастую непригодно для работы в сильно кислых, щелочных, склонных к образованию накипи и коррозионных условиях, характерных для производства кремниевых пластин, что вызывает частые отказы оборудования и увеличивает потребность в техническом обслуживании.
По мере дальнейшего расширения производственных мощностей традиционные гражданские сооружения для очистки сточных вод требуют больших площадей под установку и обладают ограниченной гибкостью при модернизации мощности, что делает их непригодными для современного крупномасштабного непрерывного производства кремниевых пластин.
3. Технологический процесс и конфигурация основного оборудования
Для решения проблемы высокого содержания кремнезёма, фторидов и мутности в сточных водах, образующихся при производстве кремниевых пластин, мы применяем отработанный процесс очистки, включающий следующие этапы:
Раздельный сбор → Коагуляция для удаления кремнезёма и фторидов → Умягчение воды → Точная фильтрация → Современная мембранная рециркуляция воды → Снижение объёма концентрата
Высокомутные сточные воды от резки пластин и кислые/щелочные технологические сточные воды собираются и выравниваются раздельно, чтобы минимизировать гидравлические колебания и изменения качества воды.
Специализированная система коагуляции и осаждения дестабилизирует коллоидный кремнезём и одновременно обеспечивает высокую эффективность удаления фторидов.
После этого очищенная вода проходит через песчаную и угольную фильтрацию для удаления остаточных взвешенных веществ и следовых органических загрязнителей.
Наконец, система ультрафильтрации (UF) в сочетании с мембранной системой обратного осмоса (RO) с антизагрязняющим покрытием производит рекуперированную воду высокого качества, пригодную для очистки и охлаждения пластин.
Оставшийся концентрат дополнительно обрабатывается с помощью процессов сокращения объёма, что обеспечивает долгосрочную стабильную работу всей системы очистки.
Основное оборудование включает:
- Резервуары выравнивания с повышенной стойкостью к коррозии, изготовленные по индивидуальному заказу
- Реакторы высокой эффективности для удаления кремнезёма и фторидов
- Полностью автоматизированные системы умягчения воды
- Блоки прецизионной фильтрации
- Мембранные системы обратного осмоса с антизагрязняющим покрытием
- Интеллектуальные системы дозирования реагентов
- Приборы онлайн-мониторинга качества воды
4. Преимущества решения
Наше решение специально разработано для отрасли производства кремниевых пластин для фотогальванических элементов и обеспечивает целенаправленное удаление кремнезёма и фторидов, а также предотвращение образования накипи; при этом очищенная вода постоянно соответствует как требованиям к сбросу, так и к повторному использованию в технологических процессах.
Мы предоставляем полностью индивидуальное нестандартное оборудование, спроектированное с учётом мощности завода, характеристик сточных вод, доступного места для установки и условий эксплуатации. Усиленные антикоррозионные корпуса, износостойкие трубопроводы и конструкции фильтрации, устойчивые к засорению, специально разработаны для условий с высоким расходом, высокой коррозионной активностью и абразивностью, характерных для производства кремниевых пластин, что значительно повышает надёжность оборудования и срок его службы.
Все основные электрические системы, механическое оборудование и компоненты систем очистки воды сертифицированы в соответствии со стандартами CE, UL и ISO.
- Сертификат CE подтверждает соответствие директивам Европейского союза по электромагнитной совместимости (EMC), Директиве по низкому напряжению (LVD) и экологическим требованиям.
- Сертификат UL подтверждает соответствие строгим североамериканским стандартам пожарной безопасности и электробезопасности.
Эти международно признанные сертификаты гарантируют высокий уровень эксплуатационной безопасности, соответствие нормативным требованиям и беспрепятственное принятие как на внутреннем, так и на международном рынках.
Наша собственная технология предварительной обработки с удалением кремнезёма эффективно устраняет коллоидное загрязнение мембран, значительно снижая частоту технического обслуживания и продлевая срок службы мембран.
Система обеспечивает уровень повторного использования воды свыше 95 %, значительно снижая расход пресной воды и затраты на сброс сточных вод.
Модульная интегрированная конструкция минимизирует требования к площади установки и одновременно обеспечивает гибкую возможность расширения в будущем. Полностью автоматизированная интеллектуальная эксплуатация снижает потребность в рабочей силе и гарантирует стабильную долгосрочную работу при соблюдении строгих экологических требований.
5. Ссылки на проекты и сопутствующая документация
Мы успешно реализовали множество проектов по очистке сточных вод для ведущих производителей фотогальванических кремниевых пластин и обладаем обширным опытом в области очистки сточных вод от производства кремниевых пластин и повторного использования воды.
Один из ключевых проектов — это проект по очистке сточных вод и повторному использованию воды при резке и промывке кремниевых пластин мощностью 15 ГВт, производительность которого составляет 1500 м³/сут.
Система работает надежно на протяжении длительного времени, полностью устраняя проблемы, связанные с накоплением кремниевого порошка, образованием накипи на мембранах и избыточной концентрацией фторидов. Проект успешно прошел инспекции экологического приема и ежегодно экономит более 350 000 м³ пресной воды.
Подтверждающая документация включает:
- Патенты на собственные процессы удаления кремнезёма и фторидов
- Сертификаты CE, UL и ISO
- Отчёты о проверке качества воды, выданные аккредитованными сторонними лабораториями
- Документация о завершении проекта и экологическом приеме
- Справки о результатах работы эталонных проектов в фотогальванической отрасли
6. Объём услуг и процесс сотрудничества
Мы предоставляем комплексные EPC-решения «под ключ» для очистки сточных вод производителей кремниевых пластин, включая обследование площадки, анализ качества воды, проектирование индивидуальных технологических процессов, разработку нестандартного оборудования, его производство, монтаж, пусконаладку, поддержку в вопросах экологического соответствия, услуги по эксплуатации и техническому обслуживанию, а также проекты модернизации систем.
Стандартный процесс сотрудничества
- Обследование площадки и отбор проб воды — проведение выездного обследования, сбор проб сточных вод и подготовка подробного отчёта по результатам анализа качества воды.
- Индивидуальное инженерное проектирование — разработка специализированного технологического процесса и адаптированного оборудования с учётом эксплуатационных условий завода.
- Производство оборудования и строительные работы — начало изготовления адаптированного оборудования и строительных работ на месте после подтверждения контракта.
- Монтаж и ввод в эксплуатацию — выполнение монтажа, комплексного пусконаладочного процесса и пробной эксплуатации до достижения стабильного соответствия требованиям.
- Приёмка проекта и обучение — содействие в прохождении процедур экологической приёмки и предоставление профессионального обучения операторов.
- Долгосрочная техническая поддержка — проведение регулярных проверок, профилактического обслуживания, оптимизации систем, модернизации оборудования, а также поставка расходных материалов на весь срок службы и техническая поддержка.
EN
