Рішення для очищення стічних вод від виробництва кремнієвих пластин для сонячних батарей

1. Джерела стічних вод, типові забруднювачі та характеристики води

Стічні води від виробництва кремнієвих пластин для ФЕ утворюються переважно під час різання пластин, текстурування та промивання, кислотного й лужного полірування, видалення клею, охолодження при різанні пластин і прибирання виробничих приміщень. Вони становлять найбільший об’єм стічних вод у всьому процесі виробництва кремнієвих пластин.

На відміну від стічних вод від виробництва сонячних елементів, стічні води від виробництва кремнієвих пластин характеризуються високим вмістом фторидів, високою концентрацією кремнезему, високою мутністю та чергуванням кислих і лужних потоків стічних вод.

Типові забруднювачі включають фториди, колоїдний завислий кремнезем (SiO₂), кислотні й лужні солі, слідові кількості залишків рідини для різання, а також іони жорсткості, зокрема кальцій і магній. Хоча загальний рівень ХПК порівняно низький, у стічних водах міститься надзвичайно висока концентрація колоїдного кремнезему.

Об’єм стічних вод є значним і підлягає суттєвим гідравлічним коливанням. Стічні води від різання пластина містять велику кількість дрібних частинок кремнію, які швидко осідають і спричиняють утворення накипу. Переміжне скидання кислих та лужних промивних стічних вод призводить до різких коливань pH та постійного зростання солоності. Без належної очистки можуть виникнути серйозне утворення накипу, забруднення мембран та надмірні концентрації фторидів у очищених стічних водах.

Системи очистки стічних вод повинні відповідати чинним промисловим нормам скидання стічних вод та стандартам повторного використання регенерованої води.

2. Поширені проблеми замовників

Очистка стічних вод у галузі виробництва кремнієвих пластин ставить кілька високоспеціалізованих завдань.

Традиційні процеси очистки, як правило, неефективні щодо видалення ультрадрібних колоїдних частинок кремнію, що призводить до повільного осадження, накопичення осаду в рівняльних резервуарах, серйозного забруднення мембран та передчасної заміни мембран.

Традиційні технології видалення фторидів також мають обмежену здатність адаптуватися до коливань у параметрах стічних вод, що підвищує ризик перевищення граничних значень викидів фторидів.

Виробництво кремнієвих пластин вимагає великих обсягів технологічної води, тоді як у традиційних системах очищення часто досягаються порівняно низькі показники повторного використання води, що призводить до високого споживання прісної води та високих експлуатаційних витрат.

Крім того, стандартизоване обладнання для очищення часто непридатне для надкислих, надлужних, схильних до утворення накипу та корозійних умов експлуатації, характерних для виробництва кремнієвих пластин, що призводить до частих відмов обладнання й зростання потреб у технічному обслуговуванні.

Оскільки потужності виробництва постійно збільшуються, традиційні цивільні споруди для очищення стічних вод вимагають великих площ для встановлення й пропонують обмежену гнучкість щодо модернізації потужності, що робить їх непридатними для сучасного масштабного безперервного виробництва кремнієвих пластин.

3. Процес очищення та конфігурація основного обладнання

Щоб усунути високий вміст кремнію, фторидів та турбідності у стічних водах виробництва кремнієвих пластинах, ми застосовуємо перевірений процес очищення, що складається з таких етапів:

Роздільне збирання → Коагуляція для видалення кремнію та фторидів → М’якшення води → Точне фільтрування → Покращене мембранне повторне використання води → Зменшення об’єму концентрату

Стічні води від різання пластин із високою турбідністю та кислотні/лужні технологічні стічні води збирають і вирівнюють окремо, щоб мінімізувати гідравлічні коливання та зміни якості води.

Спеціалізована система коагуляції й осадження знешкоджує колоїдний кремній і одночасно забезпечує високоефективне видалення фторидів.

Після цього очищена вода проходить через фільтрацію на піску та активованому вугіллі для видалення залишкових завислих речовин і слідових органічних забруднювачів.

Нарешті, система ультрафільтрації (UF) у поєднанні з антизабруднювальною зворотноосмотичною (RO) мембранною системою виробляє воду високої якості для повторного використання, придатну для очищення кремнієвих пластин та систем охолодження.

Решту концентрату додатково обробляють за допомогою процесів зменшення об’єму, що забезпечує тривалу стабільну роботу всієї системи очищення.

Основне обладнання включає:

• Стійкі до корозії індивідуальні вирівнювальні резервуари
• Реактори високої ефективності для видалення кремнію та фторидів
• Повністю автоматизовані системи пом’якшення води
• Прецізні фільтраційні блоки
• Антизабруднювальні мембранні системи зворотного осмосу
• Інтелектуальні системи дозування хімічних реагентів
• Прилади онлайн-моніторингу якості води

4. Переваги рішення

Наше рішення спеціально розроблено для галузі виробництва кремнієвих пластин для фотогальванічних елементів і забезпечує цільові рішення щодо видалення кремнію, видалення фторидів та запобігання утворенню накипу, постійно забезпечуючи очищену воду, яка відповідає вимогам як до скидання, так і до повторного використання в технологічних процесах.

Ми надаємо повністю індивідуальні, нестандартні установки, розроблені з урахуванням потужності заводу, характеристик стічних вод, наявного місця для встановлення та умов експлуатації. Посилені антикорозійні корпуси, зносостійкі трубопроводи та конструкції фільтрації, що запобігають засміченням, спеціально розроблені для умов високого об’ємного потоку, високої корозійності та абразивності, які характерні для виробництва кремнієвих пластинах, що значно підвищує надійність обладнання та його термін служби.

Усі основні електричні системи, механічне обладнання та компоненти систем очищення води сертифіковані відповідно до стандартів CE, UL та ISO.

• Сертифікат CE підтверджує відповідність директивам Європейського Союзу щодо електромагнітної сумісності (EMC), Директиви щодо низької напруги (LVD) та екологічних вимог.
• Сертифікат UL підтверджує відповідність суворим північноамериканським стандартам щодо протипожежного захисту та електричної безпеки.

Ці міжнародно визнані сертифікації забезпечують високий рівень експлуатаційної безпеки, відповідність нормативним вимогам та безперешкодне прийняття як для внутрішніх, так і для міжнародних проектів.

Наша власна передобробна технологія видалення кремнію на основі силікату ефективно усуває колоїдне забруднення мембран, значно зменшуючи частоту технічного обслуговування та продовжуючи термін служби мембран.

Система забезпечує рівень повторного використання води понад 95 %, значно скорочуючи споживання прісної води та витрати на скидання стічних вод.

Модульна інтегрована конструкція мінімізує вимоги до площі для встановлення й одночасно дозволяє гнучке розширення в майбутньому. Повністю автоматизована інтелектуальна експлуатація зменшує потребу в робочій силі та забезпечує стабільну тривалу роботу, відповідаючи суворим стандартам екологічної відповідності.

5. Посилання на проекти та підтверджувальна документація

Ми успішно завершили численні проекти очищення стічних вод для провідних виробників фотогальванічних кремнієвих пластинах і маємо значний досвід у сфері очищення стічних вод від виробництва кремнієвих пластин та повторного використання води.

Одним із ключових проектів є проект очищення стічних вод та повторного використання води для різання й промивання кремнієвих пластин потужністю 15 ГВт, з продуктивністю 1500 м³/добу.

Система працювала надійно протягом тривалого часу й повністю усунула проблеми, пов’язані з накопиченням кремнієвої пилки, утворенням накипу на мембранах та надмірно високими концентраціями фторидів. Проект успішно пройшов екологічну приймальну перевірку й щорічно економить понад 350 000 м³ прісної води.

Документація, що підтверджує рішення, включає:

• Патенти на власницький процес видалення кремнію та фторидів
• Сертифікати CE, UL та ISO
• Звіти про водяне тестування, затверджені незалежною третьою стороною
• Документація про завершення проекту та екологічну приймальну перевірку
• Референції щодо ефективності за результатами типових проектів у фотovoltaїчній галузі

6. Обсяг послуг та процес співпраці

Ми надаємо комплексні EPC-рішення «під ключ» для очищення стічних вод виробників кремнієвих пластин, включаючи обстеження майданчика, аналіз якості води, індивідуальне проектування технологічних процесів, розробку нестандартного обладнання, його виробництво, монтаж, пусконалагодження, підтримку відповідності екологічним вимогам, послуги з експлуатації та технічного обслуговування, а також проекти модернізації систем.

Стандартний процес співпраці

• Обстеження майданчика та відбір проб води — проведення польового обстеження, збирання проб стічних вод та оформлення детального звіту про якість води.
• Індивідуальне інженерне проектування — розробка спеціалізованого процесу очищення та індивідуального обладнання з урахуванням умов експлуатації підприємства.
• Виробництво обладнання та будівництво — початок виготовлення індивідуального обладнання та будівельних робіт на місці після підтвердження контракту.
• Монтаж та введення в експлуатацію — повний монтаж, комплексне введення в експлуатацію та пробна експлуатація до досягнення стабільного виконання вимог.
• Приймання проекту та навчання — допомога у процедурах екологічного приймання та надання професійного навчання для операторів.
• Тривала технічна підтримка — проведення регулярних перевірок, профілактичного обслуговування, оптимізації системи, модернізації обладнання, постачання споживних матеріалів протягом усього терміну експлуатації та технічна підтримка.