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最近几年,在“双碳”控制目标下,污水处理厂节能降耗正被提上日程。越来越多的j9游会真人游戏第一品牌厂开始探索光伏发电的新模式,“j9游会真人游戏第一品牌处理厂+光伏电站”这一组合越来越多地出现在大众的视野里。
7月18日,武汉北湖j9游会真人游戏第一品牌处理厂即将迎来并网发电,武汉北湖j9游会真人游戏第一品牌处理厂是国内一次性建成的规模最大的j9游会真人游戏第一品牌处理厂,采用的是光伏+j9游会真人游戏第一品牌处理厂这一模式,这个电站每年能够提供清洁电能总量约2200万千瓦时,如果用于厂区发电,将会减少大量煤炭的使用,这对于减少二氧化碳排放起着至关重要的作用。
再比如合肥试点的光伏j9游会真人游戏第一品牌厂包括王小郢j9游会真人游戏第一品牌处理厂、十五里河j9游会真人游戏第一品牌处理厂、小仓房j9游会真人游戏第一品牌处理厂、陶冲j9游会真人游戏第一品牌处理厂,总建设规模达16.3兆瓦。这些项目每年可发电1567万千瓦时。与相同发电量的火电厂相比,可以节约标准煤约5887吨,年减少二氧化碳排放约15753吨,降低粉尘排放约4298吨,节约电费约105万元……
作为“耗电大户”,j9游会真人游戏第一品牌处理厂的电能成本一直高企,随着国家对高能耗产业进行调控,低碳、环保、节能成为目前j9游会真人游戏第一品牌处理厂发展的主流方向,于是“光伏+j9游会真人游戏第一品牌厂”的新模式成为热点。由于j9游会真人游戏第一品牌处理厂占地面积较大,可加装光伏板的空间也相对广阔,加之j9游会真人游戏第一品牌处理厂上方的光伏板能够遮挡直射水池的阳光,有效抑制池内绿藻生长,此外,在降低发电成本的同时,余电并网也可参与电力市场交易。
我们看到的是光伏+j9游会真人游戏第一品牌厂模式确实有效,降低了发电成本,然而我们不了解的背后,光伏产业中的晶硅太阳能电池板生产线需要大量用水,同时产生大量j9游会真人游戏第一品牌, 这种j9游会真人游戏第一品牌的可生化学性差、pH也因工艺不同差距很大、氟离子含量高……
1、光伏j9游会真人游戏第一品牌有哪些特点
光伏是太阳能光伏发电系统的简称,光伏行业就是围绕将光能转化为电能的相关产业,如单晶硅、多晶硅太阳能电池、组件及相关产品生产、研发、集成及运行。
在这些产业中,晶硅组件市场占有率达到90%,是光伏行业的主流产业。据预测,到2030年全球光伏累计装机量有望达1721GW,到2050年将进一步增加至4670GW。而且中国是第一大光伏装机市场,截止2020年,保持了6年的全球第一。
虽然太阳能是绿色能源,但是作为主流产业的晶硅材料生产过程可是会产生大量j9游会真人游戏第一品牌的。在太阳能电池板中,常见的产品就是单晶硅和多晶硅两种,无论哪一种产品,为了保证晶硅能极大程度的吸收太阳能,在生产过程的工序中都会用铬酸、硝酸、氢氟酸、硫酸等强氧化性溶液清洗、制绒、刻蚀硅片,同时还要添加异丙醇、乙醇及重金属作为助剂,所以产生的j9游会真人游戏第一品牌好像炼蛊一样,“五毒俱全”:pH低,硝态氮量高、氟离子含量高、可生化性低、含有重金属等。
近些年生产工艺改进主要是在生产过程中添加液氨、双氧水等原料,而且排水水质需达到《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)。
2、光伏j9游会真人游戏第一品牌如何处理?
光伏行业发展迅猛,带来的j9游会真人游戏第一品牌处理自然也是刻不容缓。这几年来,光伏j9游会真人游戏第一品牌整体分为两大类处理模式,分类分质处理和混合处理。
晶硅电池板在生产过程基本会经过清洗、制绒、切磨、刻蚀等步骤,而且每个工段j9游会真人游戏第一品牌的主要污染物不相同,水质水量差别也较大。
依据分质收集、分段处理的理念,可以使各处理单元针对主要污染物质稳定高效的处理,但是处理工序及构筑物就会比较复杂。
对于含氟j9游会真人游戏第一品牌,可以采用化学沉淀+混凝的处理工艺。
例如,某个多晶硅片生产j9游会真人游戏第一品牌处理工程设计中,针对含氟j9游会真人游戏第一品牌采用两级反应沉淀工艺,一级沉淀投加 Ca(OH)2和PAM,二级投加CaCl2和PAM,与其他含氟j9游会真人游戏第一品牌处理不同的是,工艺在产生CaF2的同时投加了PAM。切磨j9游会真人游戏第一品牌进行了PAC和PAM的混凝沉淀处理,在处理过程每段j9游会真人游戏第一品牌都设置了调节池,缺点是工艺、管网布设略显复杂。
再比如,天津市某生产高压硅堆、硅材料的j9游会真人游戏第一品牌,对含氟j9游会真人游戏第一品牌处理采用的是混凝沉淀工艺,通过投加CaCl2生成CaF2沉淀,后续投加PAC和PAM加速CaF2的沉降。由于pH是除氟的关键影响因素,所以通过正交试验确定了混凝剂投加最佳pH为8.5~9.5。
对于有机j9游会真人游戏第一品牌,通常都是进入生物处理单元,虽然光伏j9游会真人游戏第一品牌COD含量高,但是可生化性能较差,前期需要进行提高可生化性的处理。
例如,辽宁的某家单晶硅切片生产线j9游会真人游戏第一品牌,使用的是格栅→混凝沉淀→水解酸化→接触氧化→MBR膜工艺,处理后50%的j9游会真人游戏第一品牌达市政管网标准排放至管网,另50%j9游会真人游戏第一品牌经臭氧消毒和活性炭吸附可进行回用。其中水解酸化就是为了提高可生化性设置的。
清洗废液也属于高有机废液,可以采用调节→混凝沉淀→厌氧→兼氧→接触氧化工艺,最终出水能达到《j9游会真人游戏第一品牌综合排放标准》(GB 8978—1996)的三级排放标准。
另一种处理方式是将某几段生产j9游会真人游戏第一品牌混合处理,水质参数可参考下图。混合处理工艺管线会简单一些,由于不同段j9游会真人游戏第一品牌酸碱性不同,可酸碱中和以废治废,但需要构筑物池体体积大,而且为了满足处理效果,水力停留时间均相同,处理效率没有分质分类处理高。
例如,将单晶硅太阳能电池各工段j9游会真人游戏第一品牌通入综合j9游会真人游戏第一品牌调节池,这样的的优点是可以将酸碱废液混合达到以废治废的调节目的。之后选用三级混凝沉淀,前两级目的是为了除去氟离子,最后一级是为了保证后续生物处理中防止污泥钙化,进行除钙选用的是Na2CO3作为沉淀剂,最后进入两级A/O工艺去除硝酸盐和有机物,因为低C/N在两级工艺厌氧段都有碳源补充,碳源选择投加乙酸钠,最终出水能达到《电池工业污染物排放标准》(GB30484—2013)间接排放标准。
再比如,张家港市某多晶硅电池生产含j9游会真人游戏第一品牌的处理,主要是将清洗制绒和刻蚀工艺段的j9游会真人游戏第一品牌进行混合处理,主要工艺是调节→两级沉淀→砂滤→炭滤→离子交换→两级反渗透→蒸发结晶最终出水达到回用标准,每吨j9游会真人游戏第一品牌处理成本为17.52元。
无论是分质中的有机j9游会真人游戏第一品牌还是混合处理的j9游会真人游戏第一品牌可生化性都很差。为了提高微生物抗冲击性,一般会选择厌氧处理,为了处理效果稳定通常也需要两级厌氧处理串联,可以选择不同的反应器,有的工艺为了提高,可生化性设置水解酸化或是Fenton氧化,再者由于厌氧处理的特点,后续必须增加一个好氧生物处理。
为了使F-达标排放,Ca2+通常是过量的,那么在除氟后会有Ca2+含量较高的j9游会真人游戏第一品牌进入生物处理单元,虽然Ca2+是微生物生长必须的,但是过量的Ca2+影响了其它重金属与一些酶类的正常结合影响微生物正常代谢,此外微生物呼吸过程产生CO2与Ca2+形成CaCO3包裹在污泥表面,阻碍了微生物与j9游会真人游戏第一品牌的物质流通,也就是污泥钙化,为了保证生化处理的正常进行,进入反应器的Ca2+浓度应低于600mg/L,当过高时一般选择投加Na2CO3除钙。
两种处理方法的不同点是:
混合处理过程为了达到排放标准,工艺中很多一级单元处理都无法达到理想状态,所以工艺中常见三级混凝,二级反渗透等。而且各部分j9游会真人游戏第一品牌酸碱性差异可以达到以废治废。
所谓分质和分类一般指的是含氟j9游会真人游戏第一品牌和有机j9游会真人游戏第一品牌两大类。在处理时由于部分污染物质单一的j9游会真人游戏第一品牌,经处理后可以达到回用,药剂投加也更为合理,常见的就是含氟j9游会真人游戏第一品牌的处理以及回用。
3、j9游会真人游戏第一品牌处理厂+光伏项目风口,环保大厂动作不断
减污降碳协同增效目标下,行业龙头们在j9游会真人游戏第一品牌处理厂+光伏领域已经纷纷出动,j9游会真人游戏第一品牌处理厂+分布式光伏呈现遍地开花之势。
三峡集团主导的长江大保护项目与光伏项目多次合体:
芜湖市朱家桥j9游会真人游戏第一品牌处理厂分布式光伏项目一期工程已于2020年9月并网;
芜湖市城东j9游会真人游戏第一品牌处理厂分布式光伏项目于2021年9月开始发电;
芜湖市三山区的高安j9游会真人游戏第一品牌处理厂于2021年11月上旬正式并网发电,其余规划中的4座j9游会真人游戏第一品牌厂分布式光伏项目将陆续投入运营。
北控水务宜兴市j9游会真人游戏第一品牌处理厂分布式光伏发电项目,覆盖宜兴市城市j9游会真人游戏第一品牌处理厂等8个j9游会真人游戏第一品牌处理厂。
首创环保表示,目前公司在合肥、铜陵等区域的部分项目公司,利用建筑物、构筑物的顶面和厂区空地铺设太阳能光伏板,应用光伏发电,取代部分传统电厂发电。
光大水务积极围绕“减污降碳”进行研学、探索和试点工作,并于2021年推出“厂内光伏”试点项目——依托j9游会真人游戏第一品牌处理和光伏发电设施,打出了一套“减污降碳”组合拳,助力公司的“绿色低碳”可持续发展之路。
结语
总之,对于光伏生产j9游会真人游戏第一品牌,两种处理模式各有优势,单一方式不能经济有效的达到处理要求,而且光伏行业的蓬勃发展,工艺的更新,产生的j9游会真人游戏第一品牌水量、水质也随之变化,国家对工业j9游会真人游戏第一品牌处理的标准也越来越严格,在应用时因根据实际光伏产业生产工艺及生产j9游会真人游戏第一品牌水质水量状况,灵活采用组合方式,取长补短不仅可以达到处理要求,而且应变性也更强。