蘇州湛清環(huán)??萍加邢薰?span>作者
光伏蓬勃發(fā)展背景下,可預(yù)見的氟資源危機(jī)
太陽是地球最大的清潔能源,每年到達(dá)地球表面的太陽輻射能約為10^24焦耳,遠(yuǎn)超人類目前所需的能源總量。隨著碳中和碳達(dá)峰戰(zhàn)略目標(biāo)的推進(jìn),其在我國能源占比會(huì)持續(xù)攀高。
我國擁有世界上規(guī)模龐大的光伏產(chǎn)業(yè)。僅在建和簽約的光伏電池產(chǎn)能就超過1500GW。在電池片的生產(chǎn)中必須使用氫氟酸。1GW的產(chǎn)能平均每年需要350噸-500噸氫氟酸。至2030年,會(huì)有75萬噸的氫氟酸排至廢水中。
螢石(又稱氟石),作為自然界含氟最高的礦物,它是制備氫氟酸的主要原材料,2016年起被列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄,受到出口管制。目前,螢石高品位礦在國內(nèi)逐漸稀缺。
光伏制造業(yè)每天產(chǎn)生數(shù)百萬立方的含氟廢水,大多采用傳統(tǒng)鈣鹽沉淀除氟,產(chǎn)生大量含氟污泥,還須投加大量水處理藥劑,給光伏企業(yè)帶來沉重的處理負(fù)擔(dān)。另外的一面是,處置方對(duì)于污泥的處理也大多停留在燒制陶?;蛴糜诮ú钠鰤K。無法實(shí)現(xiàn)氟資源充分再利用。相當(dāng)于每年有成百上千萬噸的高品位螢石被白白浪費(fèi)。
光伏廢水處理現(xiàn)狀
光伏電池生產(chǎn)過程中使用氫氟酸用于清洗、蝕刻,因此會(huì)產(chǎn)生大量的含氟廢水,平均1GW產(chǎn)能每天產(chǎn)生1000噸廢水,這些含氟廢水的傳統(tǒng)處理方案,采用兩級(jí)石灰除氟工藝,存在以下問題:
污泥產(chǎn)量大
1GW電池片日產(chǎn)污泥4-6噸,其儲(chǔ)存、運(yùn)輸成本高,且存在環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)。
運(yùn)行成本高
包含人工、藥劑、污泥、電費(fèi)等,每GW產(chǎn)能每年300萬以上廢水處理費(fèi)用。
氟資源浪費(fèi)
含氟污泥純度低,只能填埋處理,或者用于低附加值的建筑、冶煉領(lǐng)域。
湛清光伏電池廢水解決方案
針對(duì)光伏含氟廢水,湛清環(huán)保在傳統(tǒng)兩級(jí)除氟工藝的基礎(chǔ)上,增加FBC-FR氟回收系統(tǒng),可以將廢水中的氟離子回收制備成純度90%以上的高純度氟化鈣,出水經(jīng)深度處理后達(dá)標(biāo)排放。
該方案回收的氟化鈣達(dá)到制備氫氟酸的級(jí)別,可以實(shí)現(xiàn)氟資源的循環(huán)利用,同時(shí)因?yàn)榉x子的回收利用,廢水處理的藥劑投加量和污泥產(chǎn)生量都大幅降低,噸水處理成本顯著下降。
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