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太阳能电池含镉废水零排放技能
依据我国《GB 30484-2013 电池产业净化物排放规范》,国际电池行业的次要种类分类如下图所示。

 用电池分类


此中的太阳能光伏电池是一种新型的依托太阳能停止能量转换的光电元器件。当下,随着不行再生资源严峻耗费,对可再生干净动力的需求不时扩展,国际太阳能光伏电池的消费企业不时增多,消费范围不时扩展,其消费进程排放的水净化题目也越发突出。
以消费玻璃基铜铟硒薄膜太阳电池的某企业为例,其消费进程发生含镉废水,为了防止对水体形成公害,提出含镉废水零排放要求。


含镉废水来路及特点
玻璃基铜铟硒薄膜太阳电池具有多层膜构造,包罗窗口层(ZnO)、过渡层(CdS)、光吸取层(CIGS)、金属背电极(Mo)、玻璃衬底等。该企业在消费进程中,硫化镉过渡膜层接纳化学水浴法制备,消费中称为CBD工序。详细操纵是控制60~80℃的水浴条件,在氨水构成的碱性情况中,应用络合剖析反响将质料硫酸镉引入的Cd2+,经过络合物载体与硫脲中的硫构成新的化合物堆积层(CdS堆积层),从而构成过渡膜层。

反响原理如下:

 
含镉镀膜液在每批次镀膜后需全部改换以满意消费要求,镀膜后接纳纯水对膜层停止洗濯。含镉废水次要来自排放的含镉镀膜液和镀膜后的洗濯进程。
含镉镀膜液和膜层洗濯废水水量相反,但水质差别较大,含镉镀膜液和膜层洗濯废水中各净化物浓度比可达10:1~20:1。废水中次要净化物镉、氨氮、COD浓度均较高,此中含镉镀膜液中镉浓度>10mg/L、氨氮浓度>3000mg/L、COD浓度>3000mg/L,废水可生化性较差。


含镉废水零排放技能方案的选择
现在国际外重金属废水处置技能次要有沉淀法、离子交流法、膜别离法、生物法和吸附法等,但重金属废水的零排放很难经过单一的处置办法完成。比年来,电镀行业等重金属重点排放行业已展开了相干重金属废水零排放技能研讨,我司也有相干工程理论可供自创,在多种处置办法的组合工艺中,膜过滤+蒸发稀释的工艺道路较为成熟,使用普遍。
 

膜过滤+蒸发设置装备摆设

该企业方案将含镉废水处置后用做纯水制备原水。接纳膜过滤工艺包管回用水水质;膜过滤稀释废水中的重金属再经蒸发工艺转移至蒸发条理的残液中,做固废处理,从而完成重金属废水的零排放。同时,该企业含镉废水中镉、氨氮的浓度较高,且硫脲沸点较高,间接停止膜过滤及蒸发稀释处置,将招致膜梗塞及净化,对蒸发器影响也较大,无法完成零排放,故需将废水中的镉、氨氮、硫脲停止无效的预处置,满意进膜条理的水质要求,再经三级膜过滤(超滤+反浸透+DTRO)处置确保出水水质波动、进步回用水产水率、增加蒸发废水量,低落后续蒸发本钱。详细的废水处置工艺流程如下图所示。
 

含镉废水处置流程图


除镉原理
经过与硫化物和氢氧化物发作化学反响,将废水中呈溶解态的镉离子变化为难溶于水或不溶于水的硫化镉、氢氧化镉化合沉淀物,再经沉淀、过滤去除含镉沉淀物。但硫化镉和氢氧化镉在废水中的颗粒较细,难以沉淀,需同步投加絮凝剂减速沉淀。
 


预处置除镉
含镉废水中的硫脲在碱性及低温(60℃)条件下,大局部剖析天生硫化钠,发生的硫化钠和废水中的金属镉构成硫化镉,在该碱性条件下,金属镉与OH-作用转化为氢氧化镉沉淀,同步投加PAM絮凝剂进步混凝沉淀结果,去除50% 的镉,增加高浓度镉对蒸氨汽提塔的影响。在进入膜条理前,向混淆废水投减轻金属捕获剂、PAM等进一步除镉,确保进入膜条理的镉浓度控制在0.05mg/L以下。
 

消费废水回用方案

膜过滤和蒸发稀释是完成废水零排放的要害工段。混淆废水经多介质过滤器的过滤阻拦作用去除大局部SS落伍入超滤,大于超滤膜膜孔的微粒、胶体等进一步去除,包管反浸透进水水质。废水颠末反浸透膜,出水可满意《生存饮用水卫生规范》(GB5749-2006) 水质要求,进入接纳水箱,反浸透浓水提拔进入DTRO 安装进一步稀释减量,以增加后续MVR 蒸发废水量,浪费投资及运转用度。DTRO和MVR安装出水均进入接纳水箱,完成废水的零排放。
 

参考文献
1、沈燕等,《情况与开展》,2018年05期;
2、宋云等,《电池产业净化物排放规范体例阐明》,2011年1月;

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