1、1太阳能硅片废水回用【摘要】尽管太阳能是绿色能源，且太阳能电池厂排放的污染物，与石油、煤炭行业相比，对环境的污染要少很多。但由于目前国内太阳能产业技术落后、政策不完善等原因，电池生产过程在国内仍存在较严重的污染。对电池生产的废水污染的控制是一个不可回避的现实问题。 文章分析了硅片清洗、硅片废水回用工艺。 【关键词】太阳能 硅片 废水回用 目前，在全球能源面临严峻的形势下，太阳能光伏产业逐渐兴起。太阳能是一种环保，绿色，节能的新能源，对其利用，可以充分缓解能源紧张趋势。太阳能作为一种清洁能源，本身并不存在污染，但其在生产过程中会产生许多污染问题，今天，我将围绕太阳能光伏产业对水资源的污染及其治理
2、技术进行阐述。 一、性质分析 光伏产业根据生产产品可细分为单晶硅生产线排水，多晶硅生产线排水，其生产工序中有污水排放的工段主要是：制绒和清洗工段。硅太阳能电池生产中在腐蚀清洗、去磷硅玻璃和石英管清洗等工艺过程中须使用 KOH、IPA、铬酸、HF、 、等化学药品，相应的产生含 IPA 浓废液废水和含氟废液废水、含铬废水。硅太阳能电池的主要生产工序如下，清洗：清洗的主要目的是去除硅片上的污物。制绒：硅晶太阳能电池的制绒工艺是加入铬酸或、HF、的强氧化性溶液将切割后硅片上的污物清除，在2硅片上形成减反织构。扩散：磷扩散是在硅表层掺入纯杂质原子的过程。刻蚀、去 PSG：利用 HF 溶液对硅片边缘进行腐
3、蚀，去除硅片边缘的 PN 结。去 PSG 是对刻蚀后硅片上的磷硅玻璃用氢氟酸等清洗的方法进行清除。等离子化学气相沉积(PECVD)：PECVD 被使用来在硅片上沉积氮化硅材料。丝网印刷：是通过丝网印刷机将银浆或铝浆等导电材料印刷在硅片上。 二、硅片清洗 这些杂质有的以原子状态或离子状态，有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。有机污染包括光刻胶、有机溶剂残留物、合成蜡和人接触器件、工具、器皿带来的油脂或纤维。无机污染包括重金属金、铜、铁、铬等，严重影响少数载流子寿命和表面电导；碱金属如钠等，引起严重漏电；颗粒污染包括硅渣、尘埃、细菌、微生物、有机胶体纤维等，会导致各种缺陷。清除污染的方法有物理
4、清洗和化学清洗两种。 物理清洗 刷洗或擦洗：可除去颗粒污染和大多数粘在片子上的薄膜。 高压清洗：是用液体喷射片子表面，喷嘴的压力高达几百个大气压。高压清洗靠喷射作用，片子不易产生划痕和损伤。但高压喷射会产生静电作用，靠调节喷嘴到片子的距离、角度或加入防静电剂加以避免。 超声波清洗：超声波声能传入溶液，靠气蚀作用洗掉片子上的污染。但是，从有图形的片子上除去小于 1 微米颗粒则比较困难。将频率提高到超高频频段，清洗效果更好。 2、化学清洗 化学清洗是为了除去原子、离子不可见的污染，方法较多，有溶剂3萃取、酸洗（硫酸、硝酸、王水、各种混合酸等）和等离子体法等。其中双氧水体系清洗方法效果好，环境污染小
5、。一般方法是将硅片先用成分比为：=5：1 或 4：1 的酸性液清洗。清洗液的强氧化性，将有机物分解而除去；用超纯水冲洗后，再用成分比为：=5：2：1 或 5：1：1 或7：2：1 的碱性清洗液清洗，由于的氧化作用和的络合作用，许多金属离子形成稳定的可溶性络合物而溶于水；然后使用成分比为：HCL=7：2：1 或 5：2：1 的酸性清洗液，由于的氧化作用和盐酸的溶解，以及氯离子的络合性，许多金属生成溶于水的络离子，从而达到清洗的目的。 三、硅太阳能电池生产废水回用工艺分析 在硅太阳能电池生产废水中，含 IPA 的浓碱废液和浓氟废水中污染物的浓度较高，经处理后其中仍含有较高浓度的污染物，将其进入膜系
6、统处理回用会加重膜系统的污染程度，缩短膜元件的使用寿命，直接增加了废水回用的成本，而且会影响膜系统的稳定性，因此建议浓氟和浓碱废水单独达标处理后直接外排，不作为回用原水。回收率是回用水系统设计中一个关键指标。设定时要考虑原水中含有的难溶解性盐的析出极限值（饱和指数） 、给水水质的种类和产水水质。通常，单位面积产水量 J 和回收率 R 设计的过高，发生膜污染的可能性大大增加，造成产水量下降，清洗膜系统的频率会增多，维护系统正常运行的费用增加。所以，在进行设计系统时，在条件可能的条件下，希望宽余的设计产水通量和回收率。 目前市场上多数膜厂家的建议回收率一般在 7075左右比较合4适，这样使膜元件在
7、经济状态下使用，可以延长膜的使用寿命。根据统计，光伏行业低污染水如一般酸碱、含氟废水、冷却塔排污水和 RO 浓水中污染物浓度较低，占总排放量的 70左右。经达标处理后其中污染物浓度已经非常低，适合作为回用水。这种低污染水通过大通量超低压反渗透膜后回收率可定在 75，那废水的总回用率就在757052.5，也就是说，通常废水回用控制在 50左右，在目前的排放标准要求下是比较经济合理的。通常废水回用可以按照如下工艺：废水处理出水回用原水池原水泵多介质过滤器超滤装置增压泵活性炭吸附离子交换保安过滤器高压泵反渗透回用水箱。 四、硅太阳能电池生产废水处理站设计规划要点 1、废水处理站事故应急池往往在设计中
8、会疏忽遗漏，考虑到生产故障和排放的安全性，事故水池和事故回流一定要在设计中考虑。 2、硅太阳能电池生产废水处理站使用化学药品较多，在设计中应该尽量将化学药品区域集中考虑，过于分散不便于化学品的管理，容易造成安全隐患。同时应有设置防止化学品泄漏的围堰和对应措施，如冲洗用的自来水软管，并安装保护人员的冲淋洗眼器。 3、硅太阳能电池生产废水处理后产生的污泥较多，设计中如果条件允许应该尽量考虑自动污泥输送装置，或者将压滤机设置在层楼面的台上，污泥可以自动卸入污泥运输车中，降低操作人员的劳动强度。 4、废水处理站应充分考虑，全面规划。设计应根据资及业主要求实施，尽量考虑到远期工程的需要，预留相应的接口及
9、设备位置。应采用5高效节能，节省用地，便于运行的废水处理新工艺、新技术，确保废水处理效果，减少工程投资和日常运行费用，出水水质达到招标要求，并符合国家和当地环保部门相关要求。 五、结束语 硅太阳能电池已经越来越多的运用在社会的各行各业，已经成为绿色新能源的代名词。对电池生产过程中排放的废水污染进行及时恰当的控制，积极承担相应社会责任也进入硅电池产业前的必修课。硅片废水的治理要从源头着手，杜绝水的浪费现象，同时采用节水型工艺和设备，提高水资源的利用率，完善和建立污水处理系统，提高工业用水回收率和重复利用率。最后，我认为光伏产业是一个发展前景远大的产业系统，其不管是在废水处理方面还是其它方面都蕴含
10、着巨大的商机，希望我们能把握好这一机遇，为自身以及环保事业做出我们的贡献。 参考文献： 1程姣，石凯，李应华.半导体厂含氟废水处理工程改造.中国给水排水J.2008， 24（6）：2830. 2孙兰梅，周春雨等.农药工艺废水中回收异丙醇.农药J2009，48（6）:422-423. 3杜文华，杨健，王士芬.提高异丙醇废水可生化性的试验研究J.化工环保. 2000，20（6）：36. 4周建民，张国岭等.光伏电池单晶硅生产废水处理工程实例J.6水处理技术. 2009，35（4）：116119. 5李金辉，杜朝军，刘锦.利用聚合氯化铝铁处理电镀废水的研究.材料保护 J.2004，37（9）：42-43.
