擴散滲析技術回收光伏行業的廢酸和廢堿

李志剛 張鮮苗 王丹 張治磊 張盼 郭錫偉

摘 要：光伏行業生產晶體硅太陽能電池片的工藝過程中產生大量的廢酸和廢堿，采用擴散滲析法回收處理生產過程中產生的廢酸和廢堿，不但能夠有效將酸和堿資源回收利用到原工藝中去，降低企業生產成本，節能降耗減排，后期廢水中和排放的氨氮以及總鹽含量都大大降低，為企業生產運營降低環保壓力。

關鍵詞：擴散滲析;光伏;廢酸;廢堿;回收

一、 引言

光伏行業作為21世紀新能源行業，一直受到政府的支持和鼓勵。由于國家大力支持，中國太陽能光伏產業走在世界前列，太陽能產業近十年迅猛發展，晶體硅太陽能電池片作為新能源更是受到企業的投資青睞。生產晶體硅太陽能電池片第一道工序是硅片進行制絨，制絨過程中產生大量的廢酸和廢堿，其主要作用有以下兩個方面：（1）祛除硅片表面的雜質損傷層，損傷層是在硅片切割過程中形成的表面晶格畸變，具有較高的表面復合;（2）形成陷光絨面結構：光線照射在硅片表面通過多次折射，達到減少反射率的目的。通常情況下用堿處理單晶，可以得到金字塔狀絨面;用酸處理多晶，可以得到蟲孔狀無規則絨面。處理方式主要在與單多晶性質的區別。

二、 擴散滲析法回收處理堿和酸的工作原理

擴散滲析膜處理廢酸、廢堿采用的是滲析原理，是以濃差做推動力。主要用于酸、堿與金屬鹽類混合液的分離、提純。回收的酸和堿可循環使用，分離酸和堿后的殘液可中和處理減排或者中水回用。擴散滲析膜法回收處理廢堿（酸）工作原理如圖1所示。以擴散滲析回收堿為例介紹。整個裝置是由一定數量膜組成的一系列結構單元;其中每個單元由一張陽離子均相膜隔開成滲析室和擴散室，采用逆流操作，在陽離子均相膜的兩側分別通入廢堿液及接受液時，由于廢堿液側的堿及其鹽的濃度遠高于水的一側，根據擴散滲析原理，在濃度梯度的推動下，廢堿及其鹽類有向擴散室滲透的趨勢，故在濃度差的作用下，廢堿側的陽離子被吸引而順利地透過膜孔道進入水的一側。同時根據電中性要求，也會夾帶陰離子，但膜對陰離子具有選擇透過性，由于OH-的水化半徑比較小，電荷較少;而其他陰離子的水化半徑較大，電荷較多，因此OH-會優先通過膜，這樣廢液中的堿就會被分離出來。擴散滲析膜法處理廢酸采用的是陰離子膜，以濃差做推動力，分離的是氫離子和金屬陽離子。

三、 制絨工藝廢堿處理效果

（一）擴散滲析系統回收處理后的效果

制絨堿拋外排廢堿液含量如表1所示。通過山東天維膜技術有限公司生產的TWDD-128-400B擴散滲析堿回收裝置，堿回收結果如表2所示。經過擴散滲析處理后，廢堿液中80%游離堿被回收，90%硅酸根及大分子有機物被去除掉，回收堿加入新堿調配后返回到原工藝繼續使用，含有少量堿液的殘液與廢水站酸性廢水中和，中性處理后達標排放。

（二）擴散滲析系統回收處理后的效果

酸洗槽外排的廢酸含量如表3所示。通過山東天維膜技術有限公司生產的 TWDD-128-400A擴散滲析酸回收裝置，酸回收結果如表4所示。經過擴散滲析處理后，廢酸液中80%游離酸被回收，硅酸鹽及大分子有機物被去除掉，殘液中少量的酸液及雜質有機物等排入廢水站，中和處理后達標排放。

四、 結語

光伏太陽能行業作為新能源行業，在生產過程中產生的大量酸和堿，采用擴散滲析技術能夠將80%以上酸和堿有效回收利用，大大降低酸堿資源的浪費。光伏企業作為綠色能源生產企業，更應該在綠色清潔生產，節能減排上做出更大的努力，從而降低環保污染及治理壓力，為企業創造經濟效益的同時也產生巨大的社會效益。

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作者簡介：李志剛，張鮮苗，王丹，張治磊，張盼，郭錫偉，山東天維膜技術有限公司。