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光伏蓬勃發展背景下,可預見的氟資源危機
太陽是地球最大的清潔能源,每年到達地球表面的太陽輻射能約為10^24焦耳,遠超人類目前所需的能源總量。隨著碳中和碳達峰戰略目標的推進,其在我國能源占比會持續攀高。
我國擁有世界上規模龐大的光伏產業。僅在建和簽約的光伏電池產能就超過1500GW。在電池片的生產中必須使用氫氟酸。1GW的產能平均每年需要350噸-500噸氫氟酸。至2030年,會有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年起被列入戰略性礦產目錄,受到出口管制。目前,螢石高品位礦在國內逐漸稀缺。
光伏制造業每天產生數百萬立方的含氟廢水,大多采用傳統鈣鹽沉淀除氟,產生大量含氟污泥,還須投加大量水處理藥劑,給光伏企業帶來沉重的處理負擔。另外的一面是,處置方對于污泥的處理也大多停留在燒制陶粒或用于建材砌塊。無法實現氟資源充分再利用。相當于每年有成百上千萬噸的高品位螢石被白白浪費。
光伏廢水處理現狀
光伏電池生產過程中使用氫氟酸用于清洗、蝕刻,因此會產生大量的含氟廢水,平均1GW產能每天產生1000噸廢水,這些含氟廢水的傳統處理方案,采用兩級石灰除氟工藝,存在以下問題:
污泥產量大
1GW電池片日產污泥4-6噸,其儲存、運輸成本高,且存在環境安全風險。
運行成本高
包含人工、藥劑、污泥、電費等,每GW產能每年300萬以上廢水處理費用。
氟資源浪費
含氟污泥純度低,只能填埋處理,或者用于低附加值的建筑、冶煉領域。
湛清光伏電池廢水解決方案
針對光伏含氟廢水,湛清環保在傳統兩級除氟工藝的基礎上,增加FBC-FR氟回收系統,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,出水經深度處理后達標排放。
該方案回收的氟化鈣達到制備氫氟酸的級別,可以實現氟資源的循環利用,同時因為氟離子的回收利用,廢水處理的藥劑投加量和污泥產生量都大幅降低,噸水處理成本顯著下降。
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