相關數(shù)據(jù)顯示，2022年底，我國光伏電站裝機已經(jīng)達到3.72億千瓦，成為全國僅次于火電、水電的第三大電源形式。

       按照行業(yè)裝機趨勢，到今年年底，光伏發(fā)電裝機或將突破5億千瓦，大概率超越水電（含抽蓄）成為全國第二大電源。

       然而，光伏“狂飆”背后的環(huán)境風險，卻鮮有人提及。直至近日，央視《焦點訪談》的一篇名為“廢舊光伏組件流向何方”的新聞報道，才讓光伏污染第一次真正地映入大眾視野。

       圖源/央視焦點訪談

       如果說以前“光伏+污水廠”模式是單向流動式賦能，那么隨著光伏廢水問題的日益嚴峻，“光伏+污水廠”或將擁有不同定義，逐步轉變?yōu)殡p向互動式賦能。

       焦點訪談：污水遍地、黑煙刺鼻...
       記者暗訪調查“揭開”光伏污染冰山一角

       截至2023年4月，我國光伏發(fā)電裝機達4.4億千瓦，若以每塊光伏組件300w、體積0.066m3、重量19kg來計算，當全部光伏電站25年運行期滿后，將產(chǎn)生約9700萬m3、2800萬噸的固體廢棄物。

       那么，已經(jīng)達到使用年限的廢棄光伏組件都流向了哪里呢？這一問題引起了焦點訪談欄目組的高度關注。

       焦點訪談記者來到了河南省新鄉(xiāng)市輝縣郊區(qū)的一個村子，村子里有很多靠處置廢棄組件來營生的小工廠、小作坊。這些小工廠都是從回收商那里買來廢棄光伏組件后，進行焚燒。

       在村里一處關著鐵門的院子里，記者看到成堆的拆解后的光伏板材，旁邊還有一個大焚燒爐正在燒東西，爐子已經(jīng)被熏黑。除了焚燒產(chǎn)生的刺鼻黑煙，記者還在院子里聞到一股難聞的氣味，鐵皮板豎起的墻里面，地上有幾個池子，正冒著白煙，地上是污水。

       據(jù)業(yè)內專家介紹，和其他垃圾不同，光伏組件含氟，如不進行專業(yè)處理，有毒氣體不僅危害工作人員，還將對周圍地區(qū)土壤和地下水造成二次污染。

       此外，記者還了解到，除了回收環(huán)節(jié)的污染，光伏最主要的污染還是發(fā)生在生產(chǎn)環(huán)節(jié)。其生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生廢水主要有：

       ◎ 堿性廢水。利用氫氧化鉀溶液進行清洗作業(yè)的過程中會產(chǎn)生堿性廢水；用水噴淋的方式對含有氨氣的廢氣的硅烷燃燒塔予以處理，同樣也會產(chǎn)生堿性廢水。這些堿性廢水中含有氫氧化鈉、氨氮、異丙醇等，直接排放將會造成嚴重的污染。

       ◎ 酸堿沖洗廢水。通常是在硅片腐蝕清洗作業(yè)過程中產(chǎn)生酸堿沖洗廢水，其中含有的COD、SS、酸堿類等，會污染環(huán)境。

       ◎ 氫氟酸濃液。它產(chǎn)生于制絨工序和磷硅玻璃去除工序之中，其pH值在1左右。

       ◎ 氫氟酸沖洗廢水。在利用HF進行二次清洗去磷硅玻璃的過程中會產(chǎn)生氫氟酸沖洗廢水，它的污染強度較大，如若與人體皮膚觸碰，會造成表皮、真皮及皮下組織壞死。

       “光伏+污水廠”是未來大趨勢
       但你不知道光伏廢水有多難搞嗎？

       1、光伏廢水的特點

       1）污染物濃度波動范圍大。光伏生產(chǎn)廢水廢棄物成分較多且組成成份復雜，常見的有切割液、乙丙醇、丙烯醇、乳酸、單晶硅粉等物質，這些物質通常都包含在沖洗水中，而且廢水中的這些物質含量波動較大。一般情況下，廢水呈酸性，pH值通常在3~6之間，COD濃度較高
 
       (2000~6000mg/L)，SS濃度高(200~2000mg/L)，BOD5較低(500~1500mg/L)。

       2）廢水的酸、堿性極強，對設備具有很強的腐蝕性。堿性廢水，pH一般在10~14；酸性廢水，pH一般在3~6。

       3）廢水的可生化性很差。BOD5/COD通常在0.2~0.3左右，隨著廢水量波動，甚至小于0.2。

       4）廢水排放具有時段性。隨著生產(chǎn)工藝時段的不同，污染物也出現(xiàn)較大變化，廢水量從60~250m3/h不等，高渣廢水、凈水器泥水，循環(huán)水排污水，清洗廢水都隨著生產(chǎn)量的不同產(chǎn)生不同量廢水。

       2、光伏廢水典型處理工藝

       ◎ 光伏廢水進入混合調節(jié)池，在反應池中投加聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）進行混凝反應后沉淀，污泥由氣動泵.html'>隔膜泵送入污泥濃縮池。

       ◎ 廢水經(jīng)中間水池后提升進入?yún)捬跆幚硐到y(tǒng)，有機物在此被大量降解，出水經(jīng)兼氧池分解大分子有機物，再由好氧生物處理系統(tǒng)進一步降解有機物。

       ◎ 好氧池后設置二沉池，采用曝氣生物濾器進行深度處理，污泥池中污泥進行壓濾處理。

       ◎ 光伏廢水排入初沉池，加CaCl2和PAC，去除氟化物、懸浮物和固體顆粒物質，通過自流進入調節(jié)池調節(jié)水質水量，再自流進入?yún)捬跖渌亍?/p>

       ◎ 通過提升泵提升至水解酸化池，經(jīng)過一系列處理廢水中的大分子污染物變成小分子污染物、難降解的污染物變成易降解的污染物，有機物轉化為沼氣，同時廢水的可生化性得以提高。

       ◎ 水解酸化池出水自流入缺氧池，循環(huán)式活性污泥(CASS)池多余的污泥回流至缺氧池，污泥與廢水在缺氧池維持在缺氧的狀態(tài)，缺氧池出水在缺氧沉淀池泥水分離，澄清出水再自流入CASS 池。

       ◎ CASS池的污泥通過回流泵與CASS進水混合，快速降解有機物，CASS池多余的污泥回流至缺氧池。

       ◎ 缺氧沉淀池沉淀的污泥在回流到水解酸化反應器，進行污泥減量化和消化反應，剩余污泥再泵送至污泥濃縮池，壓濾濃縮污泥和污泥外運。

       3、光伏廢水：分質收集處理好，還是集中收集處理好？

       1）集中處理處理光伏廢水

       由于光伏企業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污水具有污染物濃度波動范圍大、時段性特征非常明顯，再加上其中污染物的可生化性能較差，為了解決該問題，有些同行認為應該通過集中收集的方式對這些污水進行一起處理。

       優(yōu)勢：通過集中收集，一起處理的方式，可以有效的克服企業(yè)污染物濃度波動范圍大、存在時段性的缺陷，在操作上和管理較容易實現(xiàn)。

       劣勢：由于集中收集的廢水中含各個工藝階段不同的污染物，從而使得最終處理工藝設計較為復雜，污水降解處理成本較高，污水經(jīng)過處理后水質并不是很好。

       2）分質分類處理光伏廢水

       與集中收集處理方式不同，分質收集處理方式是依據(jù)生產(chǎn)過程中各個工藝部分排放廢水和排放規(guī)律的不同，有針對性的分別收集并進行相應處理的工藝。

       優(yōu)勢：與集中處理方式相比較，該處理方式的針對性更好，因而使得最終污水處理的效果更好。此外，該方式在各個工藝階段的污水處理工藝相對較簡單。

       劣勢：其在整體運行，管理和操控所需的人員較多，特別是企業(yè)污水排放時段性的特點，會進一步加大該工藝應用的難度。

       8種光伏企業(yè)含氟廢水處理工藝對比
       化學沉淀法+混凝沉淀法+吸附法效果更佳

       眾所周知，光伏企業(yè)會用到大量的氫氟酸，工業(yè)生產(chǎn)中排放的含氟廢水常含有質量濃度為10mg/L～10000mg/L的氟化物。

       值得一提的是，由于光伏廢水中還可能還存在其他非金屬離子，因此除氟會變得更加困難（氟離子活性較強，本身就是工業(yè)廢水中較難去除的物質之一）。

       一般來說，含氟廢水處理原則是：首先從清潔生產(chǎn)角度出發(fā)，減少污染物，防止污水外排，進而綜合回收和利用。究竟采用什么樣的方法除氟，是要根據(jù)工業(yè)廢水的水質、水量、排放標準及處理方法的特點、成本和回收經(jīng)濟價值等各方面綜合考慮。

       在光伏廢水處理行業(yè)中，化學沉淀法、混凝沉淀法、吸附法由于實用性較強經(jīng)常聯(lián)合使用，處理效果更佳。下面先詳細介紹這三種方法——

1、吸附除氟法

       吸附法的基本機理是離子交換或表面反應，是一種基于接觸法的表面反應，使用氟吸附劑的設備將含氟廢水中的氟與吸附劑中的其他離子或基團反應交換后留在吸附劑表面而被除去，吸附劑則通過不斷再生來恢復交換能力。

       因此，吸附法只適用于含氟量低的自來水處理或者深度除氟處理。

       2、化學沉淀除氟法

       化學沉淀法是將一定量的化學試劑投加到含氟廢水中，使其與廢水中的氟生成氟化物沉淀或者利用共沉淀吸附氟離子，然后用過濾或自然沉降等方法使沉淀物與水分離，達到除氟的目的。

       目前，沉淀法是除氟工藝中應用最廣泛的一種方法，適用于處理質量濃度在1000mg/L以上的含氟廢水。

       ◎ 若廢水中含有比較單純的氟離子時，投加石灰，調節(jié)pH值至10～12，生成CaF2沉淀，可使含氟質量濃度降至10mg/L~12mg/L。

       ◎ 若廢水中還含有其他金屬離子（如 Mg2+、Fe3+、Al3+等），加熟石灰后，除形成CaF2沉淀外，還形成金屬氫氧化物，可使含氟質量濃度降至8mg/L以下。

       ◎ 若加石灰至pH=11～12，再加硫酸鋁或者聚合鋁鹽，使pH=6～8，則形成氫氧化鋁可使含氟質量濃度降至5mg/L以下。

       為提高除氟效率可調節(jié)廢水的酸度及無機絮凝劑和有機助凝劑的投加量并加入過量的Ca(OH)2以達到深度除氟的目的。

       常用的沉淀劑有生石灰、熟石灰、電石渣、碳酸鈣、石粉、可溶性鈣鹽等。熟石灰和氯化鈣等鈣鹽的聯(lián)合使用，配合無機混凝劑和有機助凝劑，能更有效地降低氟離子濃度，而且熟石灰生產(chǎn)便捷，價格相對氯化鈣等鈣鹽優(yōu)惠，在處理過程中既能中和廢水酸性又能有效除氟，處理成本相對較低，是光伏企業(yè)常用的處理方法。

       3、混凝沉淀除氟法

       混凝沉淀法是利用水中的F-與Al3+、Fe3+、Mg2+等陽離子形成絡合物沉淀而除氟的一種方法。

       所選用的混凝劑一般為聚鐵和聚鋁等無機混凝劑，也可以使用有機混凝劑，包括聚丙烯酰胺類和天然高分子化合物（如纖維素、淀粉、木質素等聚糖類和殼聚糖類) 。不同混凝劑因其作用機理不同，降氟效果也不同。

       混凝沉淀法能夠處理含氟量在1000mg/L以上的廢水，設備簡單、操作容易。但存在后期投加藥劑量大，廢水中引入過多金屬離子和非金屬離子，不利于后段的綜合回用，且除氟效果不穩(wěn)定，產(chǎn)生較多難以處理的廢渣。

       4、電滲析除氟法

       使用電滲析法處理含氟廢水時，需要在半滲透膜的兩端建立一個直流電場，使帶負電的氟離子和帶正電的離子通過離子交換分別流向陽極和陰級，從而去除廢水中的氟離子。

       這種除氟方法可應用于飲用水的除氟，但這種方法需要先對飲用水進行處理。因此，設備成本相對較高，還存在膜極化結垢的問題，在處理飲用水中的氟離子時，也會去除一些對人體有益的物質，因此電滲析法除氟在實際應用中受到限制。

       5、生化除氟法

       生化除氟法，簡單來說就是長期馴化一些微生物，使這些微生物具有一定的降氟和除氟能力，然后將含氟廢水加入含有由這類微生物組成的生物膜反應器中，微生物就會降解廢水中的氟離子，達到除氟目的。

       這種方法只能應用在含氟濃度較低的工業(yè)廢水中，而不能應用于高濃度含氟廢水中，因為微生物在高濃度含氟廢水中降解氟的能力會受到抑制，其生長也會受到影響，生物膜會脫落，不能達到除氟的目的。

       6、電凝聚除氟法

       電凝聚法處理含氟廢水時，需要對廢水進行電解析，通過電解析可以在水中產(chǎn)生一些絮凝沉淀，這種沉淀物具有靜電吸附和離子交換的特點，可有效去除廢水中的氟離子。

       該方法所需設備簡單，也不會產(chǎn)生二次污染，但由于鋁鎂合金電極容易鈍化，電流無法通過，導致鋁鎂合金的電極不能順利析出，從而無法達到除氟的效果。

       7、反滲透除氟法

       反滲透除氟法，就是利用反滲透膜能透過水而不能透過其他溶質的特性，然后利用足夠的壓力，可以讓含氟廢水中的水分子通過半透膜或反滲透膜分離，從而達到除氟目的。

       但是反滲透除氟法也存在局限性，由于膜的問題，導致利用該方法除氟時對水質的要求較高，且要先對進行水預處理，進膜前的原水水質越好，對膜的傷害就越小，使用時間就越長。

       此外，該方法對高濃度含氟廢水的處理效果較差。在利用反滲透除氟法時，如果廢水回收率太低，會造成水資源的浪費。

       8、氣浮廢水處理法

       氣浮法是通過某種方法產(chǎn)生大量的微氣泡，使其與廢水中密度接近于水的固體或液體污染物微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，在浮力的作用下上浮至水面形成浮渣，進行固液或液液分離。

       氣浮法除氟主要是與其它傳統(tǒng)除氟方法聯(lián)用以加強除氟效果。按氣泡產(chǎn)生的不同方式分為電解氣浮法、散氣氣浮法、溶氣氣浮法等。