文_王荣祥 合肥阳光新能源科技有限公司
光伏发电项目产生污废水主要在施工阶段和运维阶段。施工阶段的污废水主要为土建工程施工、材料和设备的清洗及施工人员的生活污废水,因此光伏发电项目施工期的污废水主要是含泥沙、含油废水及生活污废水。运维阶段的污废水主要是运维人员的日常卫生间、厨房及洗涤等生活污废水以及变压器含油污废水、组件清洗污废水等,其中生活污废水的污染物主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等) 和大量病原微生物(如寄生虫卵和肠道传染病毒等)。综合两个阶段的污废水组成,若不对其进行合理处置,将会对环境造成一定污染。
光伏发电项目施工中,其生活污水及机械废水可分类收集处理,生活污水经处理后与施工同步,边处理边用于场区抑尘,不可任其随地漫流,污染周围环境。
若按照100MW容量计算,光伏发电项目施工期土建工程施工、材料和设备的清洗污废水产生量约5.44m3/d,则可在施工临时场地开挖简易隔油沉淀池,对施工废水集中进行处理,处理后尾水全部予以回用,可用于施工场地冲洗、工区洒水或施工机械冲洗等;混凝土拌合排水等采用沉砂池沉淀处理后用于施工场地抑尘。
光伏发电项目施工期施工人员的生活污废水可定额计算,既卫生设施用水定额为25L/人·d、食堂用水定额为15L/人·d、洗浴用水定额为30L/人·d(人数按照出勤人数的30%计算)、洗衣用水定额为30L/人·d,按最高人数为100人估算,生活区生活用水为7.9m3/d。因此,根据《室外排水设计规范》(GB50014-2006)中3.1.2条,污水产生量按用水量的80%计,则施工期生活污水产生量为6.32m3/d。考虑光伏项目施工工期较短,人员流动较大,还可在生活区设置污废水收集池,同时设置化粪池,经处理后用于周边旱地施肥。
由于光伏发电项目运维期的主要污废水是生活污废水与变压器含油污废水,所以整个项目运维期间的污废水处理主要为生活污废水处理、变压器含油污废水处理、组件清洗污废水。
光伏电站一般设计年限为25年,电站内需要建综合楼、生产楼、主变压器、SVG室、总事故油池、水泵间等。按照100MW容量计算,运维人员按14人设计,日常生活用水定额按照150L/人·d,小时变化系数(Kh)取值3,用水时间为24h,则最大日用水量为2.1m3/d;厨房用水定额按照20L/人·d,小时变化系数(Kh)取值1.5,用水时间为12h,则最大日用水量为0.84m3/d,总用水量为2.94m3/d。污水产生量按用水量的80%计,则运维期生活污废水产生量为2.35m3/d。由于生活污废水中的污染物是以有机物为主,CODcr、BOD5均较高,且BOD5/CODcr之值大于0.4,其生化性较好,所以通常情况下根据污废水的水质水量状况以及排放标准要求,宜采用生物接触氧化AO+清水沉淀工艺和生物接触氧化AO+MBR膜+消毒工艺处理。
2.1.1 生物接触氧化AO+清水沉淀工艺
生物接触氧化AO+清水沉淀工艺,其厌氧生物池、好氧生物池、清水池都包含在一体化污水处理设备内,详情如图1所示。生活污废水集中到化粪池,上清液经人工格栅拦截水中大块悬浮物,之后重力流到一体化设备内,经过处理后污水直接排放。其中,化粪池、格栅都需定期清理,设备内污泥池一般半年用吸粪车清理一次。同时,生物接触氧化AO+清水沉淀工艺是较为简单的同步脱氮除磷工艺,总水力停留时间少于其他类工艺,在厌氧、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,不易发生污泥丝状膨胀,SVI值一般小于100,工艺污泥含磷高,具有较高的肥效,可达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-2002)一级B排放标准,适用于大多数光伏发电项目。
图1 生物接触氧化AO+清水沉淀工艺流程图
2.1.2 生物接触氧化AO+MBR膜+消毒工艺
生物接触氧化AO+MBR膜+消毒工艺是在生物接触氧化法AO工艺基础上,增加MBR膜池工艺,工艺流程图详见图2。结合活性污泥法,设计能力为5t/d,当光伏发电项目为水面光伏电站或临近I、II类地表水建设的光伏电站时,处理后的污废水可达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-2002)一级A排放标准,处理后的污废水可直接回用或外排。
图2 生物接触氧化AO+MBR膜+消毒工艺流程图
光伏电站室内若有单台总油量为100kg以上的电气设备、屋外单台容量为1000kg及以上的电气设备,升压站内除设置油水分离型总事故油池外,还需在主变压器下设置大于变压器外廓每边各1m的贮油或挡油设施进行污废水处理。在正常情况下,主变压器下的储油设施内的积水排到总事故油池内,最后排入附近雨水管网内。当发生火灾或发生漏油情况时,用于灭火的消防水和泄露的油一同排入到总事故油池内,经油水分离后,污废水排入到废水池内,通过抽排外运方式进行处理;总事故油池内的油,根据油的状态质量选择回收利用或通过专业公司外运处理。当陈列区内单台箱变油量超过1000kg时,亦需考虑排油措施,在箱变基础底部设置100%贮油坑,基础一侧设地埋式成品玻璃钢事故储油池,储油池为油水分离型,发生漏油时,通过坑底设排油管,将漏油排至油水分离型的事故油池中,油和含油污废水不能直排。
光伏发电项目在运维期,为提高光伏组件发电效率,会定期对光伏组件进行清洗。因清洗产生的污废水不含有害物质,仅有悬浮物,所以可直接排至光伏板下的地面进行绿化浇灌使用,不用进行收集。
综上所述,在运维期,不具备污废水处理条件的光伏发电项目,生活污废水要落实贮存条件,沉淀处理后,可委托第三方定期运送污水至具备条件的污水处理厂进行处理,严禁外排。事故油池应按照环境保护要求设置防渗漏、防污染、防流失、防燃爆等工程措施,严防出现非正常条件下的环境污染。
随着光伏发电项目的不断发展,其项目中的污废水处理问题必须得到重视,加大光伏发电项目的污废水处理投入,强化污废水处理意识,避免污废水随意排放造成的环境污染问题,做好生态环境保护,实现能源与环境的可持续发展,才能真正地把光伏发电产业建设成为绿色环保产业。