西部某薄膜太阳能电池生产企业主要生产玻璃基铜铟镓硒薄膜太阳能电池，生产过程中产生含镉废水。排放到水体的镉离子及其化合物即使浓度低，也可在藻类和底泥中积累，被水体中鱼、贝类和虾蟹类吸收，通过食物链浓缩，最终可能进入人体，从而造成公害。鉴于该企业位于长江上游，临近鱼类保护区，提出含镉废水零排放要求。

　　1、含镉废水来源及特点

　　1.1 含镉废水来源

　　玻璃基铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有多层膜结构，包括窗口层(ZnO)、过渡层(CdS)、光吸收层(CIGS)、金属背电极(Mo)、玻璃衬底等。

　　该企业在生产过程中，硫化镉过渡膜层采用化学水浴法制备，生产中称为CBD工序。具体操作是控制60～80℃的水浴条件，在氨水形成的碱性环境中，利用络合分解反应将原料硫酸镉引入的Cd2+，通过络合物载体与硫脲中的硫形成新的化合物沉积层(CdS沉积层)，从而形成过渡膜层。

　含镉镀膜液在每批次镀膜后需全部更换以满足生产要求，镀膜后采用纯水对膜层进行清洗。含镉废水主要来自排放的含镉镀膜液和镀膜后的清洗过程。

　　1.2 含镉废水特点

　　含镉镀膜液和膜层清洗废水水量相同，但水质差异较大，含镉镀膜液和膜层清洗废水中各污染物浓度比可达10：1~20：1。废水中主要污染物镉、氨氮、COD浓度均较高，其中含镉镀膜液中镉浓度>10mg/L、氨氮浓度>3000mg/L、COD浓度>3000mg/L，废水可生化性较差。

　　2、含镉废水零排放技术方案的选择

　　2.1 概述

　　目前国内外重金属废水处理技术主要有沉淀法、离子交换法、膜分离法、生物法和吸附法等。每种方法各有优、缺点，采用单一的处理方法可以实现出水的达标排放，如唐鹏飞等人采用混凝沉淀法处理含镉废水，处理后废水中的镉浓度可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的排放限值要求。但重金属废水的零排放很难通过单一的处理方法实现。近年来，电镀行业等重金属重点排放行业已开展了相关重金属废水零排放技术研究，且已有工程实践供借鉴。目前重金属零排放均采用多种处理方法的组合工艺，如广州市番禺区某镀锌企业，采用“超滤+反渗透+离子交换”组合工艺，实现了废水零排放。福建某液压件电镀厂采用“化学沉淀+膜分离+蒸发浓缩”组合工艺，实现了含铬废水零排放。目前国内外重金属废水零排放技术中，膜过滤+蒸发浓缩的工艺路线较为成熟，应用广泛。

　　2.2 含镉废水零排放方案

　　该企业计划将含镉废水处理后用做纯水制备原水。采用膜过滤工艺保证回用水水质;膜过滤浓缩废水中的重金属再经蒸发工艺转移至蒸发系统的残液中，做固废处置，从而实现重金属废水的零排放。

　　同时，该企业含镉废水中镉、氨氮的浓度较高，且硫脲沸点较高，直接进行膜过滤及蒸发浓缩处理，将导致膜堵塞及污染，对蒸发器影响也较大，无法实现零排放，故需将废水中的镉、氨氮、硫脲进行有效的预处理，满足进膜系统的水质要求，再经三级膜过滤(超滤+反渗透+DTRO)处理确保出水水质稳定、提高回