导语
生态环保产业作为支撑生态文明建设和各行各业高质量发展的关键力量，正面临着转型升级的迫切需求。环保新质生产力，正成为推动产业向前发展的核心动力。本栏目将聚焦生态环保产业的新技术、新装备、新材料、新模式，深入宣传推广生态环境科技创新成果，及时发布环境技术进步奖项，全面介绍行业内的实用技术装备和示范工程，引导行业持续创新，加快人工智能（885728）、新材料、生物技术等高科技的融合赋能，为经济社会全面绿色转型贡献力量。
环境技术进步奖
项目名称：光伏行业含氟废水处理与资源化利用关键技术及装备
项目编号：HJJS-2025-2-03
获奖等级：二等奖
完成单位：苏州湛清环保科技有限公司，中能建（北京）绿色先进材料研究院有限公司，横店集团东磁股份有限公司，淮安湛清生态环境材料有限公司，宜宾湛清循环科技有限公司
完成人：周健，王磊，路朋朋，蒋洋，何一群，王在发，张柯，黄朋飞，郭槿君，庞康国，徐子颖，李爽，刘贵民，李国玉，易鹏
项目团队部分成员照片
项目简介
目前，我国光伏行业现有600GW的产能，年产生废水2.19亿吨，约排放氟20万吨。行业普遍采用两级加钙混凝沉淀工艺处理，使氟化物达标（F<8mg/L）。但此工艺需大量钙盐调pH至中性，药剂成本高；产生的微米级含氟污泥需添加絮凝剂沉降并委外处理，费用不菲，且污泥只能用于建筑、冶炼等低端途径，资源浪费严重。部分地区要求出水F<1.5mg/L，需额外增加除氟剂处理，成本剧增。
本项目采用自主创新的多流态结晶流化床反应器在现行的含氟废水处理工艺前增加一级诱导结晶水处理工艺。大大降低了后续处理工艺的氟负荷，使原工艺加药量及污泥量大幅度减少，显著降低了其运行成本，提高了系统运行稳定性。且最终产生的氟化钙结晶可实现氟资源的完全循环。
本项目的主要技术内容体现在以下三个方面：
第一，在不改变原有两级除氟的水处理工艺的条件下，通过增加多流态结晶流化床反应器作为预处理环节，降低了后续工艺的氟负荷，强化了除氟系统的稳定性；在不改变原工艺加药种类的前提下，将加药量大幅降低了10%～20%；且本工艺最终产生的高纯度氟化钙晶体替代了原系统终产物——污泥，减少污泥处置费40%～50%；增加的多流态结晶流化床结晶反应器处理工艺，可将第三级除氟改为深度除氟，使系统更加灵活可控；
第二，本项目创新研发的多流态结晶流化床反应器可产生纯度>95%、粒径>20μm的氟化钙晶体，其晶体结构与天然萤石矿相似，可稳定用于氢氟酸生产，实现废水中氟元素的资源化利用。
第三，本项目之所以能达到上述效果，是基于我们在多流态结晶流化床反应器中创新地建立了结晶判别模型，可在结晶过程中实现氟化钙晶体与溶液中其他杂质的分离，得到更加纯净的氟化钙晶体；此外，反应器采用“低纵向流速+高切向流速”的复合流场设计，结合导流板与多级布水，消除死角区域，使反应器内过饱和度偏差率控制在±50%内，确保晶体生长均匀；并且，此设计有效减小了流体阻力，能耗较传统流化床降低约50%，运行成本显著下降。
项目成果获得7项专利授权（3项发明专利，4项实用新型专利），其中，在优化改进含氟废水处理系统方面获得专利2项；在改进传统流化床结构与流态、提升结晶效率方面获得专利5项。还在优化改进含氟废水处理系统方面，申请了3项发明专利，已受理，正在审查中。
此外，本项目的技术和装备还列入了国家工信部的《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录（2023年版）》《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录（2025年版）》，获得了中国工业节能与清洁生产协会颁发的《科学技术成果评价证书》，形成团体标准3项，且本项目的后续研发还被列为《2024年度淮安市重点研发计划－前沿技术研发专项》。
与现行二级混凝沉淀工艺相比，本项目吨水投资节省至少50%；运行费用节省20%—25%；其中药剂费节省10%—20%，电费基本不变，污泥处置费节省40%—50%。按每吨回收氟化钙产品的市场价值为3000元计，资源回收利用收益平均为2.1-4.2元/吨水。
本技术已有9个项目落地应用，总计光伏产能140GW，市场占有率已达20%以上。
上述项目的开工率仅为50%，其废水处理规模总计为6.6万吨/日，已累积为客户节省废水处理运行费用1085万元，其中药剂费用和污泥处置费用各占50%左右；累积回收氟化钙产品8400吨，已应用到氢氟酸和氟化工（884036）生产过程中，产生销售收入2520万元。
氟化钙结晶多维反应模型架构图（含pH/温度/表面负荷变量）
流化床反应器纵向流速调控与能耗特性对比示意图
获奖感言
光伏行业含氟废水治理与资源化，是推动产业绿色低碳发展的关键环节。传统处理工艺成本高、污泥处置难、氟资源浪费严重，行业急需一条经济高效、资源循环的新路径。本团队聚焦这一难题，创新研发了“多流态结晶流化床反应器”及配套工艺，在不改动原有流程的基础上，通过精准诱导结晶，大幅降低药耗与污泥量，并将氟以高纯度氟化钙形式回收，真正实现了“变废为宝”。目前，该技术已应用于多家光伏龙头企业，覆盖产能超140GW，累计回收氟化钙产品8400余吨，为客户节省运行费用超千万元，形成了可复制、可推广的废水资源化新模式。此次获奖，是对我们坚持技术创新的鼓励，也是对“环保即资源”理念的认可。我们将继续深耕工业废水资源化领域，为我国涉氟行业乃至更多工业领域的绿色转型提供坚实支撑。
为推动科技创新和产业创新深度融合，培育以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的环境技术创新体系，经国家科学技术奖励工作办公室备案（社会科技奖励编号0299号），中国环境保护产业协会于2018年设立了环境技术进步奖。奖励聚焦应用技术创新成果，每年的获奖项目的产值高达500亿元，涉及专利1500件以上。2019年清华大学特等奖项目荣获2020年度国家科学技术进步奖一等奖。
