一種多晶矽電池生產廢水的處理方法及其回用系統的製作方法
2023-12-05 07:31:56 2
一種多晶矽電池生產廢水的處理方法及其回用系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種多晶矽電池生產廢水的處理方法，包括以下步驟：分源處理、沉澱處理、三效蒸發處理、再沉澱處理、過濾處理、反滲透處理。本發明中對濃氮、稀氮、含磷廢水分別進行收集，採取不同的處理方法，提高了除氮、除磷的效率，降低了處理成本；另一方面，對多晶矽電池生產廢水進行過濾和反滲透處理後回收利用，節約了水資源，有利於保護環境。
【專利說明】—種多晶矽電池生產廢水的處理方法及其回用系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢水處理方法，具體地涉及一種多晶矽電池生產廢水的處理方法及其回用系統。
【背景技術】
[0002]在全球能源危機的影響下，可再生能源產業的發展越來越受到各國政府的關注。利用大自然賦予的取之不盡用之不竭的清潔能源，如太陽能、風能、潮汐能等，不僅能夠解決未來能源短缺的問題，也能有效地保護環境。在相關政策、法規、科技的推動下，我國的光伏產業得到了迅猛的發展。然而作為生產清潔能源的新興行業，多晶矽電池的生產過程實際上並不清潔，由此排出的多晶矽電池生產廢水含有氮、磷、氟元素，會造成了嚴重的環境汙染和生態破壞。
[0003]另一方面，水資源短缺已成為制約我國經濟和社會發展的重要因素。工業取水量佔全國取水量的20%，為進一步加強工業節水工作，緩解我國水資源的供需矛盾，遏制水環境惡化的勢頭，促進工業經濟與水資源及環境的協調發展，2005年頒布的《中國節水技術政策大綱》首先提出了發展外排廢水回用和「零排放」技術的要求。2007年11月國家新頒布的《國家環境保護「十一五」規劃》更明確要求推廣廢水循環利用，努力實現廢水少排放或零排放。
[0004]為了響應國家的號召節約用水，同時保護環境、節約企業生產成本，很有必要對多晶矽電池生產廢水進行清潔處理，實現氮磷零排放，進而可以回收利用水資源，體現多晶矽電池作為清潔能源的意義。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了克服現有技術的不足而提供一種能夠有效去除多晶矽電池生產廢水中的氮、磷、氟元素，最終對廢水回收利用的處理方法。
[0006]為解決以上技術問題，本發明採取的一種技術方案是:一種多晶矽電池生產廢水的處理方法，包括以下步驟:
(a)分源處理:根據不同工藝產生廢水的水質特點，將其分為濃氮、稀氮廢水分別進行收集處理，其中含磷廢水混入稀氮廢水共同處理；
(b)濃氮廢水沉澱處理:在不斷攪拌條件下，向所述的濃氮廢水中加入氫氧化鈉調節pH至6.5~7.5，加入絮凝劑即析出大量固體，然後加入混凝劑使固體增大沉澱，壓濾得濾液；
(C)濃氮廢水三效蒸發處理:壓力驅動下，將步驟(b)中所得濾液進行三效蒸發處理，處理後所得一部分為結晶濃縮液，另一部分為冷凝液，所述的結晶濃縮液經離心分離，產生的分離液併入濾液重新進行三效蒸發處理，所述的冷凝液導入稀氮廢水中；
Cd)稀氮廢水沉澱處理:向所述稀氮廢水中投入60(Tl200mg/LCa(OH)2,沉澱以去除廢水中的氟離子，隨後加入酸液或鹼液調節PH至7.8~8.2，再分別加入IOlOppm混凝劑、0.5~2ppm絮凝劑進行沉澱,得上清液；
Ce)過濾處理:壓力驅動下，將步驟(d)中所得上清液經超濾處理後得超濾產水和超濾濃液，所述超濾濃液導入稀氣廢水中；
Cf)反滲透處理:壓力驅動下，將步驟(e)中所得超濾產水進行反滲透濃縮處理，得反滲透產水和反滲透濃液，所述反滲透濃液重複進行三效蒸發處理，所述反滲透產水經陰床去除NO3-和PO/—後回收利用。
[0007]優化地，步驟(d)中所述上清液在超濾前先後經砂濾、盤濾、軟化、袋濾處理。
[0008]進一步地，所述的砂濾清洗時間為20(T400min，盤濾清洗時間為2(T40min，軟化清洗時間為30(T500min，袋式過濾器孔隙為200 μ m。
[0009]優化地，步驟(d)中所述上清液在超濾處理的同時還進行化學清洗，所述的化學清洗的時間間隔為7-30天。
[0010]優化地，步驟(f)中所述反滲透濃液在進行三效蒸發處理之前再進行一次反滲透濃縮處理。
[0011]進一步地，所述的兩級反滲透處理產水回收率分別大於65%和50%。
[0012]優化地，步驟(b)中所述濾渣、步驟(C)中所述結晶析鹽、步驟(d)中所述沉澱委外處理。
[0013]本發明還提供一種多晶矽電池生產廢水的處理系統，它包括相互連接的濃氮廢水處理系統和稀氮廢水處理系統,所述的濃氮廢水處理系統包括依次連接的濃氮廢水調節池、反應池、壓濾裝置、濾液收集池、三效蒸發器、離心分離裝置，所述的稀氮廢水處理系統包括依次連接的稀氮廢水調節池、PH調節槽、混凝絮凝槽、沉澱槽、中間水池、過濾水箱、超濾裝置、反滲透膜裝置、回用收集池、陰床、回用水箱，其中所述的濾液收集池還分別與離心分離裝置、反滲透膜裝置相連接，所述的三效蒸發器與稀氮廢水調節池相連接，所述的稀氮廢水調節池與超濾產水箱相連接。
[0014]優化地，所述的中間水池與過濾水箱之間還依次連接有砂濾池、盤式過濾器、軟化床、袋式過濾器。
[0015]優化地，所述的反滲透膜裝置和超濾裝置之間還設有一套反滲透膜裝置。
[0016]由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:本發明多晶矽電池生產廢水的處理方法首先對濃氮、稀氮、含磷廢水分別進行收集，採取不同的處理方法，提高了除氮、除磷的效率，降低了處理成本；另一方面，對多晶矽電池生產廢水進行過濾和反滲透處理後回收利用，節約了水資源，有利於保護環境。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]附圖1為本發明中多晶矽電池生產廢水的處理系統連接示意圖；
其中:101、濃氮廢水處理系統；102、稀氮廢水處理系統；1、濃氮廢水調節池；2、反應池；3、壓濾裝置；4、濾液收集池；5、三效蒸發器；6、離心分離裝置；7、稀氮廢水調節池；8、PH調節槽；9、混凝絮凝槽；10、沉澱槽；11、中間水池；12、砂濾池；13、盤式過濾器；14、軟化床；15、袋式過濾器；16、過濾水箱；17、超濾裝置；18、反滲透膜裝置；18』、反滲透膜裝置；19、回用收集池；20、陰床；21、回用水箱。【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖對本發明優選實施方案進行詳細說明:
根據不同工藝產生廢水的水質特點，將含氮廢氣洗滌水、含氮濃液槽排水等濃氮廢水導入濃氮廢水調節池1，將含磷廢水、含氮酸槽清洗水等稀氮廢水導入稀氮廢水調節池7分別進行收集。
[0019]如圖1所示，將濃氮廢水經泵提升至反應池2，加入NaOH進行中和反應，並進行充分攪拌，調整PH至6.5^7.5，加入絮凝劑陽離子聚丙烯醯胺PAM產生絮狀固體，然後再加入混凝劑聚合氯化鋁PAC使絮狀固體變大沉澱，開啟氣動泵將其泵入壓濾裝置3中進行壓濾，濾液排入濾液收集池4，幹汙泥則委外處理，減少環境汙染。然後將濾液收集池4中的含氮濃液泵入三效蒸發器5中蒸髮結晶，所得一部分為結晶濃縮液，導入經離心離裝置6中經離心分離，過濾出固體結晶，委外處理，母液則返回三效蒸發器5繼續蒸髮結晶；另一部分為冷凝液，導入稀氮廢水調節池7。本實施例中使用的三效蒸發器是三效強制循環蒸發器，因為原水中含有氟化鈉、硝酸鈉、硫酸鈉等各種物質比較複雜，尤其氟化鈉的溶解度很小，為防止在蒸發過程中產生結晶堵塞換熱管，故採用三效強制循環蒸發器，同時它液體循環速度快、換熱效率高、換熱器使用效果好、不要經常清洗。
[0020]稀氮廢水調節池7中稀氮廢液經泵提升進入pH調整槽8，加入60(Tl200mg/LCa(OH)2以除去廢水中的氟離子，隨後加入NaOH溶液調節pH至7.8~8.2，進入混凝絮凝槽9，加入PAC，PAC濃度控制小於20ppm，再加入PAM，PAM濃度控制小於lppm。混合液進入沉澱槽10進行沉澱分離，上清液進入中間水池11，汙泥部分委外處理。
[0021]中間水池11出水經泵提升至砂濾池12，砂濾設置為自動反洗，清洗時間為300min ;砂濾產水導入盤式過濾器13，盤濾清洗時間為30min，後產水進入軟化床14，軟化床清洗時間為480min，產水經200 μ m的袋式過濾器15過濾後進入過濾水箱16。過濾水箱出水經泵提升進入超濾裝置17，經其處理後得超濾產水和超濾濃液，其中超濾濃液回流至稀氮廢水調節池7中，回流量為25%。本實施例中超濾裝置17除了一般的正洗和反洗外，還設置了一定頻次的化學清洗，其中化學試劑為HCl、NaOH和NaCIO，提升超濾裝置17的產水水質。超濾產水經泵提升進入反滲透系統R0』 18』中，接著進入反滲透系統R018中，它們的產水回收率分別大於65%和50%，設置兩套反滲透系統有利於充分減少濃液的產生量。R018產生的濃液導入濾液收集池4中，R0』 18』、R018的產水進入回用收集池19，經泵提升進入陰床20，除去水中的NO3' PO/—，進入回用水箱21，待用。
[0022]利用上述方法和系統對某企業多晶矽電池廢水處理，處理前後的水質如下:
【權利要求】
1.一種多晶矽電池生產廢水的處理方法，其特徵在於:包括以下步驟: Ca)分源處理:根據不同工藝產生廢水的水質特點，將其分為濃氮、稀氮廢水分別進行收集處理，其中含磷廢水混入稀氮廢水共同處理； (b)濃氮廢水沉澱處理:在不斷攪拌條件下，向所述的濃氮廢水中加入氫氧化鈉調節pH至6.5~7.5，加入絮凝劑即析出大量固體，然後加入混凝劑使固體增大沉澱，壓濾得濾液； (C)濃氮廢水三效蒸發處理:壓力驅動下，將步驟(b)中所得濾液進行三效蒸發處理，處理後所得一部分為結晶濃縮液，另一部分為冷凝液，所述的結晶濃縮液經離心分離，產生的分離液併入濾液重新進行三效蒸發處理，所述的冷凝液導入稀氮廢水中； Cd)稀氮廢水沉澱處理:向所述稀氮廢水中投入60(Tl200mg/LCa(OH)2,沉澱以去除廢水中的氟離子，隨後加入酸液或鹼液調節PH至7.8~8.2，再分別加入IOlOppm混凝劑、0.5~2ppm絮凝劑進行沉澱,得上清液； Ce)過濾處理:壓力驅動下，將步驟(d)中所得上清液經超濾處理後得超濾產水和超濾濃液，所述超濾濃液導入稀氣廢水中； Cf)反滲透處理:壓力驅動下，將步驟(e)中所得超濾產水進行反滲透濃縮處理，得反滲透產水和反滲透濃液，所述反滲透濃液重複進行三效蒸發處理，所述反滲透產水經陰床去除NO3-和PO/—後回 收利用。
2.根據權利要求1所述的一種多晶矽電池生產廢水的處理方法，其特徵在於:步驟(d)中所述上清液在超濾前先後經砂濾、盤濾、軟化、袋濾處理。
3.根據權利要求2所述的一種多晶矽電池生產廢水的處理方法，其特徵在於:所述的砂濾清洗時間為20(T400min，盤濾清洗時間為2(T40min，軟化清洗時間為30(T500min，袋式過濾器孔隙為200 μ m。
4.根據權利要求1所述的一種多晶矽電池生產廢水的處理方法，其特徵在於:步驟(d)中所述上清液在超濾處理的同時還進行化學清洗，所述的化學清洗的時間間隔為7-30天。
5.根據權利要求1所述的一種多晶矽電池生產廢水的處理方法，其特徵在於:步驟(f)中所述反滲透濃液在進行三效蒸發處理之前再進行一次反滲透濃縮處理。
6.根據權利要求5所述的一種多晶矽電池生產廢水的處理方法，其特徵在於:所述的兩級反滲透處理產水回收率分別大於65%和50%。
7.根據權利要求1所述的一種多晶矽電池生產廢水的處理方法，其特徵在於:步驟(b)中所述濾渣、步驟(c)中所述結晶析鹽、步驟(d)中所述沉澱委外處理。
8.一種多晶矽電池生產廢水的回用系統，它包括相互連接的濃氮廢水處理系統(101)和稀氮廢水處理系統(102)，其特徵在於:所述的濃氮廢水處理系統(101)包括依次連接的濃氮廢水調節池(I)、反應池(2)、壓濾裝置(3)、濾液收集池(4)、三效蒸發器(5)、離心分離裝置(6)，所述的稀氮廢水處理系統(102)包括依次連接的稀氮廢水調節池(7)、pH調節槽(8)、混凝絮凝槽(9)、沉澱槽(10)、中間水池(11)、過濾水箱(16)、超濾裝置(17)、反滲透膜裝置(18)、回用收集池(19)、陰床(20)、回用水箱(21)，其中所述的濾液收集池(4)還分別與離心分離裝置(6 )、反滲透膜裝置(18 )相連接，所述的三效蒸發器(5 )與稀氮廢水調節池(7)相連接，所述的稀氮廢水調節池(7)與超濾產水箱(17)相連接。
9.根據權利要求8所述的多晶矽電池生產廢水的回用系統，其特徵在於:所述的中間水池(11)與過濾水箱(16)之間還依次連接有砂濾池(12)、盤式過濾器(13)、軟化床(14)、袋式過濾器(15)。
10.根據權利要求8所述的多晶矽電池生產廢水的回用系統，其特徵在於:所述的反滲透膜裝置(18)和超濾裝置(1 7)之間還設有一套反滲透膜裝置(18』)。
【文檔編號】C02F9/04GK103466871SQ201310369320
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】陳茂林, 錢震, 梅益軍, 孫華, 謝貫虹 申請人:蘇州蘇淨環保工程有限公司