申请日2015.01.23
公开(公告)日2015.08.12
IPC分类号C02F9/04; B01D53/68; B01D53/78
摘要
本实用新型公开一种含超细硅粉废水的处理装置，属于多晶硅产业含硅粉废水的处理领域;本实用新型所述装置中废水收集池、碱液池分别通过泵与絮凝沉淀池相连通，絮凝沉淀池的下端通过泵与压滤机连通、上端与碱性水收集池连通;碱性水收集池通过泵与碱液池、工业水收集池连通，工业水收集池通过泵与氯硅烷废气淋洗设备相连;絮凝沉淀池、碱液池内部分别设有搅拌器Ⅰ和搅拌器Ⅱ，各个相连通的部件之间均设有阀门。本实用新型所述装置可减轻现有的压滤过程的负荷，提高过滤效率，上清液碱性水和滤液碱性水用于氯硅烷废气淋洗工序的吸收剂实现资源化利用，同时，减轻后续废水处理系统的处理压力。
权利要求书
1.一种含超细硅粉 废水的处理装置，其特征在于：所述装置包括废水收集池(1)、絮凝沉淀池(2)、碱液池(3)、压滤机(4)、工业水收集池(5)、碱性水收集池(6)、氯硅烷废气淋洗设备(7)、搅拌器Ⅰ(8)、搅拌器Ⅱ(9)，废水收集池(1)、碱液池(3)分别通过泵与絮凝沉淀池(2)相连通，絮凝沉淀池(2)的下端通过泵与压滤机(4)连通、上端与碱性水收集池(6)连通;碱性水收集池(6)通过泵与碱液池(3)、工业水收集池(5)连通，工业水收集池(5)通过泵与氯硅烷废气淋洗设备(7)相连;絮凝沉淀池(2)、碱液池(3)内部分别设有搅拌器Ⅰ(8)和搅拌器Ⅱ(9)，各个相连通的部件之间均设有阀门。
说明书
一种含超细硅粉废水的处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种含超细硅粉废水的处理装置，属于多晶硅产业含硅粉废水的处理领域。
背景技术
含硅粉废水来源：在硅芯制备工序中，用硅芯锯切割硅棒产生的硅粉，同时用超纯水作为硅棒切割过程的直接冷却和对硅芯锯、硅棒表面进行洗涤所形成的含有超细硅粉的含硅粉废水。
含硅粉废水中的硅粉非常细，大部分颗粒粒径在0.1~1μm范围，大部分细小颗粒悬浮于水中，静置半年以上也只有部分大颗粒沉积于底部，大部分细小的硅粉仍悬浮于水中，使得含硅粉废水一直处于混浊的状态。
由于含硅粉废水中的硅粉非常细，其表面反应活性高，可以与水发生反应，产生H2，所以含硅粉废水不能长期储存，有着火的危险，化学式：Si+3H2O→H2SiO3+2H2↑。本实用新型人认为含硅粉废水中的硅粉表面已经发生了变化(水化生成硅酸)，若将其含硅粉废水中的硅粉回收，十分困难，并且得到物质可能已经不是高纯多晶硅。
由于含硅粉废水中硅粉颗粒粒径较小，一般的过滤处理效果不好，而且处理后的水浊度仍然较高，无法直接回用也难以达标排放，另外水化硅粉堵塞滤布严重，使得过滤阻力大，过滤效率低，更换滤布周期缩短，成本高。
从含硅粉废水的成分来看，基本上是由超细硅粉和超纯水组成。如果水中所含硅粉不能去除，水就难以回收利用，也不符合清洁生产的标准。
现阶段报道的含硅粉废水处理方法主要按含一般悬浮物的废水处理方法进行处理，即是加入聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸等絮凝剂使含硅粉废水絮凝沉淀，这种方法处理含硅粉废水，效果差，而且引入了很多其他元素，对处理后水的资源化利用造成影响。
专利CN103272433A公开了一种含硅粉废水过滤净化处理方法，该含硅粉废水成分与本实用新型的含硅粉废水相同，该方法是以珍珠岩或者硅藻土作为助滤剂，先将珍珠岩或者硅藻土和清水混合，然后用厢式压滤机压滤，珍珠岩或者硅藻土在厢式压滤机的滤布上形成一层滤膜，再切换含硅粉废水连续通过厢式压滤机过滤。该发明的优点是处理后的水为中性，可以直接排放或者回用，该发明存在的不足之处是前期的滤液不合格，需要不断的更换滤膜，成本高，另外由于含硅粉废水中硅粉粒径较小，滤膜堵塞严重，难清洗，清洗滤布又产生大量废水，增加废水量，使得处理效率低。
专利CN102653433A公开了制备硅晶片的工艺废水之处理方法，该含硅粉废水成分与本实用新型的含硅粉废水成分不同，该发明中工艺废水的主要成分除了硅粉还有SiC和有机物，该发明的第一步就是去除工艺废水中微粒，该方法提到用化学絮凝的方法使微粒凝聚成胶体，再经过沉淀单元实现固液分离，得到上清液无明显颗粒存在。该发明并没有讲到用何种絮凝剂，专利中提到该方法可以去除90%~95%的微粒。
专利CN101683981A公开了一种废硅液回收再生方法，该专利第一步提到切割硅棒产生的废硅废水进行离心分离，滤布孔径为800~1500目，获得硅粉料，在经过一系列的物理化学方法回收得到太阳能级硅片。该方法的优点是实现了含硅粉废水中硅粉的资源化，并且处理了水，但是对于本实用新型中的含硅粉废水，其硅粉粒径非常细，直接将含硅粉废水进行离心分离并不适用，其处理效果不好。
专利CN103028329A公开了一种带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，该专利主要是用可反冲洗的管式微滤膜组件为主体的含硅粉废水处理设备，该发明的优点是处理效果好，处理效率高，但是该方法成本较高。
专利CN101683981A公开硅切割废水中硅粉和废水回收利用装置及其方法，该发明利用电解系统，离心分离系统，干燥系统，过滤系统，该发明含硅粉废水成分与本实用新型不同，除硅粉之外还含有SiC，聚乙二醇，表面活性剂。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：含硅粉废水中硅粉的粒径较小，长时间静置不沉淀，传统的处理方法效果不好，现有的方法成本较高。
本实用新型的目的在于提供一种含超细硅粉废水的处理装置，所述装置包括废水收集池1、絮凝沉淀池2、碱液池3、压滤机4、工业水收集池5、碱性水收集池6、氯硅烷废气淋洗设备7、搅拌器Ⅰ8、搅拌器Ⅱ9，废水收集池1、碱液池3分别通过泵与絮凝沉淀池2相连通，絮凝沉淀池2的下端通过泵与压滤机4连通、上端与碱性水收集池6连通;碱性水收集池6通过泵与碱液池3、工业水收集池5连通，工业水收集池5通过泵与氯硅烷废气淋洗设备7相连;絮凝沉淀池2、碱液池3内部分别设有搅拌器Ⅰ8和搅拌器Ⅱ9，各个相连通的部件之间均设有阀门。
本实用新型所述装置的使用过程为：
(1)将含超细硅粉的废水(硅粉的粒度为0.1~1μm)通入废水收集池1中，然后将含超细硅粉的废水通入絮凝沉淀池2中;
(2)将沉淀剂NaOH溶液(质量百分比为20~32%)由碱液池3泵入到絮凝沉淀池2中，控制搅拌机转速为10~20r/min;控制絮凝沉淀池2液体的pH值为12~13.5和反应时间为30~90min形成上清液层和沉淀层;
(3)絮凝沉淀池2上部上清液层进入碱性水收集池6;碱性水收集池6中的碱性水一部分作为循环碱性水返回到碱液池3，用于配制沉淀剂溶液，剩余的部分输送到工业水收集池5中，然后送入氯硅烷废气淋洗设备7中作为氯硅烷废气淋洗过程中的吸收剂;
(4)絮凝沉淀池2底部沉淀物输送到压滤机4中进行压滤，滤渣直接运往渣库，滤液进入碱性水收集池6。
本实用新型所述氯硅烷废气淋洗工序是指来自三氯氢硅合成工序、三氯氢硅精馏提纯工序和三氯氢硅还原工序所产生的含SiH2Cl2、SiHCl3和SiCl4等废气用碱液进行喷淋吸收处理的工艺过程。
本实用新型的有益效果：减小含硅粉废水处理的成本，方便处理后碱性水的回收利用，将处理含硅粉废水后产生的碱性水，一部分返回到碱液池继续作为沉淀剂配制所用的水，另一部分作为氯硅烷废气处理工序的吸收剂，实现碱和水的资源化利用。
