專利名稱：一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法。其應(yīng)用領(lǐng)域主要是晶硅切割廢砂漿資源化回收產(chǎn)業(yè)的環(huán)保保護(hù)和中水資源利用。
背景技術(shù)：
硅片是發(fā)展太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)。隨著全球范圍內(nèi)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，硅片需求量和加工量集聚增長(zhǎng)。根據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)硅片產(chǎn)能自2008年起已穩(wěn)居全球首位，2010年國(guó)內(nèi)硅片總產(chǎn)能近14GW，已占全球總產(chǎn)能50%以上。線切割是目前國(guó)際上硅片生產(chǎn)的通行方式。線切割加工的過(guò)程有賴于晶硅切割液 (又稱切削液、懸浮液)、碳化硅微粉(又稱磨料、切割砂)的配合使用，同時(shí)會(huì)伴生大量的晶硅切割廢砂漿。根據(jù)國(guó)內(nèi)硅片企業(yè)的平均工藝水平，IMW硅片約需耗用12噸晶體硅；每切割1噸晶體硅約需要使用3. 0噸碳化硅微粉和3. 2噸晶硅切割液，并在切割過(guò)程中產(chǎn)生約7. 6 7. 9噸切割廢砂漿。根據(jù)2010年國(guó)內(nèi)硅片產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，預(yù)期2012年，國(guó)內(nèi)硅片企業(yè)年需碳化硅微粉約115. 2萬(wàn)噸、晶硅切割液約122. 88萬(wàn)噸，年產(chǎn)生切割廢砂漿總量約300萬(wàn)噸。針對(duì)碳化硅微粉中所存在的硅、鐵組份，傳統(tǒng)的工藝方法是通過(guò)NaOH堿水洗滌的工藝來(lái)去除硅類組分，通過(guò)鹽酸或硫酸進(jìn)行酸洗的工藝來(lái)去除鐵類組份，堿洗、酸洗兩步工序相互獨(dú)立，在兩步工序之間需要進(jìn)行壓濾、水洗等操作。由于堿洗過(guò)程中，廢水中含有大量的硅酸鹽雜質(zhì)。該廢水具有一定溶膠特性，所以部分粒徑小于多線切割要求的碳化硅懸浮與廢水中，沉淀數(shù)月仍然渾濁。由于廢水中固體成分顆粒值較小，廢水直接采用板框壓濾，離心等固液分離方法難以除盡固體顆粒。國(guó)內(nèi)廢砂漿資源化回收產(chǎn)業(yè)中普遍存在洗滌廢水產(chǎn)生量大、所產(chǎn)生洗滌污水難以處置等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法，尤其是針對(duì)碳化硅砂料洗滌環(huán)節(jié)所產(chǎn)生洗滌廢水的綜合利用方法。本發(fā)明通過(guò)引入特定的沉降劑，以破壞洗滌廢水的膠體特性，從而使污水中的固體顆粒加速沉降，在沉降池中獲得清澈的上清液。由于上清液具有較高的電導(dǎo)率，無(wú)法直接利用于碳化硅回收，本發(fā)明工藝輔以離子交換吸附、反滲透方法等方法以降低廢水電導(dǎo)率。 另一方面，碳化硅砂料的洗滌廢水中必不可少地會(huì)含有一定量的切割液組份，在中水回用的過(guò)程中，切割液組份會(huì)不斷累積，COD數(shù)值不斷升高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表明COD在100000以下的廢水并不影響碳化硅回收的要求。實(shí)際操作過(guò)程中，經(jīng)過(guò)處理的工藝水可以作為中水用于碳化硅砂料的洗滌，并可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)5-10次。當(dāng)中水循環(huán)使用5-10次后，中水體系中所累積的切割液含量會(huì)達(dá)到7%左右，此時(shí)上述中水將可以直接用于廢砂漿固液分離，從而提高切割加工組份的資源回收率。采用本工藝方法，在整個(gè)廢砂漿回收過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)水和切割液的循環(huán)利用。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)在碳化硅砂料堿洗廢水中引入10-20%的酸洗廢水(w/w)，進(jìn)行中和混合，控制中和混合廢水pH值為7 9 ；(2)在中和混合廢水中加入0. 2-10%沉淀劑(w/w)；所述可以是氯化鈣，氯化鋇， 氧化鈣，氫氧化鈣中的一種或幾種混合物；攪拌0. 5-2小時(shí)，靜置2 5小時(shí)；將50-90%的上清液導(dǎo)入到清液收集池中(v/v)；其余10-50%的中和混合廢水經(jīng)壓濾得到清液和沉降固態(tài)物，所得清液與清液收集池中收集的上清液進(jìn)行合并；(3)將清液收集池中清液經(jīng)過(guò)陰離子交換吸附、陽(yáng)離子交換吸附處理；再進(jìn)行反滲透式膜處理；取樣檢測(cè)，當(dāng)處理工藝水的電導(dǎo)率< 30μ s/cm，即可作為中水直接循環(huán)應(yīng)用作為碳化硅砂料的洗滌水；在處理工藝水電導(dǎo)率超過(guò)30 μ s/cm時(shí)，重復(fù)進(jìn)行陰離子交換吸附、陽(yáng)離子交換吸附處理、反滲透式膜處理，直到滿足作為中水循環(huán)應(yīng)用的要求；(4)中水循環(huán)使用5-10次后，取樣檢測(cè)中水體系切割液含量；當(dāng)切割液含量時(shí)，將上述中水直接循環(huán)用于廢砂漿的固液分離環(huán)節(jié)。本發(fā)明所述一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法，其特征在于 所述廢砂漿包括光伏行業(yè)中晶硅切割的廢砂漿和電子行業(yè)中晶硅切割的廢砂漿。本發(fā)明所述一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法，其特征在于 所述廢砂漿回收過(guò)程為從廢砂漿中回收切割液組份、碳化硅組份的生產(chǎn)過(guò)程。本發(fā)明所述一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法，其特征在于 所述污水為回收碳化硅組份的生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的洗滌廢水，包括堿洗廢水和酸洗廢水。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 取IOOKg碳化硅砂料堿洗廢水，經(jīng)檢測(cè)其pH值為12，其中硅酸鈉含量為0. 31%， 在上述堿洗廢水中加入左右中20Kg酸洗廢水，進(jìn)行中和混合后廢水pH值為7. 8 ；在上述在中和混合廢水中加入450g氯化鈣，攪拌40分鐘，靜置2. 5小時(shí)；將其中約70%的上清液導(dǎo)入到清液收集池中(v/v)；其余約30%的中和混合廢水經(jīng)壓濾得到清液和沉降固態(tài)物，所得清液與清液收集池中收集的上清液進(jìn)行合并。清液收集池中清液總量118Kg，經(jīng)檢測(cè)其電導(dǎo)率為 3315 μ s/cm。將上述清液依次通過(guò)DOOl大孔強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換吸附樹(shù)脂和D201大孔強(qiáng)堿陰離子交換吸附樹(shù)脂，流量控制在51/min，獲得清液117. ^(g，經(jīng)檢測(cè)其電導(dǎo)率為280 μ s/cm ；再經(jīng)過(guò)反滲透式膜處理裝置后，獲得清液116Kg，經(jīng)檢測(cè)其電導(dǎo)率為23μ s/cm，可作為中水直接循環(huán)應(yīng)用作為碳化硅砂料的洗滌水。上述中水作為碳化硅砂料的洗滌水循環(huán)使用7次后，經(jīng)檢測(cè)中水體系中切割液含量為7. 3%，將上述中水直接循環(huán)用于廢砂漿的固液分離環(huán)節(jié)，可繼續(xù)回收利用其中的切割液組份。實(shí)施例2 取It碳化硅砂料堿洗廢水，經(jīng)檢測(cè)其pH值為12，其中硅酸鈉含量為0. 35%，在上述堿洗廢水中加入左右中ISOKg酸洗廢水，進(jìn)行中和混合后廢水pH值為8.0 ；在上述在中和混合廢水中加入IOKg氧化鈣，攪拌30分鐘，靜置3. 5小時(shí)；將其中約80%的上清液導(dǎo)入到清液收集池中(ν/ν)；其余約20%的中和混合廢水經(jīng)壓濾得到清液和沉降固態(tài)物，所得清液與清液收集池中收集的上清液進(jìn)行合并。清液收集池中清液總量llOOKg，經(jīng)檢測(cè)其電導(dǎo)率為 4520 μ s/cm。將上述清液依次通過(guò)DOOl大孔強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換吸附樹(shù)脂和D201強(qiáng)堿陰離子交換吸附樹(shù)脂，流量控制在501/min，獲得清液1060Kg，經(jīng)檢測(cè)其電導(dǎo)率為580 μ s/cm ；再經(jīng)過(guò)反滲透式膜處理裝置后，獲得清液1020Kg，經(jīng)檢測(cè)其電導(dǎo)率為43 μ s/cm ；繼續(xù)通過(guò)DlOl強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換吸附樹(shù)脂、D301強(qiáng)堿陰離子交換吸附樹(shù)脂以及反滲透式膜處理裝置后，獲得清液lOOOKg，經(jīng)檢測(cè)其其電導(dǎo)率為19 μ s/cm ；可作為中水直接循環(huán)應(yīng)用作為碳化硅砂料的洗滌水。上述中水作為碳化硅砂料的洗滌水循環(huán)使用8次后，經(jīng)檢測(cè)中水體系中切割液含量為7. 5%，將上述中水直接循環(huán)用于廢砂漿的固液分離環(huán)節(jié)，可繼續(xù)回收利用其中的切割液組份。
權(quán)利要求
1.一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)在碳化硅砂料堿洗廢水中引入10-20%的酸洗廢水(w/w)，進(jìn)行中和混合，控制中和混合廢水PH值為7 9 ；(2)在中和混合廢水中加入0.2-10%沉淀劑(w/w)；所述可以是氯化鈣，氯化鋇，氧化鈣，氫氧化鈣中的一種或幾種混合物；攪拌0. 5-2小時(shí)，靜置2 5小時(shí)；將50-90%的上清液導(dǎo)入到清液收集池中(ν/ν)；其余10-50%的中和混合廢水經(jīng)壓濾得到清液和沉降固態(tài)物，所得清液與清液收集池中收集的上清液進(jìn)行合并；(3)將清液收集池中清液經(jīng)過(guò)陰離子交換吸附、陽(yáng)離子交換吸附處理；再進(jìn)行反滲透式膜處理；取樣檢測(cè)，當(dāng)處理工藝水的電導(dǎo)率< 30μ s/cm，即可作為中水直接循環(huán)應(yīng)用作為碳化硅砂料的洗滌水；在處理工藝水電導(dǎo)率超過(guò)30 μ s/cm時(shí)，重復(fù)進(jìn)行陰離子交換吸附、陽(yáng)離子交換吸附處理、反滲透式膜處理，直到滿足作為中水循環(huán)應(yīng)用的要求；(4)中水循環(huán)使用5-10次后，取樣檢測(cè)中水體系切割液含量；當(dāng)切割液含量>7%時(shí)， 將上述中水直接循環(huán)用于廢砂漿的固液分離環(huán)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法，其特征在于所述廢砂漿包括光伏行業(yè)中晶硅切割的廢砂漿和電子行業(yè)中晶硅切割的廢砂漿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法，其特征在于所述廢砂漿回收過(guò)程為從廢砂漿中回收切割液組份、碳化硅組份的生產(chǎn)過(guò)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法，其特征在于所述污水為回收碳化硅組份的生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的洗滌廢水，包括堿洗廢水和酸洗廢水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種廢砂漿回收過(guò)程所產(chǎn)生污水實(shí)現(xiàn)中水回用的方法。本發(fā)明通過(guò)引入特定的沉降劑，以破壞洗滌廢水的膠體特性，從而使污水中的固體顆粒加速沉降，在沉降池中獲得清澈的上清液；輔以離子交換吸附、反滲透方法等方法以降低廢水電導(dǎo)率。經(jīng)過(guò)處理的工藝水可以作為中水用于碳化硅砂料的洗滌，并可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)5-10次。當(dāng)中水循環(huán)使用5-10次后，中水體系中所累積的切割液含量會(huì)達(dá)到7％左右，此時(shí)上述中水將可以直接用于廢砂漿固液分離，從而提高切割加工組份的資源回收率。采用本工藝方法，在整個(gè)廢砂漿回收過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)水和切割液的循環(huán)利用。
文檔編號(hào)C02F1/52GK102408167SQ201110294520
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者劉來(lái)寶 申請(qǐng)人:江蘇佳宇資源利用股份有限公司