專利名稱：光電池生產(chǎn)中廢物體系的處理裝置及處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廢物處理裝置及處理方法，具體地講，涉及光電池生產(chǎn)中清洗及腐蝕廢物體系的處理裝置及處理方法。
背景技術：
在光電池生產(chǎn)中的濕法生產(chǎn)線中需要對晶片進行腐蝕、刻絨、酸清潔及水清洗等工序。晶片的主要成分為硅(Si)，長時間加工后會產(chǎn)生大量的廢物，并可能含有毒氣體。例如在使用HNO3和HF混合酸體系進行腐蝕過程中，由于發(fā)生以下反應:HN03+3Si— > 3Si02+4N0 丨 +2H20Si02+6HF— > H2SiF6+2H20產(chǎn)生NO氣體遇到空氣后即產(chǎn)生NO2氣體。在清洗工序中會產(chǎn)生大量的以水為主要成分的廢物體系，現(xiàn)有光電池生產(chǎn)過程中一般將所得的清洗廢物體系處理到排放標準后排放，而沒有對其進行回收利用，這樣造成了水資源的浪費。如果不對它們進行處理，既會造成環(huán)境的污染，給環(huán)境治理增加負擔，又會造成原料的巨大浪費。從經(jīng)濟和環(huán)保的角度來看，都希望對產(chǎn)生的廢物體系進行處理使得原料得到充分利用。中國專利申請201010577683.9公開了一種硅晶片的腐蝕廢水處理以及處理設備，具體公開了用氫氧化鈉水溶液刻蝕硅晶片時所排出的廢水的處理方法以及處理裝置，包括向該刻蝕廢水中添加酸而析出二氧化硅并對二氧化硅進行固液分離。中國專利申請201010286071.4公開了一種光伏光電池生產(chǎn)廢水處理工藝，其中需要通過加入強酸或強堿進行PH調(diào)節(jié)，然后對處理液進行除氟和/或去除COD (化學耗氧量)步驟，將達到排放標準的廢水外排。以上兩個專利文獻中公開的處理方法都需要使用新的化學物質(zhì)。希望有一種處理裝置或處理方法，能夠對光電池加工中產(chǎn)生的廢物體系進行處理，從而使得原料得到充分利用，而且有利于環(huán)境保護。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種光電池生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢物體系的處理裝置或處理方法，以使各種資源得到充分利用。本發(fā)明所要解決的技術問題可以通過以下技術方案解決:本發(fā)明的一個方面提供一種光電池生產(chǎn)中清洗廢物體系的處理裝置，所述清洗廢物體系通過清洗已腐蝕硅片而產(chǎn)生，其特征在于，所述處理裝置包括:用于分離廢物體系中的固態(tài)雜質(zhì)的分離設備；和

與所述分離設備流體相通的電滲析設備。在一個實施方案中，所述處理裝置還包括反滲透設備，所述反滲透設備與所述電滲析設備流體相通以對經(jīng)所述電滲析設備純化的水體系進一步純化。在一個實施方案中，所述處理裝置還包括分別與所述分離設備、所述電滲析設備和所述反滲透設備流體相通的中間水箱；其中所述分離設備和所述反滲透設備經(jīng)由所述中間水箱與所述電滲析設備流體相通。在一個實施方案中，所述處理裝置還包括用于已腐蝕硅片進行清洗的清洗設備，所述清洗設備與所述分離設備流體相通以向所述分離設備輸送廢物體系并與所述電滲析設備流體相通以接收處理后的水。在一個實施方案中，所述處理裝置還包括用于已腐蝕硅片進行清洗的清洗設備，所述清洗設備與所述分離設備流體相通以向所述分離設備輸送廢物體系并與所述反滲透設備流體相通以接收處理后的水。在一個實施方案中，所述反滲透設備通過設置其上的淡水出口與所述清洗設備流體相通。在一些實施方案中，所述中間水箱由濃水箱和淡水箱組成，濃水箱和淡水箱之間設置有供液體從所述淡水箱流向所述濃水箱的單向溢流口。在一個實施方案中，所述電滲析設備包括依次排列的第一電滲析單元、第二電滲析單元及第三電滲析單元，每一電滲析單元包括一個濃水室和一個淡水室，其中第三電滲析單元的濃水室與第二電滲析單元的濃水室流體相通，第二電滲析單元的濃水室與第一電滲析單元的淡水室流體相通，第一電滲析單元的淡水室與第二電滲析單元的淡水室流體相通，第二電滲析單元的淡水室與第三電滲析單元的淡水室流體相通。在一個實施方案中，所述中間水箱的濃水室與第三電滲析單元濃水室流體相通。本發(fā)明的還一方面提供一種清洗廢物體系的處理裝置，所述清洗廢物體系通過清洗已腐蝕硅片而產(chǎn)生，其特征在于，所述處理裝置包括:用于分離廢物體系中的固態(tài)雜質(zhì)的分離設備；和與所述分離設備流體相通的反滲透設備。在一個實施方案中，所述處理裝置還包括電滲析設備，所述電滲析設備與所述反滲透設備流體相通以對經(jīng)所述反滲透設備純化的水體系進一步純化。在一個實施方案中，所述電滲析設備包括依次排列的第一電滲析單元、第二電滲析單元及第三電滲析單元，每一電滲析單元包括一個濃水室和一個淡水室，其中第三電滲析單元的濃水室與第二電滲析單元的濃水室流體相通，第二電滲析單元的濃水室與第一電滲析單元的淡水室流體相通，第一電滲析單元的淡水室與第二電滲析單元的淡水室流體相通，第二電滲析單元的淡水室與第三電滲析單元的淡水室流體相通。本發(fā)明的還一方面提供一種光電池生產(chǎn)中廢物體系的綜合處理裝置，其特征在于，包括:用于進行硅片腐蝕的腐蝕設備；用于進行硅片水清洗的清洗設備；分別與所述腐蝕設備流體相通的第一分離設備和電滲析設備；分別與所述清洗設備流體相通的第二分離設備和反滲透設備；其中所述第一分離設備、第二分離設備、所述反滲透設備還與所述電滲析設備流體相通。 所述電滲析設備可為一級或更多級電滲析設備。
在一些實施方案中,所述第一分離設備為離心分離設備。在一些實施方案中，所述第二分離設備為離心分離設備。在一些實施方案中，所述第一分離設備為過濾設備。在一些實施方案中，所述第二分離設備為過濾設備。在一些實施方案中，所述綜合處理裝置還包括分別與所述第二分離設備、所述電滲析設備和所述反滲透設備流體相通的中間水箱，所述中間水箱由淡水箱和濃水箱組成；其中所述第二分離設備和所述反滲透設備經(jīng)由所述中間水箱與所述電滲析設備流體相通。在一些實施方案中，所述綜合處理裝置還包括與所述腐蝕設備流體相通的氣體回收設備。在一些實施方案中，所述綜合處理裝置還包括冷凝設備和儲存設備，其中所述腐蝕設備經(jīng)由所述冷凝設備與所述氣體回收設備流體相通；所述儲存設備與所述冷凝設備流體相通用于接收來自冷凝設備中的液體并與所述腐蝕設備流體相通。在一些實施方案中，所述電滲析設備中用帶圓孔或方孔的隔板固定陽離子和陰離子膜。在一些實施方案中，所述電滲析設備包括多個電滲析單元，每一個電滲析設備具有一個濃水室及一個淡水室，所述腐蝕設備與其中一個電滲析單元的一個濃水室進口和出口流體相通，所述反滲透設備與另一電滲析單元的淡水室出口和濃水室入口流體相通。 在一些實施方案中，所述電滲析設備包括依次第一電滲析單元、第二電滲析單元及第三電滲析單元，其中第一電滲析單元與所述 腐蝕設備流體相通，第三電滲析單元與所述反滲透設備流體相通，第三電滲析單元的濃水室與第二電滲析單元的濃水室流體相通，第二電滲析單元濃水室與第一電滲析單元淡水室流體相通，第一電滲析單元的淡水室與第二電滲析單元的淡水室流體相通，第二電滲析單元的淡水室與第三電滲析單元的淡水室流體相通。在一些實施方案中，所述氣體回收設備與所述電滲析設備流體相通。在一個實施方案中，提供用于光電池生產(chǎn)中廢物體系綜合處理的裝置，其特征在于，包括:用于對硅片進行腐蝕的腐蝕設備；用于對已腐蝕硅片進行清洗的清洗設備；分別與所述腐蝕設備流體相通的冷凝設備、儲存設備、第一分離設備和電滲析設備；分別與所述清洗設備流體相通的第二分離設備和反滲透設備；和分別與所述冷凝設備和所述電滲析設備流體相通的氣體回收設備；其中所述冷凝設備還與所述儲存設備流體相通，所述第一分離設備、第二分離設備、所述反滲透設備還與所述電滲析設備流體相通。在一個實施方案中，用于光電池生產(chǎn)中廢物體系綜合處理的裝置，其特征在于，包括:用于對硅片進行腐蝕的腐蝕設備；用于對已腐蝕硅片進行清洗的清洗設備；分別與所述腐蝕設備流體相通的冷凝設備、儲存設備、第一分離設備和電滲析設備；分別與所述清洗設備流體相通的第二分離設備和反滲透設備；分別與所述冷凝設備和所述電滲析設備流體相通的氣體回收設備；和分別與所述第二分離設備、所述電滲析設備和所述反滲透設備流體相通的中間水箱；
其中所述冷凝設備還與所述儲存設備流體相通，所述第一分離設備還與所述電滲析設備流體相通。在一個具體實施方案中，所述腐蝕設備上設置有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口 ；所述清洗設備上設置有第三入口和第三出口 ；所述冷凝設備上設置有第四入口、第五入口、第四出口和第五出口 ；所述儲存設備上設置有第六入口、第六出口和第七出口 ；所述第一分離設備上設置有第七入口和第八出口；所述電滲析設備上設置有第八入口、第九入口、第十入口、第九出口、第十出口和第十一出口 ；所述第二分離設備上設置有第i^一入口和第十二出口 ；所述反滲透設備上設置有第十二入口、第十三出口和第十四出口 ；所述氣體回收設備上設置有第十三入口、第十四入口、第十五出口和第十六出口 ；所述中間水箱上設置有第十五入口、第十六入口、第十七入口和第十七出口和第十八出口 ；其中第一入口通過第一泵、第一閥及管道與第九出口流體相通；第二入口通過第二泵、第二閥及管道與第七出口流體相通；第三入口通過第三泵、第三閥及管道與第十四出口流體相通;第四入口通過第四閥及管道與第二出口流體相通；第五入口通過第四泵、第五閥及管道與第六出口流體相通； 第六入口通過第五泵、第六閥及管道與第四出口流體相通；第七入口通過第六泵、第七閥及管道與第一出口流體相通；第八入口通過第七泵、第八閥及管道與第八出口流體相通；第九入口通過第八泵、第九閥及管道與第十五出口流體相通；第十入口通過第九泵、第十閥及管道與第十八出口流體相通；第十一入口通過第十泵、第十一閥及管道與第三出口流體相通；第十二入口通過第十一泵、第十二閥及管道與第十七出口流體相通；第十三入口通過第十三閥及管道與第五出口流體相通；第十四入口通過第十二泵、第十四閥及管道與第十出口流體相通；第十五入口通過第十三泵、第十五閥及管道與第十二出口流體相通；第十六入口通過第十四泵、第十六閥及管道與第十三出口流體相通；第十七入口通過第十五泵、第十七閥及管道與第十一出口流體相通；第十六出口與第八閥流體相通。本發(fā)明的還一方面提供一種光電池生產(chǎn)中清洗廢物體系的處理方法，所述清洗廢物體系通過清洗已腐蝕硅片而產(chǎn)生，其特征在于，所述處理方法包括:A)分離出清洗廢物體系中的固態(tài)雜質(zhì)，得到第一廢物體系；B)通過電滲析和反滲透將第一廢物體系純化，得到純水。在一些實施方案中，所述處理方法還包括:C)將得到的純水輸送至光電池生產(chǎn)中的清洗設備。在一些實施方案中所述電滲析由多級電滲析設備進行。本發(fā)明的還一方面提供一種光電池生產(chǎn)中廢物體系的綜合處理方法，其特征在于，其包括腐蝕廢物體系處理和清洗廢物體系處理，所述腐蝕廢物體系通過用腐蝕液對硅片進行腐蝕而產(chǎn)生，所述清洗廢物體系通過清洗已腐蝕硅片而產(chǎn)生，其中腐蝕廢物體系處理包括如下步驟:I)分離出腐蝕廢物體系中的固體，得到第一殘余體系；和2)通過電滲析將第一殘余體系純化，得到腐蝕液；其中清洗廢物體系處理包括如下步驟:A)分離出清洗廢物體系中的固體，得到第一廢物體系；B)通過電滲析和反滲透將第一廢物體系純化，得到純水。在一些實施方案中，所述腐蝕廢物體系處理還包括如下步驟:
3)讓腐蝕廢物體系中的可揮發(fā)性氣體揮發(fā)，得到揮發(fā)的廢氣。在一些實施方案中，所述腐蝕廢物體系處理還包括如下步驟:4)通過使揮發(fā)的廢氣冷凝和用水吸收未被冷凝氣體來形成腐蝕液。在一些實施方案中，所述腐蝕液為HF和HNO3混合酸、KOH堿液或HF和HCl混合酸。本發(fā)明的還一方面提供一種光電池生產(chǎn)中腐蝕廢物體系的處理裝置，所述腐蝕廢物體系通過用腐蝕液對硅片進行腐蝕而產(chǎn)生，其特征在于，所述處理裝置包括:用于對硅片進行腐蝕的腐蝕設備；和與所述腐蝕設備流體相通的分離設備和電滲析設備。在一些實施方案中，所述處理裝置還包括與所述冷凝設備流體相通的氣體回收設備。在一些實施方案中，所述處理裝置還包括冷凝設備和儲存設備，其中所述腐蝕設備經(jīng)由所述冷凝設備與所述氣體回收設備流體相通；所述儲存設備與所述冷凝設備流體相通用于接收來自冷凝設備中的液體并與所述腐蝕設備流體相通。在一些實施方案中，所述氣體回收設備與所述電滲析設備流體相通以從所述電滲析設備中抽取水來吸收氣體回收設備中的氣體。本發(fā)明的還一方面提供一種光電池生產(chǎn)中腐蝕廢物體系的處理方法，所述腐蝕廢物體系通過用腐蝕液對硅片進行腐蝕而產(chǎn)生，其特征在于，所述處理方法包括如下步驟:I)分離出腐蝕廢物體系中的固體，得到第一殘余體系；和2)通過電滲析將第一殘余體系純化，得到腐蝕液。在一些實施方案中，所述處理方法還包括如下步驟:3)讓腐蝕廢物體系中的可揮發(fā)性氣體揮發(fā)，得到揮發(fā)的廢氣。在一些實施方案中，所述處理方法還包括如下步驟:4)通過使揮發(fā)的廢氣冷凝和用水吸收未被冷凝的氣體來形成腐蝕液。 在一些實施方案中，所述腐蝕液為HF和HNO3混合酸、KOH堿液或HF和HCl混合酸。在一個實施方案中，所述步驟4)具體為:將揮發(fā)的廢氣冷凝得到冷凝的液體和未被冷凝的氣體，收集冷凝的液體并用冷凝的液體吸收未被冷凝的氣體，得到腐蝕液。在HF和HNO3混合酸進行腐蝕時，會產(chǎn)生包含廢物體系，其包含由N02、HF、水汽和空氣組成廢氣和由HF、HN03、H2SiF6、硅和水組成的廢液，其中NO2由NO與腐蝕或處理設備中的氧氣發(fā)生反應而產(chǎn)生。在使用KOH堿液進行腐蝕時，由于發(fā)生以下反應:KOH+Si— > K2Si03+H2 會產(chǎn)生包含Κ0Η、H2O, K2SiO3以及H2的廢物體系。在使用HF和H Cl的混合酸體系進行腐蝕時，主要發(fā)生重金屬離子被結合的反應，形成CuCl2、KC1、FeCl3、H2O, HF和HCl等的廢物體系。本發(fā)明處理方法及處理裝置的優(yōu)點在于使得腐蝕和清洗過程中使用的工作液能得到循環(huán)利用，從而消除大量原料的消耗，避免了大量污染廢水的產(chǎn)生和有毒廢氣的釋放。使用本發(fā)明的處理方法和裝置既節(jié)約了原料，又有利于環(huán)境保護。


參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術方案，而并非意在對本發(fā)明的保護范圍構成限制，其中:圖1是本發(fā)明一個實施方案的光電池生產(chǎn)廢物體系的綜合處理裝置的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細說明，以使本發(fā)明處理方法及處理裝置的特征和優(yōu)點更清楚，但本發(fā)明不局限于本文中列出的實施例。實施例1下面以電滲析設備為三級電滲析設備為例，對本發(fā)明用于光電池生產(chǎn)廢物體系綜合處理的裝置進行說明。參考圖1，用于光電池生產(chǎn)廢物體系綜合處理的裝置，其包括用于進行硅片腐蝕的腐蝕設備I ;用于進行硅片水清洗的清洗設備2 ;分別與所述腐蝕設備I流體相通的冷凝設備3、儲存設備4、第一分離設備50和電滲析設備6 ;分別與所述清洗設備2流體相通的第二分離設備7和反滲透設備8 ;分別與冷凝設備3和電滲析設備6流體相通的氣體回收設備9 ;和分別與第二分離設備7、電滲析設備6和反滲透設備8流體相通的中間水箱10。其中冷凝設備3還與儲存設備4流體相通,第一分尚設備5還與電滲析設備6流體相通。電滲析設備6由電解槽、電極、陰離子交換膜、陽離子交換膜組成，包括第一電滲析單元61、第二電滲析單元62和 第三電滲析單元63，各自包括用于夾持陽離子交換膜(未圖示)和陰離子交換膜(未圖示)的隔板(未圖示)，以形成濃水室及淡水室(未圖示)，隔板上帶有方孔或圓孔。中間水箱100由隔板分隔成濃水箱(未圖示)和淡水箱(未圖示)，設置有單向溢流口(未圖示)，水通過單向溢流口從淡水箱流動到濃水箱。反滲透設備8反滲透設備由反滲透膜804、膜殼(未圖示)、高壓泵(未圖示)組成。反滲透膜將反滲透設備分為濃水區(qū)和淡水區(qū)。電滲析設備6和反滲透設備8采用本領域中常見的結構，在此不對其結構進行詳述。腐蝕設備I上設置有第一入口 101、第二入口 103、第一出口 102和第二出口 104;清洗設備2上設置有第三入口 201和第三出口 202 ;冷凝設備3上設置有第四入口 301、第五入口 302、第四出口 303和第五出口 304 ;儲存設備4上設置有第六入口 401、第六出口 402和第七出口 403 ;第一分尚設備5上設置有第七入口 501和第八出口 502 ;第一電滲析單兀61上設置有第八入口(濃水室入口)6101、第十八入口(淡水室入口)6102、第九出口(濃水室出口)6103和第十九出口(淡水室出口)6104 ;第二電滲析單元62上設置有第九入口(濃水室入口)6201、第十九入口(淡水室入口)6202、第十出口(淡水室出口)6203、第二十出口(濃水室出口)6204;第三電滲析單元63上設置有第十入口(濃水室入口)6301、第二十入口(淡水室入口)6304、第i^一出口(淡水室出口)6303和第二i^一出口(濃水室出口)6302 ;第二分離設備7上設置有第i^一入口 701和第十二出口 702 ;反滲透設備8上設置有第十二入口 801、第十三出口 802和第十四出口 803 ;氣體回收設備9上設置有第十三入口 901、第十四入口 902、第十五出口 903和第十六出口 904 ;中間水箱10上設置有第十五入口 1001 (濃水入口)、第十六入口 1002 (另一濃水入口)、第十七入口 1003 (淡水入口)和第十七出口 1004 (淡水出口)和第十八出口 1005 (濃水出口)(其中第十五入口 1001和第十六入口 1002可為同一口)；其中第一入口 101通過第一泵A、第一閥a及管道與第九出口 6103流體相通；第二入口 103通過第二泵B、第二閥b及管道與第七出口 403流體相通；第三入口 201通過第三泵C、第三閥c及管道與第十四出口 803流體相通；第四入口 301通過第四閥d及管道與第二出口 104流體相通；第五入口 302通過第四泵D、第五閥e及管道與第六出口 402流體相通；第六入口 401通過第五泵E、第六閥f及管道與第四出口 303流體相通；第七入口 501通過第六泵F、第七閥g及管道與第一出口 102流體相通；第八入口6101通過第七泵G、第八閥h及管道與第八出口 502流體相通；第九入口 6201通過第八泵
H、第九閥i及管道與第十五出口 903流體相通；第十入口 6301通過第九泵1、第十閥j及管道與第十八出口 1105流體相通；第十一入口 701通過第十泵J、第十一閥k及管道與第三出口 202流體相通；第十二入口 801通過第i^一泵K、第十二閥I及管道與第十七出口 1004流體相通；第十三入口 901通過第十三閥m及管道與第五出口 502流體相通；第十四入口902通過第十二泵L、第十四閥η及管道與第十出口 6203流體相通；第十五入口 1001通過第十三泵Μ、第十五閥ο及管道與第十二出口 702流體相通；第十六入口 1002通過第十四泵N、第十六閥P及管道與第十三出口 802流體相通；第十七入口 1003通過第十五泵O、第十七閥q及管道與第十一出口 6303流體相通；第十六出口 904與第十八閥r流體相通；第十八入口 6102通過第十六泵P、第十八閥s及管道與第二十出口 6204流體相通；第十九入口 6202通過第十六泵Q、第十九閥 t及管道與第十九出口 6104流體相通；第二十入口 6304通過第二十閥u及管道與第十出口 6203流體相通；第二十一出口 6302通過第二十一閥v及管道與第十九入口 6201流體相通。本領域技術人員應理解的是，上述出口和入口也可用于其它目的，或者為了其它目的，所有設備中可還設置其它出口和/或入口，例如第一分離設備5上還設置有一出口(未圖示)以收集硅，氣體回收設備9的出口 904也可用于向其中通入氧氣或空氣，或者設備為可開啟的。冷凝設備3和氣體回收設備9可與一真空泵(未圖示)流體相通以促進氣體轉移到其中。下面對本發(fā)明用于光電池生產(chǎn)廢物體系綜合處理的裝置及綜合處理方法進行說明。應理解本發(fā)明處理方法中腐蝕廢物體系處理和水清洗廢液處理可以分開進行或者同時進行。下面以包含HF和HNO3的混合酸腐蝕溶液作為腐蝕液進行說明。在腐蝕設備I中，在HF和HNO3的混合酸刻蝕液長時間對硅片進行處理后產(chǎn)生的廢物體系包含由N02、HF、水汽和空氣組成廢氣和由HF、HN03、H2SiF6、硅和水組成的廢液。在清洗設備中，經(jīng)過一段時間的清洗后，清洗設備2中的廢水體系中含有大量的硅碎屑?，F(xiàn)在先對包含由N02、HF、水汽和空氣組成廢氣和由HF、HN03、H2SiF6、硅和水組成的廢液的廢物體系的處理進行說明。
首先，讓可揮發(fā)性N02、HF、水汽和空氣通過第二出口 104、第四閥d、第四入口 301及管道從腐蝕設備I揮發(fā)到冷凝設備3中以得到揮發(fā)的廢氣(包含N02、HF、水汽和空氣)和包含HF、HN03、H2SiF6、硅和水的第一殘余體系。在冷凝設備3中，通過冷凝得到液體(即HF和HNO3的混合酸，其中HNO3通過NO2被水吸收后形成)和未被冷凝的氣體(HF、N02和空氣)，將冷凝得到的液體通過第四出口 303、第五泵E、第六閥f、第六入口 401及管道從冷凝設備3轉移至儲存設備4中，然后通過第四出口 402、第四泵D、第五閥e、第五入口 302及管道從儲存設備4噴入冷凝設備3以吸收未被冷凝的氣體，讓所得液體(即HF和HNO3的混合酸)再回到儲存設備4中，在需要使用時通過第七出口 403、第二泵B、第二閥b、第二入口103及管道輸送至腐蝕設備I中。 將冷凝設備3中未被冷凝和吸收的氣體(即N02、HF和空氣)通過第五出口 502、第十三閥m、第十三入口 901及管道轉移至氣體回收設備9中，通過第十出口 6203、第十四閥η、第十二泵L、第十四入口 902及管道從第二電滲析單元62抽取液體(主要成分為水)至氣體回收設備9中以吸收Ν02。這里需要說明的是，也可以從第三電滲析單元63抽取液體(主要成分為水)至氣體回收設備9中以吸收Ν02?；蛘咄瑫r從第二電滲析單元62和第三電滲析單元63抽取液體。然后通過第十五出口 903、第八泵H、第九閥1、第九入口 6201及管道將吸收NO2后的吸收液(HNO3溶液)從氣體回收設備9轉移至第二滲析設備62。這里需要說明的是，也可以將吸收N02后的液體(HNO3溶液)從氣體回收設備9轉移至第三滲析單元63?；蛘咄瑫r轉移至第二電滲析單元62和第三電滲析單元63。將第一殘余體系通過第一出口 102、第六泵F、第七閥g、第七入口 501及管道從腐蝕設備I轉移到分離設備5中。在分離設備5中分離出固體硅，得到包含HF、HN03和H2SiF6的第二殘余體系。將第二殘余體系通過第八出口 502、第七泵G、第八閥h、第八入口 6101及管道從第一分離設備5轉移至電滲析設備6中進行電滲析作用。將電滲析后具有較高濃度的HF和HNO3混合酸(第一電滲析單元濃水室出水)通過第九出口 6103、第一泵A、第一閥
a、第一入口 101及管道從電滲析設備6轉移至腐蝕設備I中用于光電池加工中的腐蝕工序。通過第十九出口 6104、第十六泵Q、第十九閥t、第十九入口 6202及管道將第一電滲析單元61的淡水室出水轉移至第二電滲析單元62和第三電滲析單元63的淡水室以繼續(xù)滲析直到獲得達到使用要求的濃水溶液和淡水溶液。以上及以下提到的濃水和淡水都是以離子濃度高低來界定的。濃度較高的稱為濃水，濃度較低的稱為淡水。下面介紹水清洗廢液處理。清洗設備用以清洗經(jīng)腐蝕后的硅片，主要清洗劑為純水。經(jīng)清洗后包含硅碎屑的廢水體系(主要包括水、殘留于硅片表面的酸液、硅碎屑)通過第三出口 202、第十泵J、第十一閥k、第十一入口 701及管道從清洗設備2轉移至第二分離設備7中。在第二分離設備7中，分離出清洗廢水體系中的固體硅碎屑，得到第一廢水體系(主要包含水和酸液)。通過第十二出口 702、第十三泵M、第十五閥O、第十五入口 1001及管道將第一廢水體系從第二分離設備7轉移至中間水箱10的濃水室中。再經(jīng)第十八出口 1105、第九泵1、第十閥j、第十入口 6301及管道將第一廢水體系從中間水箱10的濃水室轉移至第三電滲析單元63，將第三電滲析單元63的濃水室出水經(jīng)第二H^一出口 6302、第十九入口 6201轉移至第二電滲析單元62的濃水室，將第二電滲析單元62的濃水室出水經(jīng)第二十出口 6204、第十八入口 6102轉移至第一電滲析單元61的淡水室進行進一步處理。將第一電滲析單元61的淡水室出水經(jīng)第十九出口 6104、第十九入口6202轉移至第二電滲析單元62的淡水室，將第二電滲析單元62的淡水室出水經(jīng)第十出口6203、第二十入口 6304轉移至第三電滲析單元63的淡水室進行進一步的滲析處理。將第三電滲析63的淡水室出水通過第i^一出口 6303、第十五泵O、第十七閥q、第十七入口 1003及管道轉移至中間水箱10的淡水室。通過第十七出口 1004、第i^一泵K、第十二閥1、第十二入口 801及管道將經(jīng)過電滲析處理的廢水體系(淡水)轉移至反滲透設備8中。在反滲透設備8中，經(jīng)過進一步的處理得到純水和仍含有少量酸的廢水體系。將純水通過第十四出口 803、第三泵C、第三閥C、第三入口 201及管道從反滲透設備8轉移至清洗設備2以對硅片進行水清洗。將仍需純化的廢水體系經(jīng)中間水箱的濃水室返回第三電滲析單元以再進行滲析處理。將被來自工作液中的化學物質(zhì)污染的清洗水進行固液分離以除去其中的顆粒，所述顆粒會損壞后續(xù)電滲析設備中的膜。本發(fā)明中第一電滲析單元61將來自“載體”溶液中的鹽轉移至工作液，并通過另一過濾系統(tǒng)(未圖示)與處理設備相連(未圖示)以除去溶液中的顆粒。將鹽減少的溶液返回第二電滲析單元以再負載鹽。第三電滲析單元63與第二電滲析單元62平行工作，其與氣體處理臺相連。第二電滲析單元62用于將來自第三電滲析單元63的鹽轉移至第一電滲析單元61。在第三電滲析室63中，保持總鹽濃度低于0.6gr/l，這是用反滲透系統(tǒng)處理的溶液的最大負荷。這里所述的工作液是指腐蝕液或制絨液，載體溶液為水溶液，鹽為鹽酸、氫氟酸、硝酸以及氟硅酸、硅酸鉀和磷酸。本領域技術人員應該能夠理解，中間水箱10在此僅起到儲存的作用，可以不經(jīng)過中間水箱10將分離出硅的第一廢水體系直接轉移至第三電滲析單元63，將經(jīng)反滲透設備8處理得到的仍含有少量酸的廢水體系直接轉移至第三電滲析單元63，僅在此過程中需注意前后環(huán)節(jié)的液體流量匹配。本領域技術人員還應理解，本實施例中提及的閥或泵不是必須的，本領域技術人員可以根據(jù)實際情況決定閥或泵的設置。本領域技術人員還應理解，反滲透設備和電滲析不必是同時具備的。以上僅以包含HF和HNO3的混合酸腐蝕溶液作為腐蝕液對本發(fā)明的裝置和處理方法進行了說明，旨在表明本發(fā)明的裝置和處理方法可用于光電池生產(chǎn)中包含氣體、液體和固體的廢物體系的處理?？梢岳斫獾氖峭ㄟ^各閥的調(diào)節(jié)(關閉或開啟)使一部分設備不參與處理過程。例如，當對于HF/HC1腐蝕液產(chǎn)生的廢物體系，不包含氣體，則可以使冷凝器3、儲存設備4和氣體回收設備9不參與處理過程。對于KOH堿液作為腐蝕液產(chǎn)生的包含H2的廢物體系中，可以使儲存設備4不參與處理過程，冷凝器3僅作為氣體通道，將H2直接通過設置在氣體回收設備9上的第十六出口 904排出。以上參考圖1描述了本發(fā)明的可選實施方式，以教導本領域技術人員如何實施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導本發(fā)明技術 方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種光電池生產(chǎn)中清洗廢物體系的處理裝置，所述清洗廢物體系通過清洗已腐蝕硅片而產(chǎn)生，其特征在于，所述處理裝置包括: 用于分離廢物體系中的固態(tài)雜質(zhì)的分離設備；和 與所述分離設備流體相通的電滲析設備。
2.權利要求1所述的處理裝置，其特征在于，還包括反滲透設備，所述反滲透設備與所述電滲析設備流體相通以對經(jīng)所述電滲析設備純化的水體系進一步純化。
3.權利要求2所述的處理裝置，其特征在于，還包括分別與所述分離設備、所述電滲析設備和所述反滲透設備流體相通的中間水箱；其中所述分離設備和所述反滲透設備經(jīng)由所述中間水箱與所述電滲析設備流體相通。
4.權利要求1所述的處理裝置，其特征在于，還包括用于對已腐蝕硅片進行清洗的清洗設備，所述清洗設備與所述分離設備流體相通以向所述分離設備輸送廢物體系并與所述電滲析設備流體相通以接收處理后的水。
5.權利要求2或3所述的處理裝置，其特征在于，還包括用于對已腐蝕硅片進行清洗的清洗設備，所述清洗設備與所述分離設備流體相通以向所述分離設備輸送廢物體系并與所述反滲透設備流體相通以接收處理后的水。
6.權利要求4或5所述的處理裝置，其特征在于，所述反滲透設備通過設置其上的淡水出口與所述清洗設備流體相通。
7.權利要求3-6中任一項所述的處理裝置，其特征在于，所述中間水箱由濃水箱和淡水箱組成，濃水箱和淡水箱之間設置有供液體從所述淡水箱流向所述濃水箱的單向溢流□。
8.權利要求1-7中任一項所述的處理裝置，其特征在于，所述電滲析設備包括依次排列的第一電滲析單元、第二電滲析單元及第三電滲析單元，每一電滲析單元包括一個濃水室和一個淡水室， 其中第三電滲析單元的濃水室與第二電滲析單元的濃水室流體相通，第二電滲析單元的濃水室與第一電滲析單元的淡水室流體相通，第一電滲析單元的淡水室與第二電滲析單元的淡水室流體相通，第二電滲析單元的淡水室與第三電滲析單元的淡水室流體相通。
9.一種清洗廢物體系的處理裝置,所述清洗廢物體系通過清洗已腐蝕硅片而產(chǎn)生,其特征在于，所述處理裝置包括: 用于分離廢物體系中的固態(tài)雜質(zhì)的分離設備；和 與所述分離設備流體相通的反滲透設備。
10.權利要求9所述的處理裝置，其特征在于，還包括電滲析設備，所述電滲析設備與所述反滲透設備流體相通以對經(jīng)所述反滲透設備純化的水體系進一步純化。
11.權利要求10所述的處理裝置，其特征在于，所述電滲析設備包括依次排列的第一電滲析單元、第二電滲析單元及第三電滲析單元，每一電滲析單元包括一個濃水室和一個淡水室，其中第三電滲析單元的濃水室與第二電滲析單元的濃水室流體相通，第二電滲析單元的濃水室與第一電滲析單元的淡水室流體相通，第一電滲析單元的淡水室與第二電滲析單元的淡水室流體相通，第二電滲析單元的淡水室與第三電滲析單元的淡水室流體相通。
12.一種光電池生產(chǎn)中廢物體系的綜合處理裝置，其特征在于，包括:用于進行硅片腐蝕的腐蝕設備；用于進行硅片水清洗的清洗設備；分別與所述腐蝕設備流體相通的第一分離設備和電滲析設備；分別與所述清洗設備流體相通的第二分離設備和反滲透設備； 其中所述第一分離設備、第二分離設備、所述反滲透設備還與所述電滲析設備流體相通。
13.權利要求12所述的綜合處理裝置，其特征在于，還包括分別與所述第二分離設備、所述電滲析設備和所述反滲透設備流體相通的中間水箱，所述中間水箱由淡水箱和濃水箱組成；其中所述第二分離設備和所述反滲透設備經(jīng)由所述中間水箱與所述電滲析設備流體相通。
14.權利要求12或13所述的綜合處理裝置，其特征在于，還包括與所述腐蝕設備流體相通的氣體回收設備。
15.權利要求14所述的綜合處理裝置，其特征在于，還包括冷凝設備和儲存設備，其中所述腐蝕設備經(jīng)由所述冷凝設備與所述氣體回收設備流體相通；所述儲存設備與所述冷凝設備流體相通用于接收來自冷凝設備中的液體并與所述腐蝕設備流體相通。
16.權利要求12-15中任一項所述的綜合處理裝置，其特征在于，所述電滲析設備包括多個電滲析單元，每一個電滲析設備具有一個濃水室及一個淡水室，所述腐蝕設備與其中一個電滲析單元的一個濃水室進口和出口流體相通，所述反滲透設備與另一電滲析單元的淡水室出口和濃水室入口流體相通。
17.權利要求16所述的綜合處理裝置，其特征在于，所述電滲析設備包括依次第一電滲析單元、第二電滲析單元及第三電滲析單元，其中第一電滲析單元與所述腐蝕設備流體相通，第三電滲析單元與所述反滲透設備流體相通，第三電滲析單元的濃水室與第二電滲析單元的濃水室流體相通，第二電滲析單元濃水室與第一電滲析單元淡水室流體相通，第一電滲析單元的淡水室與第二電滲析單元的淡水室流體相通，第二電滲析單元的淡水室與第三電滲析單元的淡水室流體相通。
18.權利要求14-17中任一項所述的綜合處理裝置，其特征在于，所述氣體回收設備與所述電滲析設備流體相通。
19.關于光電池生產(chǎn)中廢物體系綜合處理的裝置，其特征在于，包括: 用于對硅片進行腐蝕的腐蝕設備；用于對已腐蝕硅片進行清洗的清洗設備；分別與所述腐蝕設備流體相通的冷凝設備、儲存設備、第一分離設備和電滲析設備；分別與所述清洗設備流體相通的第二分離設備和反滲透設備；和分別與所述冷凝設備和所述電滲析設備流體相通的氣體回收設備； 其中所述冷凝設備還與所述儲存設備流體相通，所述第一分離設備、第二分離設備、所述反滲透設備還與所述電滲析設備流體相通。
20.關于光電池生產(chǎn)中廢物體系綜合處理的裝置，其特征在于，包括: 用于對硅片進行腐蝕的腐蝕設備；用于對已腐蝕硅片進行清洗的清洗設備；分別與所述腐蝕設備流體相通的冷凝設備、儲存設備、第一分離設備和電滲析設備；分別與所述清洗設備流體相通的第二分離設備和反滲透設備；分別與所述冷凝設備和所述電滲析設備流體相通的氣體回收設備；和分別與所述第二分離設備、所述電滲析設備和所述反滲透設備流體相通的中間水箱；其中所述冷凝設備還與所述儲存設備流體相通，所述第一分離設備還與所述電滲析設備流體相通。
21.一種光電池生產(chǎn)中清洗廢物體系的處理方法,所述清洗廢物體系通過清洗已腐蝕硅片而產(chǎn)生，其特征在于，所述處理方法包括: A)分離出清洗廢物體系中的固態(tài)雜質(zhì)，得到第一廢物體系； B)通過電滲析和反滲透將第一廢物體系純化，得到純水。
22.權利要求21所述的處理方法，其特征在于，還包括: C)將得到的純水輸送至光電池生產(chǎn)中的清洗設備。
23.權利要求21或22所述的處理方法，其特征在于，所述電滲析由多級電滲析設備進行。
24.一種光電池生產(chǎn)中 廢物體系的綜合處理方法，其特征在于，其包括腐蝕廢物體系處理和清洗廢物體系處理，所述腐蝕廢物體系通過用腐蝕液對硅片進行腐蝕而產(chǎn)生,所述清洗廢物體系通過清洗已腐蝕硅片而產(chǎn)生， 其中腐蝕廢物體系處理包括如下步驟: 1)分離出腐蝕廢物體系中的固體，得到第一殘余體系；和 2)通過電滲析將第一殘余體系純化，得到腐蝕液； 其中清洗廢物體系處理包括如下步驟: A)分離出清洗廢物體系中的固體，得到第一廢物體系； B)通過電滲析和反滲透將第一廢物體系純化，得到純水。
25.權利要求24所述的綜合處理方法，其特征在于，所述腐蝕廢物體系處理還包括如下步驟: 3)讓腐蝕廢物體系中的可揮發(fā)性氣體揮發(fā)，得到揮發(fā)的廢氣。
26.權利要求25所述的綜合處理方法，其特征在于，所述腐蝕廢物體系處理還包括如下步驟: 4)通過使揮發(fā)的廢氣冷凝和用水吸收未被冷凝的氣體來形成腐蝕液。
27.權利要求24-25中任一項所述的處理方法，其特征在于，所述腐蝕液為HF和HNO3混合酸、KOH堿液或HF和HCl混合酸。
28.一種光電池生產(chǎn)中腐蝕廢物體系的處理裝置，所述腐蝕廢物體系通過用腐蝕液對硅片進行腐蝕而產(chǎn)生，其特征在于，所述處理裝置包括: 用于對硅片進行腐蝕的腐蝕設備；和 與所述腐蝕設備流體相通的分離設備和電滲析設備。
29.權利要求28所述的處理裝置，其特征在于，還包括與所述冷凝設備流體相通的氣體回收設備。
30.權利要求29所述的處理裝置，其特征在于，還包括冷凝設備和儲存設備，其中所述腐蝕設備經(jīng)由所述冷凝設備與所述氣體回收設備流體相通；所述儲存設備與所述冷凝設備流體相通用于接收來自冷凝設備中的液體并與所述腐蝕設備流體相通。
31.權利要求29或30所述的處理裝置，其特征在于，所述氣體回收設備與所述電滲析設備流體相通。
32.一種光電池生產(chǎn)中腐蝕廢物體系的處理方法，所述腐蝕廢物體系通過用腐蝕液對硅片進行腐蝕而產(chǎn)生，其特征在于，所述處理方法包括如下步驟: 1)分離出腐蝕廢物體系中的固體，得到第一殘余體系；和 2)通過電滲析將第一殘余體系純化，得到腐蝕液。
33.權利要求32所述的處理方法，其特征在于，還包括如下步驟: 3)讓腐蝕廢物體系中的可揮發(fā)性氣體揮發(fā)，得到揮發(fā)的廢氣。
34.權利權利要求32所述的處理方法，其特征在于，還包括如下步驟: 4)通過使揮發(fā)的廢氣冷凝和用水吸收未被冷凝氣體來形成腐蝕液。
35.權利要求32或33所述的處理方法，其特征在于，所述腐蝕液為HF和HNO3混合酸、KOH堿液或HF和HCl 混合酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及光電池生產(chǎn)中廢物體系的處理裝置及處理方法。所述處理方法主要通過電滲析和反滲透對廢物體系進行純化，以獲得可用于光電池生產(chǎn)的清洗或腐蝕工作液。本發(fā)明處理裝置及處理方法的優(yōu)點在于使得清洗和腐蝕過程中使用的工作液能得到循環(huán)利用，從而消除大量原料的消耗，避免了大量污染廢水的產(chǎn)生和有毒廢氣的釋放。使用本發(fā)明的處理裝置和處理方法既節(jié)約了原料，又有利于環(huán)境保護。
文檔編號C02F9/06GK103086528SQ20111035921
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權日2011年10月31日
發(fā)明者施道可, 范瓊, 潘加永, 吳鵬珍, C·貝爾瑙爾 申請人:庫特勒自動化系統(tǒng)(蘇州)有限公司, 無錫尚德太陽能電力有限公司