CN105668862B - 一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的回收方法，采用沉淀过滤后膜技术处理的方法回收氢氧化钠，膜技术为采用微滤膜除杂后用反渗透膜浓缩，得到回收的氢氧化钠溶液；采用沉淀过滤为：将含氢氧化钠废水送入调节池内，沉淀后过滤；调节池为密封型调节池，调节池为多池组合联用，每组3池～5池，调节池含有空气净化装置，含氢氧化钠废水分批次进入调节池，每批次每池100t～200t废水，沉淀过滤采用双层滤料过滤，沉淀的方式为静置沉淀1天～2天。本发明方法操作简单、节约水资源、降低生产成本、易于推广，同时不污染大气。
Description
技术领域
本发明属于污水处理工程领域，具体涉及一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的处理方法。
背景技术
多晶硅是制造集成电路、光伏太阳能电池的关键基础材料，是国家发展信息产业和光伏新能源产业的重要基石。以太阳能为代表的可再生能源是我国未来低碳经济的重要组成部分。但是生产太阳能电池产品的过程带来了大量的废水，若未经处理达标排放将对环境造成极大的危害。特别是在在生产过程中，光伏太阳能电池生产企业产生大量成分复杂的含有氢氧化钠的碱性工业废水，如不能很好地处理，对土壤会造成毁灭性的损伤。因此，如何处理含氢氧化钠的生产废水成为光伏太阳能生产企业环境治理必须解决的一个重大课题。
中国专利CN201310309630.2公开了一种印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，包括以下步骤：(1)收集印染碱减量废水，采用聚四氟乙烯中空纤维膜进行超滤，超滤后得到超滤浓缩液和超滤透过液，(2)将超滤浓缩液进入污水处理场，(3)将超滤透过液经过选择性纳滤膜组件进行纳滤，纳滤后得到纳滤浓缩液和纳滤透过液，(4)向纳滤浓缩液加入浓硫酸调节pH值至2-3，析出对苯二甲酸，母液处理后回收循环使用，(5)纳滤透过液为氢氧化钠稀溶液，循环回用于丝光机或碱量机工艺生产。但是该处理方法的处理效率不高，使用效果和市场前景都不理想。
中国专利CN201310438500.9公开了一种钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，包括：将钨矿原料与水按体积比10：3混合加入球磨机中球磨得到钨矿浆，向所述钨矿浆中加入氢氧化钠溶液进行碱压煮获得碱压煮浆料，所述碱压煮浆料经两次压滤后得到粗钨酸钠溶液；所述粗酸钠溶液泵入加料预热装置；将预热好的粗钨酸钠溶液依次经过三效蒸发单元、一效蒸发单元和二效蒸发单元蒸发结晶后分离所得钨酸钠晶浆进入板框压滤得到浓缩氢氧化钠溶液和钨酸钠晶体。但是该方法在处理过程中需要缴入大量的水，能耗大，水资源浪费大。
因此急需一种操作简单、节约水资源、降低生产成本、易于推广的硅片生产过程中含氢氧化钠废水的处理方法。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的处理方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的回收方法，采用沉淀过滤后膜技术处理的方法回收氢氧化钠，膜技术为采用微滤膜除杂后用反渗透膜浓缩，得到回收的氢氧化钠溶液；采用沉淀过滤为：将含氢氧化钠废水送入调节池内，沉淀后过滤；调节池为密封型调节池，调节池为多池组合联用，每组3池～5池，调节池含有空气净化装置，含氢氧化钠废水分批次进入调节池，每批次每池100t～200t废水，沉淀过滤采用双层滤料过滤，沉淀的方式为静置沉淀1天～2天，双层滤料为：下层是石英砂或活性炭，粒径为0.4mm～0.8mm、厚为40cm，上层为无烟煤或河沙，粒径为1.0mm～1.6mm、厚为55cm；过滤的滤速为7m/h～10m/h，此流速下能够滤掉大部分杂质，同时滤料层不容易被冲掉；微滤膜的膜组件为卷式膜，微滤膜膜材料为聚偏氟乙烯滤膜，能够保证膜组件长期使用。调节池为多池组合联用密闭池，废水分批次进入调节池，进入后立即静置，避免了传统的机电处理，降低能耗、节约电能，同时不污染大气。
进一步地，双层滤料为：下层是石英砂，粒径为0.4mm～0.6mm、厚为40cm，上层为无烟煤，粒径为1.0mm～1.3mm、厚为55cm。
更进一步地，双层滤料为：下层是石英砂，粒径为0.4mm、厚为40cm，上层为无烟煤，粒径为1.1mm、厚为55cm。
进一步地，双层滤料为：下层是活性炭，粒径为0.6mm～0.8mm、厚为40cm，上层为河沙，粒径为1.3mm～1.6mm、厚为55cm。
更进一步地，双层滤料为：下层是活性炭，粒径为0.6mm、厚为40cm，上层为河沙，粒径为1.5mm、厚为55cm。
进一步地，微滤膜除杂为：采用孔径为0.2μm～1μm的微滤膜在1.5Mpa～2.0Mpa、30℃～40℃条件下进行除杂。
进一步地，反渗透膜浓缩为：采用孔径为5nm的反渗透膜在1.4Mpa～1.6Mpa、30℃～40℃条件下进行浓缩。
更进一步地，反渗透膜为醋酸纤维素膜材料的反渗透膜，浓缩效果佳，回收氢氧化钠的效率高。
进一步地，过滤的滤速为8m/h。
本发明的优点是：
1.本发明操作方便，可大幅度降低能耗、减轻后期废水中和治理负担；
2.本发明方法减少人工成本、降低劳动强度、易实现，符合国家降本增效、节能减排的政策；
3.本发明方法能够有效回收废水中的氢氧化钠，重复性和均匀性好，适用范围广；
4.本发明调节池为多池组合联用密闭池，废水分批次进入调节池，进入后立即静置，避免了传统的机电处理，节约能耗，同时不污染大气。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的回收方法，先将含氢氧化钠废水送入密封型调节池，调节池为3组合联用，每组3池，调节池含有空气净化装置，含氢氧化钠废水分批次进入调节池，每批次每池100t废水，静置沉淀1天后经过双层滤料过滤；双重滤料的下层是活性炭，粒径为0.6mm、厚为40cm，上层为河沙，粒径为1.5mm、厚为55cm；过滤后的滤液经过孔径为0.2μm的聚偏氟乙烯微滤膜在1.5Mpa、30℃条件下进行除杂，滤液再经过孔径为5nm的醋酸纤维素反渗透膜在1.4Mpa、30℃条件下进行浓缩，得到饱和氢氧化钠溶液和达到排放标准的再生水。
实施例2
一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的回收方法，先将含氢氧化钠废水送入密封型调节池，调节池为5组合联用，每组5池，调节池含有空气净化装置，含氢氧化钠废水分批次进入调节池，每批次每池200t废水，静置沉淀2天后经过双层滤料过滤，过滤的滤速为8m/h；双重滤料的下层是石英砂，粒径为0.4mm、厚为40cm，上层为无烟煤，粒径为1.1mm、厚为55cm；过滤后的滤液经过孔径为1.0μm的聚偏氟乙烯微滤膜在2.0Mpa、40℃条件下进行除杂，滤液再经过孔径为5nm的醋酸纤维素反渗透膜在1.6Mpa、40℃条件下进行浓缩，得到饱和氢氧化钠溶液和达到排放标准的再生水。
实施例3
一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的回收方法，先将含氢氧化钠废水送入密封型调节池，调节池为4组合联用，每组4池，调节池含有空气净化装置，含氢氧化钠废水分批次进入调节池，每批次每池150t废水，静置沉淀1.5天后经过双层滤料过滤，过滤的滤速为7m/h；双重滤料的下层是石英砂，粒径为0.5mm、厚为40cm，上层为无烟煤，粒径为1.3mm、厚为55cm；过滤后的滤液经过孔径为1.0μm的聚偏氟乙烯微滤膜在1.75Mpa、35℃条件下进行除杂，滤液再经过孔径为5nm的醋酸纤维素反渗透膜在1.45Mpa、35℃条件下进行浓缩，得到饱和氢氧化钠溶液和达到排放标准的再生水。
实施例4
一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的回收方法，先将含氢氧化钠废水送入密封型调节池，调节池为5组合联用，每组3池，调节池含有空气净化装置，含氢氧化钠废水分批次进入调节池，每批次每池160t废水，静置沉淀1天后经过双层滤料过滤，过滤的滤速为9m/h；双重滤料的下层是活性炭，粒径为0.8mm、厚为40cm，上层为河沙，粒径为1.6mm、厚为55cm；过滤后的滤液经过孔径为0.9μm的聚偏氟乙烯微滤膜在1.8Mpa、36℃条件下进行除杂，滤液再经过孔径为5nm的醋酸纤维素反渗透膜在1.48Mpa、32℃条件下进行浓缩，得到饱和氢氧化钠溶液和达到排放标准的再生水。
实施例5
一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的回收方法，先将含氢氧化钠废水送入密封型调节池，调节池为4组合联用，每组4池，调节池含有空气净化装置，含氢氧化钠废水分批次进入调节池，每批次每池180t废水，静置沉淀2天后经过双层滤料过滤，过滤的滤速为10m/h；双重滤料的下层是活性炭，粒径为0.7mm、厚为40cm，上层为河沙，粒径为1.4mm、厚为55cm；过滤后的滤液经过孔径为0.7μm的聚偏氟乙烯微滤膜在1.7Mpa、37℃条件下进行除杂，滤液再经过孔径为5nm的醋酸纤维素反渗透膜在1.57Mpa、37℃条件下进行浓缩，得到饱和氢氧化钠溶液和达到排放标准的再生水。
实施例6
一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的回收方法，先将含氢氧化钠废水送入密封型调节池，调节池为3组合联用，每组5池，调节池含有空气净化装置，含氢氧化钠废水分批次进入调节池，每批次每池120t废水，静置沉淀2天后经过双层滤料过滤，过滤的滤速为8.5m/h；双重滤料的下层是石英砂，粒径为0.5mm、厚为40cm，上层为无烟煤，粒径为1.2mm、厚为55cm；过滤后的滤液经过孔径为0.9μm的聚偏氟乙烯微滤膜在1.7Mpa、31℃条件下进行除杂，滤液再经过孔径为5nm的醋酸纤维素反渗透膜在1.47Mpa、33℃条件下进行浓缩，得到饱和氢氧化钠溶液和达到排放标准的再生水。
实验例
将硅片生产过程中含氢氧化钠废水分别用传统的污水处理方式处理，和按照本发明技术方案处理，记录处理时间及处理效果，结果见表1。
表1处理效果对比表
| 分组 | 处理时间 | 处理效果 |
| 传统处理方法 | 9天 | 不回收氢氧化钠，五类水质，较浑浊 |
| 本发明实施例1方法 | 2天 | 回收饱和氢氧化钠溶液，水质清亮，四类水质 |
| 本发明实施例2方法 | 3天 | 回收饱和氢氧化钠溶液，水质清亮，四类水质 |
| 本发明实施例3方法 | 2天 | 回收饱和氢氧化钠溶液，水质清亮，四类水质 |
| 本发明实施例4方法 | 2天 | 回收饱和氢氧化钠溶液，水质清亮，四类水质 |
| 本发明实施例5方法 | 3天 | 回收饱和氢氧化钠溶液，水质清亮，四类水质 |
| 本发明实施例6方法 | 3天 | 回收饱和氢氧化钠溶液，水质清亮，四类水质 |
由上表可知，本发明实施例方法对硅片生产过程中含氢氧化钠废水的处理效果优于传统的污水处理方法，而且能够回收饱和的氢氧化钠溶液，整个过程处理时间短、能耗小，减少了成本，具有显著的推广价值。
以上仅为本发明的优选实施例及实验例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种硅片生产过程中含氢氧化钠废水的回收方法，其特征在于，采用沉淀过滤后膜技术处理的方法回收氢氧化钠，所述膜技术为采用微滤膜除杂后用反渗透膜浓缩，得到回收的氢氧化钠溶液；
所述采用沉淀过滤为：将含氢氧化钠废水送入调节池内，沉淀后过滤；所述调节池为密封型调节池，所述调节池为多池组合联用，每组3池～5池，所述调节池含有空气净化装置，所述含氢氧化钠废水分批次进入调节池，每批次每池100t～200t废水，所述沉淀过滤采用双层滤料过滤，所述沉淀的方式为静置沉淀1天～2天，所述双层滤料为：下层是石英砂或活性炭，粒径为0.4mm～0.8mm、厚为40cm，上层为无烟煤或河沙，粒径为1.0mm～1.6mm、厚为55cm；所述微滤膜的膜组件为卷式膜；所述微滤膜除杂为：采用孔径为0.2μm～0.9μm的微滤膜在1.5Mpa～2.0Mpa、30℃～40℃条件下进行除杂；所述微滤膜的膜材料为聚偏氟乙烯滤膜；所述反渗透膜浓缩为：采用孔径为5nm的反渗透膜在1.4Mpa～1.6Mpa、30℃～40℃条件下进行浓缩；所述反渗透膜为醋酸纤维素膜材料的反渗透膜；所述过滤的滤速为8m/h。
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述双层滤料为：下层是石英砂，粒径为0.4mm～0.6mm、厚为40cm，上层为无烟煤，粒径为1.0mm～1.3mm、厚为55cm。
3.根据权利要求2所述的回收方法，其特征在于，所述双层滤料为：下层是石英砂，粒径为0.4mm、厚为40cm，上层为无烟煤，粒径为1.1mm、厚为55cm。
4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述双层滤料为：下层是活性炭，粒径为0.6mm～0.8mm、厚为40cm，上层为河沙，粒径为1.3mm～1.6mm、厚为55cm。
5.根据权利要求4所述的回收方法，其特征在于，所述双层滤料为：下层是活性炭，粒径为0.6mm、厚为40cm，上层为河沙，粒径为1.5mm、厚为55cm。
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