本发明涉及一种工业硅制粉生产污水工艺。
背景技术：
硅粉是制造集成电路、光伏太阳能的关键基础材料，是国家信息产业和新能源产业发展的重要基石。然而在硅粉产业生产过程中产生大量的成分复杂的工业废水，目前大多采取分别收集、分类处理的方法。其中破碎研磨废水、清洗废水以及冲旋制粉机冷却水中含有大量的线切割液、碳化硅和硅粉等，硅粉颗粒非常细小，甚至静止半年以上也只有少部分大颗粒沉积于底部，大部分细小颗粒仍悬浮于废水中，使废水一直处于浑浊状态，而且硅粉硬度较大，对后续的处理设备会产生很大的磨损，严重影响设备的稳定运行和使用寿命。这类废水污染物典型，COD含量较高且难降解，硅粉颗粒细微难以沉淀，处理难度较大。
目前，国内比较有效的处理方法为物化沉淀/水解酸化/好氧处理，物化沉淀能够将硅粉等细小悬浮物质去除，水解酸化将线切割液中的大分子难降解物质转化为小分子易降解的物质，从而提高废水的可生化性，为后续好氧处理做准备。在好氧处理工艺单元，通过微生物的降解完成COD的去除。好氧处理方法中普通活性污泥和膜生物反应器两种方法均有使用。但是传统的好氧曝气池污泥浓度较低，对COD的去除能力有限，尤其是温度较低的时候，出水COD甚至能够达到500mg/L。利用膜生物反应器降解COD时，虽然膜生物反应器具有污泥浓度高和出水效果好的优点，能够有效去除废水中COD，但是如果前段单元不能将硅粉等细颗粒物有效去除，造成膜组件的严重阻塞，高硬度的硅粉微粒对膜面也会造成严重损伤，进而影响膜组件的稳定运行和使用寿命。
再者，目前在高纯度金属硅粉的生产过程中，常利用自来水喷吹来压制抽尘出口以净化环境，生产前需将除尘器水阀打开，利用喷淋雾化自来水，在气源出口处进行喷洒拦截，并通过喷嘴的自由组合来调节雾粒大小，使空气中的细小粉尘随雾粒落下，达到优化环境的目的。但是这种除尘的方法耗费大量的水资源以及硅粉，不利于提高企业的生产发展。
因此，综上所述，现有的工业硅制粉生产中的污水处理工艺无法根据生产硅粉产生的废水中所含有的含有硅粉、碳化硅、聚乙二醇、氢氟酸、柠檬酸进行处理，其处理效率低，环境污染严重，水资源以及硅粉浪费严重，造成生产成本高的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种能够根据生产硅粉产生的废水中所含有的含有硅粉、碳化硅、聚乙二醇、氢氟酸、柠檬酸进行处理，能够提高处理效率，降低对环境的污染，同时能够回收利用处理好的水体以及冷却水中的硅粉，有利于节约成本的工业硅制粉生产污水工艺。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种工业硅制粉生产污水工艺，包括以下步骤：
1)废水匀化调节，具体步骤为：A、将硅块破碎机生产过程中所使用后的冷却水以及冲旋制粉机制粉过程中使用后的冷却水汇流到调节池内，使得冷却水在调节池内静置沉淀，使得硅粉沉淀与冷却水分离；B、具体步骤A中硅粉与冷却水分离后，通过将冷却水导出，并导流到中和池内，沉淀在调节池底部的硅粉收集，并通过干燥机干燥以及研磨机进行研磨，得到的硅粉回收利用；
2)冷却水中和，具体步骤为：A、配制石灰乳液，取氢氧化钙10-16份和净水50-80份一同放入石灰乳搅拌槽内，通过搅拌机将氢氧化钙和净水混合搅拌制得12.5-32％浓度的石灰乳液；B、将具体步骤A中制得的石灰乳液添加到中和池中，使得石灰乳液与酸性的冷却水混合，并进反应1-3小时，使得中和池的出水PH达到6-8，同时将出水导流到混合池内；
3)冷却水混合絮凝，具体步骤为：A、配制絮凝剂，取聚合氯化铝4-6份和净水80-120份通过搅拌机搅拌混合，制得浓度为3.33-7.5％的PAC溶液，取聚丙烯酰胺1-3份和净水200-600份混合搅拌，制得浓度为0.17-1.5％的PAM溶液；B、按混合池内每立方米出水添加具体步骤A制得的PAC溶液6-10L，PAM溶液2-4L，同时启动搅拌机连续运行，使得PAC溶液和PAM溶液能够与出水混合均匀，并防止沉淀和结胶；C、通过集成式污水净化器经过惯性以及湍流剪切力出水在PAC溶液和PAM溶液的作用下能够快速形成矾花等较大絮凝体，然后将混有絮凝体的出水导流到过滤池内；
4)出水过滤以及絮凝体回收：通过板框过滤压力机对过滤池内的出水进行压滤，使得出水中的絮凝体阻挡过滤，且将出水导入稳定池内，同时絮凝体沉淀形成污泥，然后将污泥取出并干化；
5)将稳定池内的出水回流作为工业用水继续利用。
本发明的有益效果为：通过工业硅制粉生产污水工艺可回收废水带走的大量硅粉，使得在污水处理时能够回收部分材料，用以提高生产利润，减少资源的浪费，再者，对废水依次进行冷却水匀化调节，冷却水中和，冷却水混合絮凝和出水过滤以及絮凝体回收，最后将处理后的回流作为工业用水再次利用，有利于降低生产成本。
具体实施方式
实施例1
一种工业硅制粉生产污水工艺，包括以下步骤：
1)废水匀化调节，具体步骤为：A、将硅块破碎机生产过程中所使用后的冷却水以及冲旋制粉机制粉过程中使用后的冷却水汇流到调节池内，使得冷却水在调节池内静置沉淀，使得硅粉沉淀与冷却水分离；B、具体步骤A中硅粉与冷却水分离后，通过将冷却水导出，并导流到中和池内，沉淀在调节池底部的硅粉收集，并通过干燥机干燥以及研磨机进行研磨，得到的硅粉回收利用；
2)冷却水中和，具体步骤为：A、配制石灰乳液，取氢氧化钙16份和净水50份一同放入石灰乳搅拌槽内，通过搅拌机将氢氧化钙和净水混合搅拌制得32％浓度的石灰乳液；B、将具体步骤A中制得的石灰乳液添加到中和池中，使得石灰乳液与酸性的冷却水混合，并进反应1小时，使得中和池的出水PH达到6，同时将出水导流到混合池内；
3)冷却水混合絮凝，具体步骤为：A、配制絮凝剂，取聚合氯化铝6份和净水80份通过搅拌机搅拌混合，制得浓度为7.5％的PAC溶液，取聚丙烯酰胺3份和净水200份混合搅拌，制得浓度为1.5％的PAM溶液；B、按混合池内每立方米出水添加具体步骤A制得的PAC溶液6L，PAM溶液2L，同时启动搅拌机连续运行，使得PAC溶液和PAM溶液能够与出水混合均匀，并防止沉淀和结胶；C、通过集成式污水净化器经过惯性以及湍流剪切力出水在PAC溶液和PAM溶液的作用下能够快速形成矾花等较大絮凝体，然后将混有絮凝体的出水导流到过滤池内；
4)出水过滤以及絮凝体回收：通过板框过滤压力机对过滤池内的出水进行压滤，使得出水中的絮凝体阻挡过滤，且将出水导入稳定池内，同时絮凝体沉淀形成污泥，然后将污泥取出并干化；
5)将稳定池内的出水回流作为工业用水继续利用。
步骤3)中的PAC溶液和PAM溶液皆为用于处理污水中的悬浮物的絮凝剂。
步骤4)中污泥在干燥后输送到水泥塔内与水泥粉末混合，制得混合水泥粉。
实施例2
一种工业硅制粉生产污水工艺，包括以下步骤：
1)废水匀化调节，具体步骤为：A、将硅块破碎机生产过程中所使用后的冷却水以及冲旋制粉机制粉过程中使用后的冷却水汇流到调节池内，使得冷却水在调节池内静置沉淀，使得硅粉沉淀与冷却水分离；B、具体步骤A中硅粉与冷却水分离后，通过将冷却水导出，并导流到中和池内，沉淀在调节池底部的硅粉收集，并通过干燥机干燥以及研磨机进行研磨，得到的硅粉回收利用；
2)冷却水中和，具体步骤为：A、配制石灰乳液，取氢氧化钙10份和净水80份一同放入石灰乳搅拌槽内，通过搅拌机将氢氧化钙和净水混合搅拌制得12.5％浓度的石灰乳液；B、将具体步骤A中制得的石灰乳液添加到中和池中，使得石灰乳液与酸性的冷却水混合，并进反应3小时，使得中和池的出水PH达到8，同时将出水导流到混合池内；
3)冷却水混合絮凝，具体步骤为：A、配制絮凝剂，取聚合氯化铝4份和净水120份通过搅拌机搅拌混合，制得浓度为3.33％的PAC溶液，取聚丙烯酰胺1份和净水600份混合搅拌，制得浓度为0.17％的PAM溶液；B、按混合池内每立方米出水添加具体步骤A制得的PAC溶液10L，PAM溶液4L，同时启动搅拌机连续运行，使得PAC溶液和PAM溶液能够与出水混合均匀，并防止沉淀和结胶；C、通过集成式污水净化器经过惯性以及湍流剪切力出水在PAC溶液和PAM溶液的作用下能够快速形成矾花等较大絮凝体，然后将混有絮凝体的出水导流到过滤池内；
4)出水过滤以及絮凝体回收：通过板框过滤压力机对过滤池内的出水进行压滤，使得出水中的絮凝体阻挡过滤，且将出水导入稳定池内，同时絮凝体沉淀形成污泥，然后将污泥取出并干化；
5)将稳定池内的出水回流作为工业用水继续利用。
步骤3)中的PAC溶液和PAM溶液皆为用于处理污水中的悬浮物的絮凝剂。
步骤4)中污泥在干燥后输送到水泥塔内与水泥粉末混合，制得混合水泥粉。
实施例3
一种工业硅制粉生产污水工艺，包括以下步骤：
1)废水匀化调节，具体步骤为：A、将硅块破碎机生产过程中所使用后的冷却水以及冲旋制粉机制粉过程中使用后的冷却水汇流到调节池内，使得冷却水在调节池内静置沉淀，使得硅粉沉淀与冷却水分离；B、具体步骤A中硅粉与冷却水分离后，通过将冷却水导出，并导流到中和池内，沉淀在调节池底部的硅粉收集，并通过干燥机干燥以及研磨机进行研磨，得到的硅粉回收利用；
2)冷却水中和，具体步骤为：A、配制石灰乳液，取氢氧化钙13份和净水65份一同放入石灰乳搅拌槽内，通过搅拌机将氢氧化钙和净水混合搅拌制得20％浓度的石灰乳液；B、将具体步骤A中制得的石灰乳液添加到中和池中，使得石灰乳液与酸性的冷却水混合，并进反应2小时，使得中和池的出水PH达到7，同时将出水导流到混合池内；
3)冷却水混合絮凝，具体步骤为：A、配制絮凝剂，取聚合氯化铝5份和净水100份通过搅拌机搅拌混合，制得浓度为5％的PAC溶液，取聚丙烯酰胺2份和净水400份混合搅拌，制得浓度为0.5％的PAM溶液；B、按混合池内每立方米出水添加具体步骤A制得的PAC溶液8L，PAM溶液3L，同时启动搅拌机连续运行，使得PAC溶液和PAM溶液能够与出水混合均匀，并防止沉淀和结胶；C、通过集成式污水净化器经过惯性以及湍流剪切力出水在PAC溶液和PAM溶液的作用下能够快速形成矾花等较大絮凝体，然后将混有絮凝体的出水导流到过滤池内；
4)出水过滤以及絮凝体回收：通过板框过滤压力机对过滤池内的出水进行压滤，使得出水中的絮凝体阻挡过滤，且将出水导入稳定池内，同时絮凝体沉淀形成污泥，然后将污泥取出并干化；
5)将稳定池内的出水回流作为工业用水继续利用。
步骤3)中的PAC溶液和PAM溶液皆为用于处理污水中的悬浮物的絮凝剂。
步骤4)中污泥在干燥后输送到水泥塔内与水泥粉末混合，制得混合水泥粉。
实验例
由于硅粉产生的废水中存在大量的硅粉、碳化硅、聚乙二醇、氢氟酸和柠檬酸，在未经过处理后的污水进行排放，不仅会造成硅粉大量流失，还会使得污水将土地以及节流进行污染。
以硅块破碎机产生的废水为例，采用本工艺的进行处理，如下表1所示，对处理后的水体进行抽样检测，并记录处理后污水的水质数据：
如上表所示，在加入不同等份的石灰乳熔液、PAC溶液和PAM溶液情况下，所得到的效果不同。
综上所述，本工艺在加入不同等份的石灰乳熔液、PAC溶液和PAM溶液情况下，其污水处理效果也不同，但是总的来说，污水处理回收利用的效率得到了提高。
典型案例
某硅粉生产企业，日产36吨硅粉，但每天仅破碎机所产生的污水达到6吨，然而大量的污水直接排放会造成环境的污染，因此，这家硅粉生产企业建造了一套污水处理的系统，但是这套污水处理系统在运作时的工艺流程不够明确，污水中的硅粉无饭回收利用，导致污水中的成分去除不够彻底，导致处理后的污水既达不到排放标准，更达不到回收利用的标准，同时该污水处理系统的成本为药剂费用5元/t，电费为0.5元/t，人工费为3元/t，合计运行费约为2.8元/t，该硅粉生产企业结合污水的产量，实行本工艺流程，并根据本工艺改进污水处理系统，使污水处理彻底，污水中的硅粉能够回收利用，处理后的污水既达到了排放标准，同时也达到回收利用的标准，同时该污水处理系统的成本为药剂费用1元/t，电费为0.5元/t，人工费为1.5元/t，合计运行费约为1元/t，在处理污水达标的同时，也有效降低了成本。
本发明的有益效果为：通过工业硅制粉生产污水工艺可回收废水带走的大量硅粉，使得在污水处理时能够回收部分材料，用以提高生产利润，减少资源的浪费，再者，对废水依次进行冷却水匀化调节，冷却水中和，冷却水混合絮凝和出水过滤以及絮凝体回收，最后将处理后的回流作为工业用水再次利用，有利于降低生产成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。