一种多晶硅电池生产废水的处理方法及其回用系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种多晶硅电池生产废水的处理方法，包括以下步骤：分源处理、沉淀处理、三效蒸发处理、再沉淀处理、过滤处理、反渗透处理。本发明中对浓氮、稀氮、含磷废水分别进行收集，采取不同的处理方法，提高了除氮、除磷的效率，降低了处理成本；另一方面，对多晶硅电池生产废水进行过滤和反渗透处理后回收利用，节约了水资源，有利于保护环境。
【专利说明】—种多晶硅电池生产废水的处理方法及其回用系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及废水处理方法，具体地涉及一种多晶硅电池生产废水的处理方法及其回用系统。
【背景技术】
[0002]在全球能源危机的影响下，可再生能源产业的发展越来越受到各国政府的关注。利用大自然赋予的取之不尽用之不竭的清洁能源，如太阳能、风能、潮汐能等，不仅能够解决未来能源短缺的问题，也能有效地保护环境。在相关政策、法规、科技的推动下，我国的光伏产业得到了迅猛的发展。然而作为生产清洁能源的新兴行业，多晶硅电池的生产过程实际上并不清洁，由此排出的多晶硅电池生产废水含有氮、磷、氟元素，会造成了严重的环境污染和生态破坏。
[0003]另一方面，水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。工业取水量占全国取水量的20%，为进一步加强工业节水工作，缓解我国水资源的供需矛盾，遏制水环境恶化的势头，促进工业经济与水资源及环境的协调发展，2005年颁布的《中国节水技术政策大纲》首先提出了发展外排废水回用和“零排放”技术的要求。2007年11月国家新颁布的《国家环境保护“十一五”规划》更明确要求推广废水循环利用，努力实现废水少排放或零排放。
[0004]为了响应国家的号召节约用水，同时保护环境、节约企业生产成本，很有必要对多晶硅电池生产废水进行清洁处理，实现氮磷零排放，进而可以回收利用水资源，体现多晶硅电池作为清洁能源的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能够有效去除多晶硅电池生产废水中的氮、磷、氟元素，最终对废水回收利用的处理方法。
[0006]为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是:一种多晶硅电池生产废水的处理方法，包括以下步骤:
(a)分源处理:根据不同工艺产生废水的水质特点，将其分为浓氮、稀氮废水分别进行收集处理，其中含磷废水混入稀氮废水共同处理；
(b)浓氮废水沉淀处理:在不断搅拌条件下，向所述的浓氮废水中加入氢氧化钠调节pH至6.5~7.5，加入絮凝剂即析出大量固体，然后加入混凝剂使固体增大沉淀，压滤得滤液；
(C)浓氮废水三效蒸发处理:压力驱动下，将步骤(b)中所得滤液进行三效蒸发处理，处理后所得一部分为结晶浓缩液，另一部分为冷凝液，所述的结晶浓缩液经离心分离，产生的分离液并入滤液重新进行三效蒸发处理，所述的冷凝液导入稀氮废水中；
Cd)稀氮废水沉淀处理:向所述稀氮废水中投入60(Tl200mg/LCa(OH)2,沉淀以去除废水中的氟离子，随后加入酸液或碱液调节PH至7.8~8.2，再分别加入IOlOppm混凝剂、0.5~2ppm絮凝剂进行沉淀,得上清液；
Ce)过滤处理:压力驱动下，将步骤(d)中所得上清液经超滤处理后得超滤产水和超滤浓液，所述超滤浓液导入稀氣废水中；
Cf)反渗透处理:压力驱动下，将步骤(e)中所得超滤产水进行反渗透浓缩处理，得反渗透产水和反渗透浓液，所述反渗透浓液重复进行三效蒸发处理，所述反渗透产水经阴床去除NO3-和PO/—后回收利用。
[0007]优化地，步骤(d)中所述上清液在超滤前先后经砂滤、盘滤、软化、袋滤处理。
[0008]进一步地，所述的砂滤清洗时间为20(T400min，盘滤清洗时间为2(T40min，软化清洗时间为30(T500min，袋式过滤器孔隙为200 μ m。
[0009]优化地，步骤(d)中所述上清液在超滤处理的同时还进行化学清洗，所述的化学清洗的时间间隔为7-30天。
[0010]优化地，步骤(f)中所述反渗透浓液在进行三效蒸发处理之前再进行一次反渗透浓缩处理。
[0011]进一步地，所述的两级反渗透处理产水回收率分别大于65%和50%。
[0012]优化地，步骤(b)中所述滤渣、步骤(C)中所述结晶析盐、步骤(d)中所述沉淀委外处理。
[0013]本发明还提供一种多晶硅电池生产废水的处理系统，它包括相互连接的浓氮废水处理系统和稀氮废水处理系统,所述的浓氮废水处理系统包括依次连接的浓氮废水调节池、反应池、压滤装置、滤液收集池、三效蒸发器、离心分离装置，所述的稀氮废水处理系统包括依次连接的稀氮废水调节池、PH调节槽、混凝絮凝槽、沉淀槽、中间水池、过滤水箱、超滤装置、反渗透膜装置、回用收集池、阴床、回用水箱，其中所述的滤液收集池还分别与离心分离装置、反渗透膜装置相连接，所述的三效蒸发器与稀氮废水调节池相连接，所述的稀氮废水调节池与超滤产水箱相连接。
[0014]优化地，所述的中间水池与过滤水箱之间还依次连接有砂滤池、盘式过滤器、软化床、袋式过滤器。
[0015]优化地，所述的反渗透膜装置和超滤装置之间还设有一套反渗透膜装置。
[0016]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明多晶硅电池生产废水的处理方法首先对浓氮、稀氮、含磷废水分别进行收集，采取不同的处理方法，提高了除氮、除磷的效率，降低了处理成本；另一方面，对多晶硅电池生产废水进行过滤和反渗透处理后回收利用，节约了水资源，有利于保护环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图1为本发明中多晶硅电池生产废水的处理系统连接示意图；
其中:101、浓氮废水处理系统；102、稀氮废水处理系统；1、浓氮废水调节池；2、反应池；3、压滤装置；4、滤液收集池；5、三效蒸发器；6、离心分离装置；7、稀氮废水调节池；8、PH调节槽；9、混凝絮凝槽；10、沉淀槽；11、中间水池；12、砂滤池；13、盘式过滤器；14、软化床；15、袋式过滤器；16、过滤水箱；17、超滤装置；18、反渗透膜装置；18’、反渗透膜装置；19、回用收集池；20、阴床；21、回用水箱。【具体实施方式】
[0018]下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明:
根据不同工艺产生废水的水质特点，将含氮废气洗涤水、含氮浓液槽排水等浓氮废水导入浓氮废水调节池1，将含磷废水、含氮酸槽清洗水等稀氮废水导入稀氮废水调节池7分别进行收集。
[0019]如图1所示，将浓氮废水经泵提升至反应池2，加入NaOH进行中和反应，并进行充分搅拌，调整PH至6.5^7.5，加入絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺PAM产生絮状固体，然后再加入混凝剂聚合氯化铝PAC使絮状固体变大沉淀，开启气动泵将其泵入压滤装置3中进行压滤，滤液排入滤液收集池4，干污泥则委外处理，减少环境污染。然后将滤液收集池4中的含氮浓液泵入三效蒸发器5中蒸发结晶，所得一部分为结晶浓缩液，导入经离心离装置6中经离心分离，过滤出固体结晶，委外处理，母液则返回三效蒸发器5继续蒸发结晶；另一部分为冷凝液，导入稀氮废水调节池7。本实施例中使用的三效蒸发器是三效强制循环蒸发器，因为原水中含有氟化钠、硝酸钠、硫酸钠等各种物质比较复杂，尤其氟化钠的溶解度很小，为防止在蒸发过程中产生结晶堵塞换热管，故采用三效强制循环蒸发器，同时它液体循环速度快、换热效率高、换热器使用效果好、不要经常清洗。
[0020]稀氮废水调节池7中稀氮废液经泵提升进入pH调整槽8，加入60(Tl200mg/LCa(OH)2以除去废水中的氟离子，随后加入NaOH溶液调节pH至7.8~8.2，进入混凝絮凝槽9，加入PAC，PAC浓度控制小于20ppm，再加入PAM，PAM浓度控制小于lppm。混合液进入沉淀槽10进行沉淀分离，上清液进入中间水池11，污泥部分委外处理。
[0021]中间水池11出水经泵提升至砂滤池12，砂滤设置为自动反洗，清洗时间为300min ;砂滤产水导入盘式过滤器13，盘滤清洗时间为30min，后产水进入软化床14，软化床清洗时间为480min，产水经200 μ m的袋式过滤器15过滤后进入过滤水箱16。过滤水箱出水经泵提升进入超滤装置17，经其处理后得超滤产水和超滤浓液，其中超滤浓液回流至稀氮废水调节池7中，回流量为25%。本实施例中超滤装置17除了一般的正洗和反洗外，还设置了一定频次的化学清洗，其中化学试剂为HCl、NaOH和NaCIO，提升超滤装置17的产水水质。超滤产水经泵提升进入反渗透系统R0’ 18’中，接着进入反渗透系统R018中，它们的产水回收率分别大于65%和50%，设置两套反渗透系统有利于充分减少浓液的产生量。R018产生的浓液导入滤液收集池4中，R0’ 18’、R018的产水进入回用收集池19，经泵提升进入阴床20，除去水中的NO3' PO/—，进入回用水箱21，待用。
[0022]利用上述方法和系统对某企业多晶硅电池废水处理，处理前后的水质如下:
【权利要求】
1.一种多晶硅电池生产废水的处理方法，其特征在于:包括以下步骤: Ca)分源处理:根据不同工艺产生废水的水质特点，将其分为浓氮、稀氮废水分别进行收集处理，其中含磷废水混入稀氮废水共同处理； (b)浓氮废水沉淀处理:在不断搅拌条件下，向所述的浓氮废水中加入氢氧化钠调节pH至6.5~7.5，加入絮凝剂即析出大量固体，然后加入混凝剂使固体增大沉淀，压滤得滤液； (C)浓氮废水三效蒸发处理:压力驱动下，将步骤(b)中所得滤液进行三效蒸发处理，处理后所得一部分为结晶浓缩液，另一部分为冷凝液，所述的结晶浓缩液经离心分离，产生的分离液并入滤液重新进行三效蒸发处理，所述的冷凝液导入稀氮废水中； Cd)稀氮废水沉淀处理:向所述稀氮废水中投入60(Tl200mg/LCa(OH)2,沉淀以去除废水中的氟离子，随后加入酸液或碱液调节PH至7.8~8.2，再分别加入IOlOppm混凝剂、0.5~2ppm絮凝剂进行沉淀,得上清液； Ce)过滤处理:压力驱动下，将步骤(d)中所得上清液经超滤处理后得超滤产水和超滤浓液，所述超滤浓液导入稀氣废水中； Cf)反渗透处理:压力驱动下，将步骤(e)中所得超滤产水进行反渗透浓缩处理，得反渗透产水和反渗透浓液，所述反渗透浓液重复进行三效蒸发处理，所述反渗透产水经阴床去除NO3-和PO/—后回 收利用。
2.根据权利要求1所述的一种多晶硅电池生产废水的处理方法，其特征在于:步骤(d)中所述上清液在超滤前先后经砂滤、盘滤、软化、袋滤处理。
3.根据权利要求2所述的一种多晶硅电池生产废水的处理方法，其特征在于:所述的砂滤清洗时间为20(T400min，盘滤清洗时间为2(T40min，软化清洗时间为30(T500min，袋式过滤器孔隙为200 μ m。
4.根据权利要求1所述的一种多晶硅电池生产废水的处理方法，其特征在于:步骤(d)中所述上清液在超滤处理的同时还进行化学清洗，所述的化学清洗的时间间隔为7-30天。
5.根据权利要求1所述的一种多晶硅电池生产废水的处理方法，其特征在于:步骤(f)中所述反渗透浓液在进行三效蒸发处理之前再进行一次反渗透浓缩处理。
6.根据权利要求5所述的一种多晶硅电池生产废水的处理方法，其特征在于:所述的两级反渗透处理产水回收率分别大于65%和50%。
7.根据权利要求1所述的一种多晶硅电池生产废水的处理方法，其特征在于:步骤(b)中所述滤渣、步骤(c)中所述结晶析盐、步骤(d)中所述沉淀委外处理。
8.一种多晶硅电池生产废水的回用系统，它包括相互连接的浓氮废水处理系统(101)和稀氮废水处理系统(102)，其特征在于:所述的浓氮废水处理系统(101)包括依次连接的浓氮废水调节池(I)、反应池(2)、压滤装置(3)、滤液收集池(4)、三效蒸发器(5)、离心分离装置(6)，所述的稀氮废水处理系统(102)包括依次连接的稀氮废水调节池(7)、pH调节槽(8)、混凝絮凝槽(9)、沉淀槽(10)、中间水池(11)、过滤水箱(16)、超滤装置(17)、反渗透膜装置(18)、回用收集池(19)、阴床(20)、回用水箱(21)，其中所述的滤液收集池(4)还分别与离心分离装置(6 )、反渗透膜装置(18 )相连接，所述的三效蒸发器(5 )与稀氮废水调节池(7)相连接，所述的稀氮废水调节池(7)与超滤产水箱(17)相连接。
9.根据权利要求8所述的多晶硅电池生产废水的回用系统，其特征在于:所述的中间水池(11)与过滤水箱(16)之间还依次连接有砂滤池(12)、盘式过滤器(13)、软化床(14)、袋式过滤器(15)。
10.根据权利要求8所述的多晶硅电池生产废水的回用系统，其特征在于:所述的反渗透膜装置(18)和超滤装置(1 7)之间还设有一套反渗透膜装置(18’)。
【文档编号】C02F9/04GK103466871SQ201310369320
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】陈茂林, 钱震, 梅益军, 孙华, 谢贯虹 申请人:苏州苏净环保工程有限公司