[实用新型]一种多晶硅废水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种废水处理装置，具体涉及一种多晶硅废水处理装置，属于废水回收利用领域。 

背景技术

硅单质作为重要的光电材料、半导体材料，其战略资源的地位日益明显，其全球需求量亦不断增大。在光电、半导体产业中，需要将单质硅体切割成符合要求的硅片，目前多晶硅主要是采用多线切割技术，在切割过程中约50% 的硅料混进由聚乙二醇( PEG) 切削液和碳化硅粉( SiC) 磨料组成的切削液中，使得切削液中微粉的组成、粒径、硬度均不满足标准，造成切削性能下降，不能重复利用，因此在切割过程中需要不断地排出旧切削液，并不断补充新切削液，这样就产生了大量的切割废液。 

切削废液为黑色粘稠状悬浮液，主要组分及含量为 : 聚乙二醇( PEG)， 40% ～ 50%；碳化硅( SiC)，23% ～ 33%; 硅( Si) ， 20% ～ 24%; 铁屑( Fe) ，2． 5% ～ 3． 0%。其中，PEG的原料是石油中提炼出来的，再聚合而成，分子结构稳定，不易分解，极易溶于水，生物耗氧量低，在自然界中不易降解，其COD( 化学需氧量) 值大大超过废水排放标准，如不经过特殊处理，流入自然环境将会造成巨大污染。SiC和Si都是重要的工业原料，均属于不可再生资源。生产SiC原料过程中要消耗巨大能源，国家现已对此新工业项目进行限制。其中的Si为切磨下来的高纯硅粉，若直接排放会造成环境污染和硅材料的浪费。

目前对于这种废水的处理，有两种思路：一种是处理达标后排放。常用方法有微生物法、高级氧化法等，对于这种重要含PEG的废水，微生物法工艺复杂，处理效率低，处理效果差，几乎不可能达标；高级氧化法处理效果较好，但运行费用较高，工艺控制复杂；其它的常用污水处理方法也很难适用；另一种思路是将废液分级回收处理，因为废水中的 PEG、SiC和Si都是重要的工业原料，其中聚乙二醇（PEG）市场价12元每公斤，SiC市场价24元每公斤，Si市场价140元每公斤。因此，分级回收和利用硅切割废液对于节约资源、保护环境、提高经济效益具有重要意义，国外已经有相对较为成熟的处理回收技术，国内这方面技术还不成熟，大多处于研究阶段。

国内现有的处理回收技术，如：一种光伏废水零排放工艺（CN 102557291A）,系统流程过长、工艺复杂、投资过大，难以实现工程实际应用；一种处理含聚乙二醇废水的方法（CN 1023722388A），采用絮凝沉淀、Fendon氧化技术，处理后废水需再进入废水处理厂处理，要使用费用较高，且并不适合多晶硅废水的处理；从硅片切割加工副产品中回收碳化硅的方法（CN101244823A），该专利装置采用离心固液分离，只回收废液中的碳化硅，聚乙二醇、和回收价值更高的硅并未涉及；

现有的回收技术主要问题在于：①固液分离效果不佳，往往需要经过多级分离，如：离心分离、斜板沉淀、过滤、压滤等，分离出的PEG液体含部分轻质的杂质，需要经过进一步的提纯才能回用；②SiC和Si分离过程复杂且效果欠佳，需要使用多种化学药剂或经过多种物理过程，缺少一种简单有效的分离装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是高效的处理回用技术，能彻底解决固液分离效果不佳问题，为此，提供了一种多晶硅废水处理装置。 

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种多晶硅废水处理装置，包括：陶瓷膜系统；

其中，所述陶瓷膜系统，包括料液箱、供料泵、循环泵、陶瓷膜、透过液箱以及多个连接管道，其中，料液箱的上开口通过连接管道与循环泵相连接，料液箱的下端与供料泵相连接，且供料泵又通过连接管道与所述循环泵与料液箱的上开口之间的连接管道相连接，且循环泵又通过连接管道与陶瓷膜相连接，陶瓷膜又通过连接管道与所述透过液箱的上开口相连接，且在连接管道上还设有压力调节阀门和/或仪器仪表。

进一步地，优选的是，所述陶瓷膜的形状为管式多段弯曲中空结构，膜孔小于1μm。

进一步地，优选的是，所述陶瓷膜由由二氧化钛和二氧化锆料制成。

进一步地，优选的是，通过管道还连接有液体分离器，包括：

分离腔体和与其相连接的流体储箱、流量供给泵，其中，所述流量供给泵设于分离腔体和所述流体储箱之间。

进一步地，优选的是，所述分离腔体的液体进口开于所述分离腔体的下方位置处。

进一步地，优选的是，所述液体为纯水或氯化钙或者氯化钠溶液。

本实用新型采取了上述方案以后，具有以下优越性：