膜法處理硅片廢水技術(shù)
近年來(lái)硅片行業(yè)發(fā)展迅速，但同時(shí)也產(chǎn)生大量的廢水，生產(chǎn)廢水主要來(lái)自多晶硅錠切片過(guò)程的清洗環(huán)節(jié)。含酸廢水產(chǎn)生于多晶硅錠用混合酸進(jìn)行表面處理后的清洗過(guò)程，由于表面處理是使用硝酸+氫氟酸的混合酸，因此清洗廢水中的主要污染為pH、氟化物和硝酸鹽。有機(jī)廢水產(chǎn)生于切片后的多晶硅片清洗過(guò)程，由于切片時(shí)需使用切削液(主要成份為聚乙二醇)和切割微粉(主要成份為碳化硅)，因此清洗廢水中的主要污染物為CODCr和SS。
針對(duì)硅片污水水質(zhì)特點(diǎn)，可選用膜法技術(shù)來(lái)處理硅片廢水。
1膜技術(shù)簡(jiǎn)介
膜分離技術(shù)是利用膜對(duì)混合物中各組份的選擇透過(guò)性能來(lái)分離、提純和濃縮目標(biāo)產(chǎn)物的新型分離技術(shù)，膜分離過(guò)程是一種無(wú)相變、低能耗物理分離過(guò)程，具有高效、節(jié)能、無(wú)污染、操作方便和用途廣泛等特點(diǎn)，是當(dāng)代公認(rèn)的最先進(jìn)的化工分離技術(shù)之一。膜分離技術(shù)作為一種清潔生產(chǎn)工藝，在一定的條件下可替代或耦合傳統(tǒng)的蒸餾濃縮、高速離心分離、萃取、離子交換樹脂吸附、生化處理中沉降等工藝，膜分離技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域涉及電力、電子、化工醫(yī)藥、輕工、生物、食品飲料、市政、環(huán)保等行業(yè)，應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，是其它任何一種化工分離技術(shù)無(wú)法替代的，被國(guó)外稱為二十一世紀(jì)最有發(fā)展前途的十大高新技術(shù)之一。
2有機(jī)廢水處理
有機(jī)廢水產(chǎn)生于切片后的多晶硅片清洗過(guò)程，由于切片時(shí)需使用切削液(主要成份為聚乙二醇)和切割微粉(主要成份為碳化硅)，因此清洗廢水中的主要污染物為聚乙二醇和碳化硅粉。采用膜處理技術(shù)可回收聚乙二醇和碳化硅粉，同時(shí)水可以回用。
含PEG約0.4%切削清洗水經(jīng)預(yù)處理和一級(jí)膜處理，分離出其中的碳化硅粉，清液去二級(jí)膜處理，二級(jí)膜的淡液即為純水，可以回用到硅片清洗工序;二級(jí)膜的濃液去三級(jí)膜進(jìn)一步處理得到含PEG約15%的溶液，該溶液經(jīng)純化去除雜質(zhì)后進(jìn)入多效蒸餾，得到99.5%的PEG，回用于切削工序。
以年產(chǎn)100MW硅片為例，每天產(chǎn)生450噸含PEG0.4%的廢水，可回收
99.5%PEG 1.8噸，價(jià)值18000元
純水 400噸，價(jià)值2000元
3綜合廢水回用
由于硅片表面處理時(shí)使用硝酸+氫氟酸的混合酸，因此綜合廢水中的主要污染為氟化物、硝酸鹽和鈣鹽。采用膜技術(shù)可以對(duì)上述廢水進(jìn)行回收，回用率大于70%。
工藝流程說(shuō)明：
由于原廢水中的鈣離子、氟離子含量較高，需要進(jìn)行預(yù)處理降低其鈣離子、氟離子的含量。通過(guò)原水泵從原水池中取水后，在管道中投加碳酸鈉、氫氧化鈉去除水中的鈣離子使其變成碳酸鈣通過(guò)沉淀系統(tǒng)去除。經(jīng)過(guò)除鈣后的廢水進(jìn)入超濾系統(tǒng)，超濾產(chǎn)水進(jìn)入進(jìn)入一級(jí)RO處理系統(tǒng)，淡液進(jìn)入產(chǎn)水箱，濃水進(jìn)入二級(jí)RO系統(tǒng)進(jìn)一步回收水。反滲透系統(tǒng)的總體回收率控制在75%左右。
進(jìn)出水水質(zhì)如下：
|
名稱 |
氟離子（ ppm ） |
鈣離子（ ppm ） |
電導(dǎo)率（μ s/cm ） |
pH |
COD （ ppm ） |
|
進(jìn)水 |
8~11 |
200~250 |
3500~4500 |
6.5~7.5 |
100~200 |
|
產(chǎn)水 |
0 |
≤ 0.5 |
≤ 120 |
5.5~6.5 |
≤ 10 |
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