CN105668863A - 一种硅片生产过程中含氟废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅片生产过程中含氟废水的处理方法，其特征在于，采用石灰中和—絮凝沉降—反渗透浓缩的方式对含氟废水进行处理；所述石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:150～250，所述石灰为氧化钙或氢氧化钙；所述絮凝沉降采用除氟絮凝剂沉降，所述反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜，在压力为0.5Mpa～1Mpa、温度为40℃～50℃条件下处理。本发明对F—废水处理效果好、能耗小、成本低，且工艺操作简单，重复性和均匀性好，易于推广。

Description

一种硅片生产过程中含氟废水的处理方法
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氟废水的处理方法。
背景技术
尽管太阳能是绿色能源，且太阳能电池厂排放的污染物，与石油、煤炭行业相比，对环境的污染要少很多。但由于目前国内太阳能产业技术落后、政策不完善等原因，电池生产过程在国内仍存在较严重的污染。对电池生产的废水污染的控制是一个不可回避的现实问题。目前常用的含氟废水处理工艺主要有吸附法和沉淀法。吸附法是指含氟废水流经接触床，通过与床中固体介质进行离子交换或化学反应，去除氟化物。此法只适用于低浓度含氟废水或经其他方法处理后氟浓度降至10～20mg/L的废水。此外，还有冷冻法、离子交换树脂除氟法、超滤除氟法、电渗析等，但因处理成本高，除氟效率低，至今多停留在实验阶段，很少推广于工业含氟废水治理。因此，寻求一种从含氟废水中有效回收氟资源的方法，对实现含氟废水的资源化和无害化有重要意义。
中国专利CN201010516904.1公开了一种太阳能电池厂含氟废水的处理方法，所述方法包括以下步骤：在储料池中储存或稀释含氟废水液，将F-浓度降到5000mg/L以下；将上述含氟废水转排到反应池，投入过量的钙源；再将反应池里的溶液转排到沉淀池，加入混凝剂和絮凝剂；排放沉淀池里的澄清废水，回收氟化钙沉淀。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。
中国专利CN201010286071.4公开了一种光伏太阳能电池片生产废水处理工艺，工艺包括以下步骤：废水收集，分别收集酸性废水和碱性废水；pH调节，向酸性废水、碱性废水或由酸性废水和碱性废水混合形成的酸碱混合废水中，加入强酸或强碱，调节pH值至8.0～8.5，形成处理液；对处理液进行除氟和/或除COD步骤；除氟步骤是向处理液中投入钙盐，以去除废水中的氟离子；除COD步骤是对处理液进行不完全厌氧反应；再进行好氧生物处理；依次完成上述步骤，将达到排放标准的废水外排。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。
因此急需一种对F—废水处理效果好、能耗小、易于推广的光伏太阳能电池片生产废水处理工艺。
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氟废水的处理方法。
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氟废水的处理方法，采用石灰中和—絮凝沉降—反渗透浓缩的方式对含氟废水进行处理；石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:150～250，石灰为氧化钙或氢氧化钙；絮凝沉降采用除氟絮凝剂沉降，反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜，在压力为0.5Mpa～1Mpa、温度为40℃～50℃条件下处理；处理方法的具体步骤为：
步骤S01，将含氟废水送入调节池内，沉淀后过滤，去除不溶物，得到初级滤液；
步骤S02，将初级滤液中加入氧化钙或氢氧化钙搅拌溶解，使所述调节池内水PH值为9，沉淀后过滤，去除不溶物，得到次级滤液；
步骤S03，将次级滤液中加入除氟絮凝剂搅拌溶解，调节PH值使其介于6与7之间，沉淀后过滤，去除不溶物，得到清液；
步骤S04，将清液通过反渗透浓缩膜进行循环浓缩处理，最终得到干净水。
进一步地，石灰为氧化钙时，石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:150～200。
更进一步地，石灰为氧化钙时，石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:180。
进一步地，石灰为氢氧化钙时，石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:200～250。
更进一步地，石灰为氢氧化钙时，石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:230。
进一步地，除氟絮凝剂为氯化铝和/或聚合氯化铝。
进一步地，石灰为氧化钙时，所述反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜，在压力为0.8Mpa～1Mpa、温度为40℃～45℃条件下处理。
进一步地，石灰为氢氧化钙时，所述反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜，在压力为0.5Mpa～0.8Mpa、温度为45℃～50℃条件下处理。
进一步地，步骤S01中的沉淀后过滤为：沉淀4小时～6小时后采用格栅过滤。
进一步地，步骤S02中的沉淀后过滤为：沉淀6小时～8小时后采用筛网过滤。
进一步地，步骤S03中的沉淀后过滤为：沉淀5小时～7小时后采用多层筛网加压过滤。
本发明的优点是：
1.本发明了针对光伏太阳能电池片生产废水水质特点的处理工艺以及主要设计运行参数，采用该处理方法，可有效去除氟离子，出水氟离子浓度降低到10mg/L以下，废水CODCr(采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量)在300mg/L以下，符合排放标准；
2.本发明方法所使用的钙源来源广泛，经济且廉价，操作过程简便易行，除氟效率高，处理后的产物具有较高的使用价值；
3.本发明方法能够有效降低原含氟废水中的F-含量，同时不会对原含氟废水造成二次污染；
4.本发明方法，成本低，且工艺操作简单，重复性和均匀性好。
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氟废水的处理方法，采用石灰中和—絮凝沉降—反渗透浓缩的方式对含氟废水进行处理；石灰中和中的氧化钙加入量与废水重量比为1:180，絮凝沉降采用氯化铝沉降，反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜；处理方法的具体步骤为：
步骤S01，将含氟废水送入调节池内，沉淀5小时后采用格栅过滤，去除不溶物，得到初级滤液；
步骤S02，将初级滤液中加入氧化钙搅拌溶解，使所述调节池内水PH值为9，沉淀7小时后采用筛网过滤，去除不溶物，得到次级滤液；
步骤S03，将次级滤液中加入除氟絮凝剂搅拌溶解，调节PH值使其介于6与7之间，沉淀6小时后采用多层筛网加压过滤，去除不溶物，得到清液；
步骤S04，将清液通过反渗透浓缩膜，在压力为0.9Mpa、温度为43℃条件下进行循环浓缩处理，最终得到干净水。
实施例2
一种硅片生产过程中含氟废水的处理方法，采用石灰中和—絮凝沉降—反渗透浓缩的方式对含氟废水进行处理；石灰中和中的氧化钙加入量与废水重量比为1:150，絮凝沉降采用聚合氯化铝沉降，反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜；处理方法的具体步骤为：
步骤S01，将含氟废水送入调节池内，沉淀4小时后采用格栅过滤，去除不溶物，得到初级滤液；
步骤S02，将初级滤液中加入氧化钙搅拌溶解，使所述调节池内水PH值为9，沉淀6小时后采用筛网过滤，去除不溶物，得到次级滤液；
步骤S03，将次级滤液中加入除氟絮凝剂搅拌溶解，调节PH值使其介于6与7之间，沉淀5小时后采用多层筛网加压过滤，去除不溶物，得到清液；
步骤S04，将清液通过反渗透浓缩膜，在压力为0.8Mpa、温度为40℃条件下进行循环浓缩处理，最终得到干净水。
实施例3
一种硅片生产过程中含氟废水的处理方法，采用石灰中和—絮凝沉降—反渗透浓缩的方式对含氟废水进行处理；石灰中和中的氧化钙加入量与废水重量比为1:200，絮凝沉降采用聚合氯化铝和氯化铝混合沉降，反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜；处理方法的具体步骤为：
步骤S01，将含氟废水送入调节池内，沉淀6小时后采用格栅过滤，去除不溶物，得到初级滤液；
步骤S02，将初级滤液中加入氧化钙搅拌溶解，使所述调节池内水PH值为9，沉淀8小时后采用筛网过滤，去除不溶物，得到次级滤液；
步骤S03，将次级滤液中加入除氟絮凝剂搅拌溶解，调节PH值使其介于6与7之间，沉淀7小时后采用多层筛网加压过滤，去除不溶物，得到清液；
步骤S04，将清液通过反渗透浓缩膜，在压力为1.0Mpa、温度为45℃条件下进行循环浓缩处理，最终得到干净水。
实施例4
一种硅片生产过程中含氟废水的处理方法，采用石灰中和—絮凝沉降—反渗透浓缩的方式对含氟废水进行处理；石灰中和中的氢氧化钙加入量与废水重量比为1:230，絮凝沉降采用聚合氯化铝和氯化铝混合沉降，反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜；处理方法的具体步骤为：
步骤S01，将含氟废水送入调节池内，沉淀6小时后采用格栅过滤，去除不溶物，得到初级滤液；
步骤S02，将初级滤液中加入氢氧化钙搅拌溶解，使所述调节池内水PH值为9，沉淀8小时后采用筛网过滤，去除不溶物，得到次级滤液；
步骤S03，将次级滤液中加入除氟絮凝剂搅拌溶解，调节PH值使其介于6与7之间，沉淀7小时后采用多层筛网加压过滤，去除不溶物，得到清液；
步骤S04，将清液通过反渗透浓缩膜，在压力为1.0Mpa、温度为45℃条件下进行循环浓缩处理，最终得到干净水。
实施例5
一种硅片生产过程中含氟废水的处理方法，采用石灰中和—絮凝沉降—反渗透浓缩的方式对含氟废水进行处理；石灰中和中的氢氧化钙加入量与废水重量比为1:250，絮凝沉降采用聚合氯化铝沉降，反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜；处理方法的具体步骤为：
步骤S01，将含氟废水送入调节池内，沉淀4小时后采用格栅过滤，去除不溶物，得到初级滤液；
步骤S02，将初级滤液中加入氢氧化钙搅拌溶解，使所述调节池内水PH值为9，沉淀6小时后采用筛网过滤，去除不溶物，得到次级滤液；
步骤S03，将次级滤液中加入除氟絮凝剂搅拌溶解，调节PH值使其介于6与7之间，沉淀5小时后采用多层筛网加压过滤，去除不溶物，得到清液；
步骤S04，将清液通过反渗透浓缩膜，在压力为0.9Mpa、温度为47℃条件下进行循环浓缩处理，最终得到干净水。
实施例6
一种硅片生产过程中含氟废水的处理方法，采用石灰中和—絮凝沉降—反渗透浓缩的方式对含氟废水进行处理；石灰中和中的氢氧化钙加入量与废水重量比为1:200，絮凝沉降采用氯化铝沉降，反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜；处理方法的具体步骤为：
步骤S01，将含氟废水送入调节池内，沉淀4小时后采用格栅过滤，去除不溶物，得到初级滤液；
步骤S02，将初级滤液中加入氢氧化钙搅拌溶解，使所述调节池内水PH值为9，沉淀6小时后采用筛网过滤，去除不溶物，得到次级滤液；
步骤S03，将次级滤液中加入除氟絮凝剂搅拌溶解，调节PH值使其介于6与7之间，沉淀5小时后采用多层筛网加压过滤，去除不溶物，得到清液；
步骤S04，将清液通过反渗透浓缩膜，在压力为0.8Mpa、温度为50℃条件下进行循环浓缩处理，最终得到干净水。
实验例
将7t硅片生产过程中产生的含氟废水分成7组进行处理，每组1t，分别采用本发明实施例方法和传统处理方法分别处理，处理效果对比情况如表1所示。
表1处理效果对比表
由上表可知，本发明实施例方法对硅片生产过程中含氟废水的处理效果优于传统的污水处理方法，同时耗时短，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 (10)

1.一种硅片生产过程中含氟废水的处理方法，其特征在于，采用石灰中和—絮凝沉降—反渗透浓缩的方式对含氟废水进行处理；所述石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:150～250，所述石灰为氧化钙或氢氧化钙；所述絮凝沉降采用除氟絮凝剂沉降，所述反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜，在压力为0.5Mpa～1Mpa、温度为40℃～50℃条件下处理；所述处理方法的具体步骤为：
步骤S01，将含氟废水送入调节池内，沉淀后过滤，去除不溶物，得到初级滤液；
步骤S02，将初级滤液中加入氧化钙或氢氧化钙搅拌溶解，使所述调节池内水PH值为9，沉淀后过滤，去除不溶物，得到次级滤液；
步骤S03，将次级滤液中加入除氟絮凝剂搅拌溶解，调节PH值使其介于6与7之间，沉淀后过滤，去除不溶物，得到清液；
步骤S04，将清液通过反渗透浓缩膜进行循环浓缩处理，最终得到干净水。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述石灰为氧化钙时，石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:150～200。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述石灰为氧化钙时，石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:180。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述石灰为氢氧化钙时，石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:200～250。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述石灰为氢氧化钙时，石灰中和中的石灰加入量与废水重量比为1:230。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述除氟絮凝剂为氯化铝和/或聚合氯化铝。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述石灰为氧化钙时，所述反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜，在压力为0.8Mpa～1Mpa、温度为40℃～45℃条件下处理。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述石灰为氢氧化钙时，所述反渗透浓缩采用芳香聚酰胺卷式反渗透膜，在压力为0.5Mpa～0.8Mpa、温度为45℃～50℃条件下处理。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S01中的沉淀后过滤为：沉淀4小时～6小时后采用格栅过滤。
10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S02中的沉淀后过滤为：沉淀6小时～8小时后采用筛网过滤。
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