CN106564970B - 处理包含磷酸的酸性废水的方法 - Google Patents

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Abstract

根据各种实施例的处理包含磷酸的酸性废水的方法包括：提供包括磷酸的酸性废水；向所述酸性废水添加来自进一步的废水的基体和硅颗粒，使得得到混合物并且形成固体成分；以及从所述混合物分离出固体成分，所述固体成分包括通过所述基体与酸的反应而产生的盐和硅，使得清理后的废水可以被排放到环境中，并且可以得到压滤饼且压滤饼可以进一步用作用于凝固的添加剂。

Description

处理包含磷酸的酸性废水的方法
技术领域
各种实施例一般地涉及利用基体和硅颗粒来处理酸性废水的方法。
背景技术
废水可以产生于工业处理。这样的废水可以是酸性的。例如，酸可以包括磷酸。酸性废水通常产生于一个或更多个半导体芯片的生产和/或一个或更多个半导体晶片的处理。例如，半导体晶片的处理可以是通过刻蚀来减薄晶片。进一步的废水可以产生于一个或更多个半导体芯片的生产和/或一个或更多个半导体晶片的处理(通过晶片的研磨、抛光和减薄中的一种或更多种)。例如，这样的进一步的废水可以包括悬浮或分布在进一步的废水中的小颗粒形式的硅。
发明内容
根据各种实施例，一种处理包含磷酸的酸性废水的方法可以包括：提供包括磷酸的酸性废水；通过向所述酸性废水添加基体和硅颗粒来生成混合物；以及从所述混合物分离出固体成分，所述固体成分包括通过所述基体与酸的反应而产生的盐和硅。
根据各种实施例，一种处理包含磷酸的酸性废水的方法包括：提供包括磷酸的酸性废水；通过向所述酸性废水添加基体和硅颗粒来生成混合物。基体在硅颗粒之前添加。所述方法还可以包括从所述混合物分离出固体成分，所述固体成分包括通过所述基体与酸的反应而产生的盐和硅。
根据各种实施例，一种处理包含磷酸的酸性废水的方法可以包括：提供包括磷酸的酸性废水；通过向包括磷酸的所述酸性废水添加基体和硅颗粒来生成混合物。所述基体和所述硅被预混合，并且被一起添加到所述酸性废水。所述方法还可以包括从所述混合物分离出固体成分，所述固体成分包括通过所述基体与酸的反应而产生的盐和硅。
根据各种实施例，一种生产用于凝固的添加剂的方法可以包括：提供包括磷酸的酸性废水；通过向所述酸性废水添加基体和硅颗粒来生成混合物；以及将所述混合物送入到压滤器以获得包括通过所述基体与所述酸的反应得到的盐和硅的压滤饼。
附图说明
在附图中，在所有视图中相同的附图标记通常表示相同的部分。附图并非按比例绘制，而是重点通常在于说明本发明的原理。在随后描述中，本发明的不同实施例利用以下的附图来描述，在附图中：
图1是示出根据不同实施例的处理包括磷酸的酸性废水的方法的流程图；
图2是示出根据不同实施例的处理包括磷酸的酸性废水的方法的流程图；
图3是示出根据不同实施例的生产用于凝固的添加剂的方法的流程图；
图4A和4B示出了包含包括硅颗粒的进一步的废水(进一步的废水的样品)的实验烧杯；
图5A和5B示出了包含包括基体处理的硅颗粒的进一步的废水的、图4A和4B的实验烧杯；
图6示出了培养皿，其中左边的培养皿包含要添加到包含硅颗粒的进一步的废水中的生石灰，并且右边的培养皿包含通过向进一步的废水添加生石灰、过滤和干燥形成的沉淀物而得到的硅颗粒；
图7A至7F示意性示出根据各种实施例的在各种阶段的处理包括磷酸的酸性废水的方法；
图8A和8B示出压滤饼(本发明的形成例子和比较例子)；
图9A和9B示意性示出根据各种实施例的处理包括磷酸的酸性废水的方法的两个特定阶段。
具体实施方式
以下的详细描述参考了附图，附图通过示例示出了可以实施本发明的具体细节和实施例。这些实施例进行了充分详细描述，使得能够使本领域技术人员实施本发明。也可以利用其它实施例，并且可以在不离开本发明的精神和范围的情况下进行各种结构和逻辑上的改变。这些实施例不是相互排斥的，所有或一些实施例可以与一个或更多个其它实施例组合来形成新的实施例。
本文使用的用语“示例”表示用作例子、实例或图例。本文作为示例描述的任意实施例或设计不被认为是比其他实施例或设计优选或有优势的。
用语“至少一个”和“一个或更多个”可以理解为包括大于或等于一的任意整数，即一、二、三、四等。
本文使用的用语“基体”表示在水中溶解时产生氢氧离子的物质。
本文使用的用语“室温”表示20℃或25℃的温度。
本文使用的用语“沉淀物”表示从在液体底部悬浮物析出的固体物质小颗粒的聚集。
本文使用的用语“废水”表示从处理厂、污水处理厂或工业排污口流出的经处理或未经处理的废弃用水。
本文针对混合物使用用语“均匀”表示形成混合物的成分(溶解或未溶解)均匀分布在混合物中。混合物的组分在混合物中全是相同的。
本文针对基体和/或硅颗粒使用用语“添加”表示主动增加来执行添加。
本文针对固体成分使用用语“分离”表示主动分离以变为提取使得可以从混合物隔离。
半导体晶片的处理，例如通过一次或更多次的晶片减薄、例如晶片刻蚀，可以导致例如包含磷酸的酸性废水。在一些情况下，在将废水释放到环境中之前对这些废水进行纯化或处理可以是有益的。为此，可以中和包含磷酸的酸性废水。可以通过向所有废水增加一定量的基体来进行处理，使得产生的酸性废水和基体的混合物可以具有大约7的pH值。具有基体的废水中的酸的中和可以导致形成固体成分例如盐。产生的这种包含固体成分的混合物不能在没有去除固体成分的情况下被释放到环境中。因此，理想地可以将产生的混合物与固体成分分离。为此，产生的混合物可以被导入到过滤器元件。通过过滤阶段，基体与酸的反应产生的盐与清洁后的废水相互分开，使得清洁后的废水可以被释放到环境中。过滤处理可以通过压滤器来执行，使得得到压滤饼形式的盐。有时压滤饼可以是酸性，即当压滤饼与水接触一段时间例如大约10分钟到大约10小时和/或压滤饼中的至少一部分溶解于水中时，得到的溶液的pH值可以是酸性，例如得到的溶液可以具有从大约3到5的pH值。这种酸性压滤饼可以被声明为废料且因此可以被弃用和付费。然而，压滤饼可以是中性的，即当压滤饼与水接触一段时间例如大约10分钟到大约10小时和/或压滤饼中的至少一部分溶解于水中时，得到的溶液的pH值可以是约7。这种中性压滤饼可以用作用于凝固的添加剂，且这样可以循环利用于另一目的，例如在混凝土工业中。这种中性压滤饼由于其附加值而是期望得到的。此外，为了向其它行业例如混凝土工业销售压滤饼，压滤饼可以是容易传输的。例如，压滤饼可以具有固体粘稠度(solid consistency)。
各种实施例提供一种处理酸性废水的方法，例如通过添加基体和硅颗粒来得到包含固体成分的混合物以及从所述混合物分离出包括从基体与酸的反应得到的盐和硅的固体成分来处理包含磷酸的酸性废水的方法。
可替选地或另外地，根据本发明各种实施例的处理酸性废水的方法可以允许形成包括从基体与酸的反应得到的盐和硅的固体成分，所述酸是通过添加基体和硅颗粒对包括磷酸的酸性废水的处理得到的，以便获得包含固体成分的混合物。固体成分可以例如由例如通过使用压滤器的过滤从混合物分离以形成压滤饼。压滤饼可以是中性的。另外，压滤饼可以具有固体粘稠度且可容易运输。具有例如中性和具有固体粘稠度的这种特性的压滤饼可以进一步用于混凝土工业。例如，压滤饼可以用作用于凝固的添加剂。
可替选地或另外地，所述方法可以实现以经济和/或简单和/或可靠和/或快速的方式来分离处理后的废水(例如清洁后的废水可以被释放到环境中)和包括通过基体与酸的反应产生的盐和硅的固体成分。
可替选地或另外地，由于所述方法是快速和可规模化的，所以所述方法可以实现大量酸性废水的处理，诸如高达每天100m3的量。
通常，可以通过添加一定量的基体来处理酸性废水，使得酸性废水和基体产生的混合物为中性。至此，基体与废水中的酸反应且形成了来自基体与酸的反应的盐。然后可以分离清洁后的废水和盐生成的混合物，例如使用压滤器过滤，来得到压滤饼。
使用上述方法，可以处理酸性废水来产生具有中性pH值的清洁后的水。然而，通过这种方法生成的压滤饼是酸性的。这种压滤饼后续并非无用，且只是表征必须从废水中去除的废料。
可替选地，可以通过将酸性废水添加到基本溶液来处理酸性废水，其中提供一定量的基体使得产生的酸性废水和基本溶液的混合物具有中性pH值，且通过基体与酸的反应产生的盐利用压滤器而从混合物中分离来获得压滤饼。然而，在一些实施例中，通过这种方法获得的压滤饼保持为泥状，且因此不易于运输，也不容易用于其它目的，例如用作混凝土行业中用于凝固的添加剂。
可以看出本文描述的各种实施例的一个方面在于：向包括磷酸的酸性废水添加一定量的基体，使得在添加硅颗粒之前、得到的基体和酸性废水的混合物具有轻酸性至轻中性pH值，例如pH值可以是从6到8。基体的负离子可以与包括磷酸的酸性废水的酸中的质子反应来产生水。基体的反离子可以与酸的反离子反应来形成包括例如磷酸盐的盐。硅颗粒可以被添加到产生的混合物以形成进一步产生的混合物，所以硅颗粒可以与包含例如磷酸盐的盐的至少一部分交联，以形成包括从基体与酸的反应产生的盐和硅的固体成分。在一个或一些实施例中，添加硅颗粒可以在添加基体之后。可替选地，在已经开始向酸性废水添加基体但是还没有完成时，例如得到的酸性废水和基体的混合物还没有达到7至8的pH值时，可以伴随地添加硅颗粒。一旦固体成分形成，就可以从进一步得到的混合物中分离。
基体和硅颗粒可以被预混合且一起添加到包括磷酸的酸性废水中。基体和硅颗粒可以在较短时段的搅拌下被预混合，例如所述时段可以从100秒到10分钟。选择这种较短时段来防止基体与硅颗粒反应程度较大，使得可用于与酸性废水的酸反应的基体的量不足以达到从6到8的pH值。这种处理方式允许足够基体可用于与酸反应。此外，允许硅颗粒与酸性废水的酸性反离子例如磷酸盐之间的交联反应，以与从基体与酸的反应产生的盐的形成相竞争。基体和硅颗粒可以在室温预混合。可以立即和/或在室温执行将预混合的基体和硅颗粒添加到包括磷酸的酸性废水。
图1示出根据各种实施例的处理包括磷酸的酸性废水的方法100的流程图。
图100可以包括：在110，提供包括磷酸的酸性废水。所述方法还可以包括：在120，将一定量的基体添加到酸性废水，使得产生的在基体和酸性废水之间的混合物具有从7到8的pH值；并且在130，将硅颗粒添加到酸性废水来产生进一步生成的混合物。所述方法还可以包括：在140，从进一步生成的混合物中分离出包括从基体与酸的反应生成的盐和硅的固体成分。
在110，酸性废水包括磷酸。磷酸的浓度可以从大约1mol/l到大约3mol/l，例如从大约1.5mol/l到大约2.5mol/l，例如2mol/l。酸性废水可以源自一个或更多个晶片的处理，使得其他的酸也被包括在酸性废水中。例如，一个或更多个晶片的处理可以是减薄，例如刻蚀。酸性废水还可以包含氢氟酸、硝酸和硫酸中的一种或更多种，从大约0.5mol/l到大约6mol/l，例如从大约2mol/l到大约4mol/l。酸性废水可以具有总酸浓度，即总酸浓度可以从大约1mol/l到大约9mol/l，例如从大约1mol/l到大约6mol/l，例如从大约2mol/l到大约3mol/l。
在120，可以在搅拌下执行基体的添加，以便获得均匀混合物且基体均匀分布在酸性废水中。例如，搅拌可以是机械或磁搅拌。另外，基体的添加可以是pH监控的。例如，基体的添加可以是电磁pH监控的。例如，pH监控可以利用pH仪即电极来执行。另外，基体的添加可以分步来执行，即，基体可以按小份添加到酸性废水中。例如，基体可以按照计算出的使酸性废水中的酸为中性需要添加的基体总量的大约十分之一来添加，或例如大约八分之一、例如大约六分之一。为此，当得到的混合物的pH值稳定且处在期望的从7到8的pH值时，下一份的基体可以被添加到酸性废水。因此当得到的混合物的pH值是从7到8时，例如是从7.5到8时，完成基体的添加。这种处理方式避免了导致得到的混合物具有小于7或大于8的pH值的基体量的添加。
例如，在120中，基体可以包含周期表中二族元素的碱中的一种或更多种。例如，基体可以选自由氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钡、氧化钡、氢氧化镁及其组合形成的组中。优选地，基体可以是氢氧化钙和氧化钙中的一种或更多种。
在120，基体可以以固体形式添加。可替选地，基体可以以水溶液添加。例如，基体溶液可以是买到的或可以在添加前通过将固体形式的基体添加到水溶液(例如水)中而新制备的。例如，基体可以是石灰乳溶液。例如，基体溶液可以具有从大约0.5mol/l至3mol/l的浓度，例如从大约2mol/l至3mol/l。
基体的添加可以在从大约18℃到大约20℃的温度执行，例如室温。得到的酸性废水和基体的混合物的温度可以在基体添加期间增加。然而，得到的混合物的温度增加不能进行到导致热失控的程度，例如得到的混合物的温度不超过大约60℃。
在130，硅颗粒添加到生成的混合物来得到进一步产生的混合物。硅颗粒的添加可以在搅拌下添加。例如，搅拌可以是机械搅拌或磁搅拌。在130，添加硅颗粒到产生的混合物可以紧接在添加基体之后，或者可以伴随进行，即，在开始添加基体但是还没有完成时，例如得到的酸性混合物还没有达到7至8的pH值时进行。在130中，硅颗粒可以来自进一步的废水。进一步的废水可以来自一个或更多个芯片的生产和/或一个或更多个晶片的处理。例如，一个或更多个晶片的处理是晶片的研磨、抛光和减薄。因此，进一步的废水可以包括小固体颗粒形式的硅。例如，硅颗粒具有从大约2μm到大约20μm的大小，例如从大约5μm到大约10μm。
在130中的硅颗粒可以以沉淀物的形式添加到生成的混合物，沉淀物是通过处理包含硅的进一步废水而得到的。例如，包含硅的进一步的废水可以通过向其添加基体来处理。至此，基体可以被添加到包含硅的进一步废水中，添加的量是关于包含在进一步的废水中的所有量的硅与原硅酸或原硅酸盐离子的基本氧化反应的亚化学计量。包含硅和基体的进一步废水的生成混合物在一个时段内可以保持在从大约40℃到大约80℃的温度范围，例如从大约45℃到大约85℃、例如从大约50℃到大约80℃、从大约55℃到大约75℃、从大约60℃到大约70℃，使得可以形成包括硅颗粒的沉淀物。例如，所述时段可以是从大约2分钟到大约14分钟，例如从大约3分钟到大约12分钟、从大约4分钟到大约10分钟、从大约5分钟到大约9分钟、从大约6分钟到大约8分钟。例如，基体可以包含氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、磷酸铵和氨中的一个或更多个。基体可以逐步添加。可选地，特定化合物可以额外地添加到进一步的废水来促进沉淀。例如，特定化合物可以选自由磷酸二铵、磷酸一铵、硫酸铵、硫酸氢铵以及它们的组合组成的组中。一旦形成沉淀物，可以结束将混合物保持在从大约40℃到大约80℃的温度范围的时段。通过将沉淀物和进一步的废水相互分离来从进一步的废水中去除硅颗粒，例如在沉淀物之上倾析清洁后的废水或者通过在沉淀物之上引出清洁后的废水。使用这种方法，硅颗粒尺寸可以在从大约10μm到大约50μm的范围，例如从大约20μm到大约40μm。
可替选地，在130，硅颗粒可以以分散在包含小固体硅颗粒的进一步的废水中的形式(悬浮或浆)添加到生成的混合物或添加到基体。
可替选地或另外地，硅颗粒可以是纯硅。在进一步的实施例中，硅可以是高纯掺杂硅，且可以包含小部分的氧和/或氢，例如氧和/或氢的比例是从0.1％到1％。另外，硅颗粒可以包含选自由磷、硼、砷、铝以及它们的组合组成的组中的其它元素。向生成的混合物添加硅颗粒可以逐步或一次执行。例如，硅颗粒可以添加要添加的硅颗粒的总量的大约四分之一部分，例如大约三分之一部分，例如大约二分之一部分。
在130，向生成的混合物添加硅颗粒可以在从大约15℃到大约30℃的温度执行，例如从大约18℃到大约25℃，例如在大约室温。
在130，添加的硅颗粒的量是可以使得在进一步生成的混合物中得到大约10g/l至100g/l的质量浓度的硅颗粒，例如从大约50g/l至100g/l，例如大约20g/l。
在130，进一步生成的混合物可以分散在水溶液中，例如包含通过基体与酸的反应产生的盐和硅的固体成分的悬浮液。硅可以是选自由高纯度掺杂硅、与磷酸盐一起的交联硅和包含一个或更多个硅酸盐的硅烧结矿组成的组中的硅颗粒。通过基体与酸的反应生成的盐可以是磷酸钙、硫酸钙、氟化钙、硝酸钙、磷酸钡、硫酸钡、氟化钡、硝酸钡、磷酸镁、硫酸镁、氟化镁、硝酸镁中的一个或更多个。
在140，包含通过基体与酸的反应生成的盐和硅的固体成分可以从进一步生成的混合物分离。可以通过使用真空蒸馏、离心或压滤器来执行分离。例如，进一步生成的混合物可以被引入到压滤器中。此外，可以施加从大约1000Pa到大约10000Pa的压力。例如，可以使用铝盘、金属涂覆或保护的盘来施加压力。例如，压滤器的孔径可以是从大约5μm到大约50μm，例如从大约10μm到大约20μm。
图2是示出根据各种实施例的处理包括磷酸的酸性废水的方法200的流程图。
方法200可以包括：在210，提供包括磷酸的酸性废水；以及，在220，将基体与硅颗粒预混合一个时段来形成产生的混合物，所述时段是从大约100秒到10分钟，例如从100秒到600秒。所述方法还可以包括，在230，将产生的混合物添加到包括磷酸的酸性废水中，来生成进一步产生的混合物，并且在240，从进一步产生的混合物分离出包含通过基体与酸的反应生成的盐和硅的固体成分。
在210，处理阶段对应于110中的处理阶段。
在220，基体和硅颗粒可以在搅拌下预混合来形成产生的混合物。产生的混合物被搅拌较短时段，例如所述时段可以是从100秒到10分钟，使得来自进一步废水中的硅颗粒和基体不会一起反应太大程度，例如，出现在产生的混合物中的基体的量可以使得通过基体来将包括磷酸的酸性废水的酸中和。
在220，基体可以提供在水溶液中。例如，基体的水溶液可以是商业可获得的。此外，通过向例如水中添加固体形式的基体而获得基体水溶液。另外地或可替选地，通过向包含硅颗粒的进一步废水中添加固体形式的基体而获得基体水溶液。添加的基体的量可以使得混合物中的基体浓度略微高于中和酸性废水中的酸的化学计量比，例如水溶液中基体的浓度是从大约0.5mol/l到大约3mol/l，例如从大约2mol/l到大约3mol/l。
在一个或更多个实施例中，在220，基体可以提供为固体形式。基体可以与硅颗粒混合来形成固体混合物。
在220，固体颗粒可以是通过向如处理阶段130获得的包含硅的进一步废水添加基体而得到的沉淀物的形式。
在220，基体和硅颗粒可以在室温预混合。
在230，向包括磷酸的酸性废水添加预混合的基体和硅颗粒的混合物可以一次执行和/或在室温执行，来得到进一步产生的混合物。在一个实施例中，进一步产生的混合物可以与在处理阶段130得到的相同。在各种实施例中，进一步产生的混合物可以与处理阶段130得到的混合物具有相似的组成但是具有不同的硅和盐的比例。
在240，处理阶段对应于140的处理阶段。
图3示出根据各种实施例的生产用于凝固的添加剂的方法300的流程图。
方法300可以包括，在310提供包括磷酸的酸性废水，并且在320，通过向酸性废水添加基体和硅颗粒来产生生成混合物。所述方法还包括，在330将生成混合物送入到压滤器来得到压滤饼，所述压滤饼包括通过基体与酸的反应而得到的盐和硅，以及在340可选地将压滤饼干燥。
在310，处理阶段对应于110的阶段。
在320，在一个实施例中，处理阶段可以根据处理阶段120和140来执行。在进一步的实施例中，在320，处理阶段可以根据处理阶段220和230来执行。
在330，从酸性废水、基体和硅颗粒产生的混合物被送入到压滤器中。此外，可以施加从大约1000Pa到大约10000Pa的压力。例如，可以使用铝盘、金属涂覆或保护的盘来施加压力。在各种实施例中，压滤器可以具有从大约0.5m3到大约5m3的容积。在各种实施例中，压滤器的孔径可以是从大约10μm到大约20μm。
在各种实施例中，在340中，方法300还可以包括干燥压滤饼的处理阶段。例如，干燥压滤饼可以通过使用空气蒸发来执行。例如，干燥工艺可以在真空执行。例如，真空值可以是从大约5Pa到大约800Pa，例如从大约5Pa到大约400Pa，例如从大约5Pa到大约200Pa，例如从大约5Pa到大约20Pa。可替选地或另外地，干燥工艺可以在从大约20℃到大约40℃的温度执行。
在330和/或340，压滤饼具有固体粘稠度。例如，当从压滤器取出时压滤饼不会掉落。压滤饼可以是固体粉末形式。在一个或更多个实施例中，压滤饼可以包括颗粒。所述颗粒可以具有大约10μm到100μm的直径尺寸。
在330和/或340，压滤饼可以是中性。此外，压滤饼可以用在混凝土行业中，例如作为用于凝固的添加剂。
在下文中，参考附图的图4至图9描述实际应用本发明的例子。
硅颗粒
首先，从包括来自芯片生产的硅颗粒的废水中取出1升的样品，具体来自晶片抛光工艺。如图4A和图4B所示，废水/样品404被引入烧杯402。废水/样品404形成包含均匀分布在其中的小固体颗粒形式的硅的分散液(例如浆体或悬浮液)。分散液具有暗浊的外观或特点。
包含在样品404中的硅颗粒的量大约是400mg/升，废水中包含的大部分的硅颗粒尺寸从微米以下到几个微米的范围。此外，废水/样品404包含少量的砷。
废水/样品404加热到大约40℃-50℃并且利用300毫克氧化钙处理。氧化钙按亚化学计量的量(针对包含在废水中的所有硅与原硅酸或原硅酸离子的基本氧化反应)添加到废水/样品404。反应可以在五分钟搅拌之后开始，以形成包括硅的沉淀物504a。如图5A和图5B所示，在停止搅拌后，沉淀物504a可能沉淀在烧杯502的底部。烧杯502与图4A和图4B中的烧杯402相同。清洁后的废水504b在沉淀物504a之上。通过将沉淀物与废水相互分离，例如通过倾析沉淀物504a之上的清洁后的废水504b或者引出沉淀物504a之上的清洁后的废水504b，来将包括硅颗粒504a的沉淀物从废水404中去除。
如图6所示，在培养皿602a中可以看出添加到一升的废水404中的氧化钙604的量，在培养皿602b中可以看出在利用氧化钙604处理一升的废水404、过滤沉淀物504a和干燥工艺之后得到的沉淀物608。
图7A至图7F示意性示出根据一个实施例的处理酸性废水的方法。开始，如图7A所示，在700a中，包括磷酸704a的酸性废水提供在容器702中，且对应于处理阶段110、210和310。酸性废水704a形成了溶液且具有清洁的外观。接着，如图7B所示，在700b中，基体708(例如，固体的氧化钙、氢氧化钙、氧化钡、氢氧化钡、氢氧化镁)被添加到包括磷酸704a的酸性废水中。基体708的添加是逐步执行的且是pH监控的。随后添加硅颗粒608。硅颗粒608在完成基体708的添加后(即在产生的混合物的pH值从7到8时)或者以伴随的方式(即当没有完成基体添加时)被添加到包括磷酸704的废水。如图7C所示，在700c中，搅拌进一步产生的混合物704c，使得形成固体成分714。这些处理对应于处理阶段120和130或320。然后，如图7D所示，在700d，停止搅拌且固体成分714留置从大约1分钟到大约10分钟的时段。在固体成分714之上是清洁后的废水704d。如图7E所示，在700e，固体成分714与清洁后的废水704d分离来得到压滤饼714，且对应于处理阶段140、240或330。图7F示出过滤设备718，其可以用于根据本发明的将固体成分714与进一步产生的混合物704d分离的步骤。过滤设备718具有过滤器719和铝板720。
例子
通过向容器702中2mol/l浓度的包含磷酸704a的14ml的废水添加55g/l的50ml的生石灰(氧化钙)708(石灰乳溶液的形式)，得到根据一个实施例的例子。当得到从7.5到8的稳定pH值时，添加了以上得到的沉淀物形式的150mg的硅颗粒608。产生的混合物704c在50℃搅拌15分钟。由此，形成了固体成分714。没有观察到pH的变化。停止搅拌且产生的混合物704c被留置一夜，例如10小时。在这点上，假设固体成分714是通过硅颗粒形成的，所述硅颗粒与基体和酸反应形成的盐聚集在一起并沉淀。还假设在固体成分714的沉淀后出现的清洁后的废水704d基本没有通过基体与酸的反应产生的盐。通过10μm方形孔的过滤器的过滤以及利用与密封树脂密封的铝板的手动加压，固体成分714可以与清洁后的废水704d分离。得到压滤饼804a。
比较例子
比较例子对应于图7A至图7B所示的处理方法，其中省略了添加硅的阶段。通过向容器702中2mol/l浓度的包含磷酸704a的14ml的废水添加55g/l浓度的50ml的生石灰(氧化钙)708(石灰乳溶液形式)，得到比较例子。当得到从7.5到8的稳定的pH值时，将产生的混合物704c在50℃搅拌15分钟。由此，形成了固体成分714。没有观察到pH的变化。停止搅拌且将产生的混合物704c留置一夜，例如10小时。在这点上，假设固体成分714是通过盐形成的，所述盐来自基体和酸的反应并沉淀物。还假设在固体成分714沉淀后出现的清洁后的废水704d基本没有通过基体与酸的反应产生的盐。通过10微米方形孔的过滤以及利用与密封树脂密封的铝板的手动加压，固体成分714可以与清洁后的废水704d分离。得到压滤饼804a。
在例如利用铲具来收集压滤饼时，观察到：与压滤饼804b相比，压滤饼804a更多地粘附到铝板。图8A和图8B示出了根据本发明的压滤饼804a和804b。如图8A和图8B所示，压滤饼804a和804b具有固体粘稠度，且在置于另一铝板802上时没有水通过其泄漏，说明压滤饼不是浆体。从图8A可以看出，根据一个实施例的例子导致形成了压滤饼804a，所述压滤饼804a包含硅颗粒和通过基体与酸的反应产生的盐。压滤饼804a具有灰色和异质结构。如图8B所示，比较例子导致形成了压滤饼804b，所述压滤饼804b包含通过基体与酸的反应产生的盐，但是不包括硅颗粒。压滤饼804b具有白色的同质内容。
根据一个实施例的例子和比较例子之间的主要不同在于：与固体成分接触的、留置一夜例如10小时的清洁后的废水的pH值。例如没有硅的比较例子的清洁后的废水是完全清洁的，且为酸性，测量的pH值是4.4；例如具有硅的根据一个实施例的例子的清洁后的水则略微麻烦，其pH值在与固体成分接触的情况下10小时内没有改变，例如pH值从大约7.5到大约8。这说明比较例子中的固体成分(过滤前的压滤饼804b)是酸性的；而根据一个实施例的例子中的固体成分(过滤前的压滤饼804a)是中性的。
图9A和图9B示意性示出根据各种实施例的处理酸性废水的方法的两个处理阶段。如图9A所示，在900b，预混合的基体708(例如固体的氧化钙、氢氧化钙、氧化钡、氢氧化钡、氢氧化镁)和硅颗粒608添加到容器702中包括磷酸704a的酸性废水。这对应于处理阶段220和230。如图9B所示，在900c，搅拌进一步产生的混合物904c，使得形成固体内容914。
在下文中，描述各种实施例，其中这些实施例对上述两个方法是有效的且可以相互组合。此外，可以将以下实施例中的两个或更多个相互组合。
例1是一种处理包含磷酸的酸性废水的方法，所述方法包括：提供包括磷酸的酸性废水；通过向所述酸性废水添加基体和硅颗粒来生成混合物；以及从所述混合物分离出固体成分，所述固体成分包括通过所述基体与酸的反应而产生的盐和硅。
在例2中，例1的主题内容可选地包括：所述基体在所述硅颗粒之前添加。
在例3中，例1的主题内容可选地包括：所述基体和所述硅颗粒被预混合，并且被一起添加到所述酸性废水。
在例4中，例1-3的主题内容可选地包括：所述基体选自由氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钡、氧化钡、氢氧化镁和它们的组合形成的组中。
在例5中，例1-3的主题内容可选地包括：所述基体是氢氧化钙和氧化钙中的一种或更多种。
在例6中，例1-5的主题内容可选地包括：所述硅颗粒来自进一步的废水。
在例7中，例1-6的主题内容可选地包括：所述硅颗粒以沉淀物的形式添加，所述沉淀物是通过向包含硅的进一步的废水添加基体而得到的。
在例8中，例1-7的主题内容可选地包括：所述硅成分利用压滤器来分离。
在例9中，例1-8的主题内容可选地包括：所述酸性废水源自于一个或更多个晶片的处理。
在例10中，例1-9的主题内容可选地包括：所述酸性废水源自于一个或更多个晶片的刻蚀处理。
在例11中，例1-10的主题内容可选地包括：所述酸性废水包括含量为大约1mol/l至3mol/l的磷酸。
在例12中，例1-11的主题内容可选地包括：添加的基体的量使得产生的混合物的pH值在7至8。
在例13中，例1-12的主题内容可选地包括：添加的硅颗粒的量使得在混合物中获得了从大约10g/l至大约100g/l的质量浓度。
在例14中，例1-13的主题内容可选地包括：至少在基体的添加期间搅拌所述酸性废水。
例15是一种生产用于凝固的添加剂的方法，所述方法包括：提供包括磷酸的酸性废水；以及通过向所述酸性废水添加基体和硅颗粒来生成混合物。所述方法还包括：将所述混合物送入到压滤器以获得包括通过所述基体与所述酸的反应得到的盐和硅的压滤饼。
在例16中，例15的主题内容可选地包括：其中所述基体选自由氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钡、氧化钡、氢氧化镁和它们的组合形成的组中。
在例17中，例15-16的主题内容可选地包括：所述基体是氢氧化钙和/或氧化钙。
在例18中，例15-17的主题内容可选地包括：所述硅颗粒来自进一步的废水。
在例19是一种用于通过例15的方法得到用于凝固的添加剂，具有压制形式且包括通过基体与酸的反应产生的盐和硅。
在例20中，例19的主题内容可选地包括：通过水中所述添加剂的至少一部分的溶解而得到的溶液为pH中性。
虽然已经参考具体实施例具体描述和示出了本发明，但本领域技术人员应理解，可以在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下进行形式和细节的各种改变。本发明的范围由此由所附权利要求限定，因此旨在包括在权利要求等同的范围和含义内的所有修改。

Claims (20)

1.一种处理酸性废水的方法，所述酸性废水包含磷酸，所述方法包括：
提供包括磷酸的酸性废水；
通过向所述酸性废水添加基体和硅颗粒来生成混合物，所述基体包括在水中溶解时产生氢氧离子的物质，所述物质包括周期表中IIA族元素的一种或多种碱；以及
从所述混合物分离出固体成分，所述固体成分包括通过所述基体与酸的反应而产生的盐和硅。
2.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中所述基体在所述硅颗粒之前添加。
3.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中所述基体和所述硅颗粒被预混合，并且被一起添加到所述酸性废水。
4.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中所述基体选自由氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钡、氧化钡、氢氧化镁和它们的组合形成的组中。
5.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中所述基体是氢氧化钙和/或氧化钙。
6.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中所述硅颗粒来自进一步的废水，所述进一步的废水产生于半导体芯片的生产和/或半导体晶片的处理。
7.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中所述硅颗粒以沉淀物的形式添加，所述沉淀物是通过向包含硅的进一步的废水添加基体而得到的，所述进一步的废水产生于半导体芯片的生产和/或半导体晶片的处理。
8.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中所述固体成分利用压滤器来分离。
9.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中所述酸性废水源自于一个或更多个晶片的处理。
10.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中所述酸性废水源自于一个或更多个晶片的刻蚀处理。
11.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中所述酸性废水包括含量为1mol/l至3mol/l的所述磷酸。
12.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中添加的基体的量使得所产生的混合物的pH值在7至8。
13.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中添加的硅颗粒的量使得在所述混合物中获得从10g/l至100g/l的质量浓度。
14.根据权利要求1所述的处理酸性废水的方法，其中至少在所述基体的添加期间搅拌所述酸性废水。
15.一种生产用于凝固的添加剂的方法，所述方法包括：
提供包括磷酸的酸性废水；
通过向所述酸性废水添加基体和硅颗粒来生成混合物，所述基体包括在水中溶解时产生氢氧离子的物质，所述物质包括周期表中IIA族元素的一种或多种碱；以及
将所述混合物送入到压滤器以获得压滤饼，所述压滤饼包括通过所述基体与所述酸的反应得到的盐和硅。
16.根据权利要求15所述的生产用于凝固的添加剂的方法，其中所述基体选自由氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钡、氧化钡、氢氧化镁和它们的组合形成的组中。
17.根据权利要求15所述的生产用于凝固的添加剂的方法，其中所述基体是氢氧化钙和/或氧化钙。
18.根据权利要求15所述的生产用于凝固的添加剂的方法，其中所述硅颗粒来自进一步的废水，所述进一步的废水产生于半导体芯片的生产和/或半导体晶片的处理。
19.一种通过权利要求15的方法得到的用于凝固的添加剂，具有压制形式且包括通过基体与酸的反应产生的盐和硅。
20.根据权利要求19所述的添加剂，其中通过水中所述添加剂的至少一部分的溶解而得到的溶液为pH中性。
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