CN111635060B - 一种处理二氧化硅生产废水的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种处理二氧化硅生产废水的方法和装置，本申请采用电絮凝对含硅废水进行絮凝沉淀，再辅助絮凝剂加速硅沉淀，除硅完成后过滤分离，加入阻垢剂后进行反渗透膜分离，最终将少量的浓缩液进行蒸发结晶、脱水后回收废水中的无机盐成分，分离得到的清水进行回用，达到零排的目的。并且，本发明装置所使用的设备成熟度高，易于工业化，能够实现废水零排放。

Description

一种处理二氧化硅生产废水的方法和装置

技术领域

本发明涉及二氧化硅生产废水处理技术领域，具体而言，涉及一种处理二氧化硅生产废水的方法和装置。

背景技术

随着环保的重视和水资源日益短缺、水污染等问题日益凸显，对于废水综合利用和水资源的循环使用成为了研究的热点。特别是高耗水的二氧化硅行业，生产废水的排放问题一直是国内外生产企业未能解决的难题。

传统生产二氧化硅的方法有：气相法、硫酸法、盐酸法、溶胶凝胶法、聚硅酯水解法、四氯化硅水解法、碳酸法等。所有的工艺中，气相法生产工艺耗水量较低，其采用高温水解的工艺所产生的废水较少，但也避免不了生产过程产生的废水。传统沉淀法如硫酸法、碳酸法等工艺产生废水量更大，通常一吨二氧化硅会产生20吨甚至更多的废水，这些废水中不可避免的含有可溶性硅。目前，对于此类废水所采用的处理方法大多数是直排，或者是排入污水处理厂中进行委托处理。

含硅废水的处理一直是行业难题，目前，也有很多不同的方法对含硅废水进行处理，比如申请号为201310044994.2的专利文件，白炭黑生产废水处理工艺中采用的纳滤膜过滤加反渗透膜过滤工艺。申请号为201310375673.0的专利文件采用陶瓷膜过滤，将陶瓷膜浓缩液进行板框压滤，陶瓷膜透析液进行一级纳滤，所得硫酸钠浓缩液，蒸发浓缩得硫酸钠。申请号为201510095862.1的专利文件采用传统絮凝剂进行沉淀，再经反渗透、蒸发结晶等工艺。申请号为201810041276.2的专利文件通过蒸发式凝汽器和蒸发结晶器提取硫酸钠粉体。

上述的几个专利提到的技术中主要采用纳滤膜、反渗透膜、陶瓷膜处理工艺。可是在实际生产运用的过程中，生产废水中的可溶性硅含量高，通常在200ppm以上。但是随着设备运行时间的增加，即便是添加了阻垢剂，大量的可溶性硅也会在膜的孔上附着、聚集，随着搭桥效应的增加，最终导致膜孔堵塞、失效。并且可溶性硅的附集较难以通过反冲洗、除垢剂等方式去除，即使可以去除，处理费用高且工序繁琐，这也是目前含硅废水无法直接采用膜滤的原因。另外的水处理技术中提到主要采用蒸发器的办法得到硫酸钠结晶等工艺，但是洗涤等生产废水中硫酸钠、氯化钠、碳酸钠等盐含量低，主要采用蒸发结晶等工艺的生产成本高、费效比低，而且投资成本高，导致主产品二氧化硅的竞争力降低。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明所提供的处理二氧化硅生产废水的方法和装置，以解决现有二氧化硅行业废水无法综合利用、无法零排的难题。本申请采用电絮凝对含硅废水进行絮凝沉淀，再辅助絮凝剂加速硅沉淀，除硅完成后过滤分离，加入阻垢剂后进行反渗透膜分离，最终将少量的浓缩液进行蒸发结晶、脱水后回收废水中的无机盐成分，分离得到的清水进行回用，达到零排的目的。并且，本发明装置所使用的设备成熟度高，易于工业化，能够实现废水零排放。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种处理二氧化硅生产废水的方法，包括以下步骤：

(a)、调节废水的pH＝5-9.5，然后对废水进行电絮凝处理；

(b)、所述电絮凝处理后，加入絮凝剂进行凝聚沉降后，进行固液分离，得到含硅沉降物和澄清废水；

优选的，所述含硅沉降物在120-500℃下进行干燥，然后回收；

(c)、将步骤(b)得到的澄清废水进行反渗透处理，得到高盐废水和电导率≤100μs/cm低盐淡水；

优选的，所述高盐废水的电导率为所述澄清废水的3-4倍；

(d)、在步骤(c)得到的高盐废水中加入除硅剂进行除硅处理后进行固液分离，得到含硅沉淀和澄清废水；

优选的，所述含硅沉淀在120-500℃下进行干燥，然后回收；

(e)、在步骤(d)得到的澄清废水中加入阻垢剂，然后进行反渗透处理，得到电导率在5×10⁴-10×10⁴μs/cm的水和电导率≤100μs/cm的水；

(f)、将步骤(e)得到的电导率在5×10⁴-10×104μs/cm的水经过电渗析处理，得到电导率在10×10⁴-20×10⁴μs/cm的水和电导率≤100μs/cm的水；将所述电导率在10×10⁴-20×10⁴μs/cm的水蒸发结晶回收无机盐。

优选的，在步骤(a)中，所述二氧化硅生产废水选自采用气相法、硫酸法、盐酸法、溶胶凝胶法、聚硅酯水解法、四氯化硅水解法和碳酸法制备二氧化硅过程中所产生的含硅废水。

优选的，所述电絮凝的电压为5-380V；

优选的，所述电絮凝处理的时间为1-150min；

优选的，所述电絮凝处理的过程中伴随着搅拌操作。

优选的，在步骤(b)中，所述絮凝剂的添加量是所述废水质量的0.0001％-0.01％；

更优选的，所述絮凝剂的添加量是所述废水质量的0.001％-0.005％。

优选的，所述絮凝剂包括无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、有机无机复合絮凝剂和微生物絮凝剂中的一种或者几种的组合；

更优选的，所述无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁和无机聚合物絮凝剂中的一种或者几种的组合；

更优选的，所述无机聚合物絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铁中的一种或者几种的组合；

更优选的，所述有机无机复合絮凝剂包括聚合氯化铝和聚合硫酸铁中的一种或者两种的组合。

优选的，在步骤(d)中，所述除硅剂的添加量是所述高盐废水质量的0.001％-0.01％；

更优选的，所述除硅剂的添加量是所述高盐废水质量的0.005％-0.01％。

优选的，所述除硅剂包括氧化钙、氧化镁、氢氧化钙和氢氧化镁中的一种或者几种的组合。

优选的，在步骤(e)中，所述阻垢剂的添加量是所述澄清废水质量的0.0001％-0.01％；

更优选的，所述阻垢剂的添加量是所述澄清废水质量的0.001％-0.005％。

优选的，所述阻垢剂包括高硅阻垢剂、膦系列阻垢剂和聚羧酸类阻垢剂中的一种或者几种的组合。

一种处理二氧化硅生产废水的装置，适用于所述的处理二氧化硅生产废水的方法，包括依次连接的pH调节装置、电絮凝装置、沉淀池、第一固液分离装置、低压反渗透装置、第二固液分离装置、高压反渗透装置、电渗析装置和蒸发结晶装置。

优选的，所述第一固液分离装置还连接有第一干燥装置；

更优选的，所述第一干燥装置选自流化床、沸腾床、闪蒸干燥机、离心喷雾机、压力喷雾机和盘式干燥机中的一种或者几种的组合。

优选的，所述第二固液分离装置还连接有第二干燥装置；

更优选的，所述第二干燥装置选自流化床、沸腾床、闪蒸干燥机、离心喷雾机、压力喷雾机和盘式干燥机中的一种或者几种的组合。

优选的，所述固液分离装置选自板框压滤机、精密过滤器、活性炭过滤器、离心机和叠螺压滤机中的一种或者几种的组合。

优选的，所述低压反渗透装置包括精密过滤器、低压泵和反渗透膜；

优选的，所述高压反渗透装置包括精密过滤器、高压泵和反渗透膜。

优选的，所述电絮凝装置包括絮凝槽、一组或多组正负极板、曝气装置和沉淀池；

更优选的，所述絮凝槽和所述沉淀池的材料为非导电材料，更优选的，所述非导电材料选自聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚苯乙烯中的一种或者几种的组合；

更优选的，所述正负极板选自铝板、铁板、锌板和铜板中的一种或者几种的组合。

优选的，所述电渗析装置包括膜堆、极区和压紧装置。

优选的，所述蒸发结晶装置选自单效蒸发器、多效蒸发器、MVR蒸发器和减压蒸馏器中的一种或者几种的组合。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明所提供的方法除硅效率高，适用于现有各种二氧化硅生产工艺所产生的含硅废水的处理，尤其是可溶性硅含量高的废水，可以实现废水的综合利用和零排放；

(2)本发明所提供的方法是一种高效、经济、环境友好的含硅废水的处理方法，综合处理成本低；

(3)本发明所提供的装置，设备成熟度高，易于工业化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的处理二氧化硅生产废水的装置连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明所提供的一种处理二氧化硅生产废水的方法，包括以下步骤：

(a)、调节废水的pH＝5-9.5，然后对废水进行电絮凝处理；

(b)、所述电絮凝处理后，加入絮凝剂进行凝聚沉降后，进行固液分离，得到含硅沉降物和澄清废水；

优选的，所述含硅沉降物在120-500℃下进行干燥，然后回收；

(c)、将步骤(b)得到的澄清废水进行反渗透处理，得到高盐废水和电导率≤100μs/cm低盐淡水，低电导率的水可以进行回收利用；

优选的，所述高盐废水的电导率为所述澄清废水的3-4倍；

(d)、在步骤(c)得到的高盐废水中加入除硅剂进行除硅处理后进行固液分离，得到含硅沉淀和澄清废水；

优选的，所述含硅沉淀在120-500℃下进行干燥，然后回收；

(e)、在步骤(d)得到的澄清废水中加入阻垢剂，然后进行反渗透处理，得到电导率在5×10⁴-10×10⁴μs/cm的水和电导率≤100μs/cm的水，低电导率的水可以进行回收利用；

(f)、将步骤(e)得到的电导率在5×10⁴-10×10⁴μs/cm的水经过电渗析处理，得到电导率在10×10⁴-20×10⁴μs/cm的水和电导率≤100μs/cm的水，低电导率的水可以进行回收利用；将所述电导率在10×10⁴-20×10⁴μs/cm的水蒸发结晶回收无机盐。

本发明所提供的方法将含硅废水预处理后泵入电絮凝装置中进行电絮凝，经过电絮凝后废水中产生含硅絮状物，电絮凝后的废水从排水口排入沉淀池中，加入絮凝剂加速含硅絮状物凝聚沉降，再经过滤装置，固液分离得到含硅沉降物和澄清废水，含硅沉降物干燥得到含硅产物，澄清废水加入阻垢剂，泵入反渗透系统，再经精滤处理后进入反渗透装置中进行膜浓缩，分离得到高盐含量浓水和低盐含量的淡水，淡水进行生产回用。高盐含量浓水再经蒸发脱水得到无机盐，达到处理的目的。该方法除硅效率高，是一条高效经济又环境友好的水处理方法，可以实现二氧化硅生产废水的零排放的处理目的。

现有技术中，当采用膜浓缩时，废水中大量残留的硅会随着时间的推移将膜孔堵塞，而使得反渗透膜等膜滤失去效果，处理成本高。本申请采用的“电絮凝+絮凝剂”、“反渗透+高硅阻垢剂”两道处理工艺，再经板框等方法过滤除杂，去除废水中的可溶性硅的效率可达99.9％。在进行电渗析之前的废水中几乎没有可溶性硅，再经过除硅剂和阻垢剂的处理，大幅度降低了反渗透膜堵膜的可能性，从而可实现对含硅废水的浓缩，并通过蒸发结晶的手段实现提取废水中无机盐的目的。该方法相对于现有对含硅废水蒸发结晶提取无机盐的方法而言，处理水量、处理成本、投资成本都大幅度降低，适用于工业化处理二氧化硅废水，提高二氧化硅产品的竞争力。

在预处理过程中，将pH调节至5-9.5，调节至有利于电絮凝的pH值，适当的酸碱度有利于电絮凝的进行，降低电絮凝的能耗。在整个处理过程中，调节pH值的步骤对于除硅效率、除硅的方法起到了关键性作用，同时阻采用的铝板、铁板等电极材料，经合适的电流电压条件，可以高效获得铝硅络合物、铁硅络合物等絮状物，再经过沉淀池和絮凝剂加速含硅沉淀沉降，达到快速分离得到低硅含量的废水。之后再加入阻垢剂，进一步降低低硅含量的废水中的硅含量，以保证膜孔不堵塞，保证了设备体系的持续运行，整个处理过程运行成本低、添加剂用量小、费效比高，经济且环保，可以实现废水零排放的目的。

在本发明一些优选的实施例中，在步骤(a)中，所述二氧化硅生产废水选自采用气相法、硫酸法、盐酸法、溶胶凝胶法、聚硅酯水解法、四氯化硅水解法和碳酸法制备二氧化硅过程中所产生的含硅废水。

在本发明一些优选的实施例中，所述电絮凝的电压为5-380V，例如5、10、15、20、30、40、50、60、80、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380V；

进一步地，所述电絮凝处理的时间为1-150min，例如1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150min；

进一步地，所述电絮凝处理的过程中伴随着搅拌操作，例如使用曝气装置。

在本发明一些优选的实施例中，在步骤(b)中，所述絮凝剂的添加量是所述废水质量的0.0001％-0.01％，例如0.0001％、0.0003％、0.0005％、0.0007％、0.001％、0.003％、0.005％、0.007％、0.01％；

更进一步地，所述絮凝剂的添加量是所述废水质量的0.001％-0.005％，例如0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％。

在本发明一些优选的实施例中，所述絮凝剂包括无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、有机无机复合絮凝剂和微生物絮凝剂中的一种或者几种的组合；

更进一步地，所述无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁和无机聚合物絮凝剂中的一种或者几种的组合；

更进一步地，所述无机聚合物絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铁中的一种或者几种的组合；

更进一步地，所述有机无机复合絮凝剂包括聚合氯化铝和聚合硫酸铁中的一种或者两种的组合。

在本发明一些优选的实施例中，在步骤(d)中，所述除硅剂的添加量是所述高盐废水质量的0.001％-0.01％。

更优选的，所述除硅剂的添加量是所述高盐废水质量的0.005％-0.01％。

在本发明一些优选的实施例中，所述除硅剂包括氧化钙、氧化镁、氢氧化钙和氢氧化镁中的一种或者几种的组合。

在本发明一些优选的实施例中，在步骤(e)中，所述阻垢剂的添加量是所述澄清废水质量的0.0001％-0.01％，例如0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.008％、0.009％、0.01％；

更进一步地，所述阻垢剂的添加量是所述澄清废水质量的0.001％-0.005％，例如0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％。

在本发明一些优选的实施例中，所述阻垢剂包括高硅阻垢剂、膦系列阻垢剂和聚羧酸类阻垢剂中的一种或者几种的组合。

本发明所提供的一种处理二氧化硅生产废水的装置，如图1所示，适用于所述的处理二氧化硅生产废水的方法，包括依次连接的pH调节装置、电絮凝装置、沉淀池、第一固液分离装置、低压反渗透装置、第二固液分离装置、高压反渗透装置、电渗析装置和蒸发结晶装置。

本发明所提供的装置，所使用的设备成熟度高，易于工业化，能够实现废水零排放。

在本发明一些优选的实施例中，所述第一固液分离装置还连接有第一干燥装置；

更进一步地，所述第一干燥装置选自流化床、沸腾床、闪蒸干燥机、离心喷雾机、压力喷雾机和盘式干燥机中的一种或者几种的组合。

在本发明一些优选的实施例中，所述第二固液分离装置还连接有第二干燥装置；

更进一步地，所述第二干燥装置选自流化床、沸腾床、闪蒸干燥机、离心喷雾机、压力喷雾机和盘式干燥机中的一种或者几种的组合。

在本发明一些优选的实施例中，所述固液分离装置选自板框压滤机、精密过滤器、活性炭过滤器、离心机和叠螺压滤机中的一种或者几种的组合。

在本发明一些优选的实施例中，所述低压反渗透装置包括精密过滤器、低压泵和反渗透膜；

在本发明一些优选的实施例中，所述高压反渗透装置包括精密过滤器、高压泵和反渗透膜。

在本发明一些优选的实施例中，所述电絮凝装置包括絮凝槽、一组或多组正负极板、曝气装置和沉淀池；

更进一步地，所述絮凝槽和所述沉淀池的材料为非导电材料，更优选的，所述非导电材料选自聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚苯乙烯中的一种或者几种的组合；

更进一步地，所述正负极板选自铝板、铁板、锌板和铜板中的一种或者几种的组合。

在本发明一些优选的实施例中，所述电渗析装置包括膜堆、极区和压紧装置。

在本发明一些优选的实施例中，所述蒸发结晶装置选自单效蒸发器、多效蒸发器、MVR蒸发器和减压蒸馏器中的一种或者几种的组合。

实施例1

(1)将硫酸法制备二氧化硅产生的1t含硅废水通入调节池中，调节pH至6；

(2)再将预处理后的废水泵入电絮凝装置中的PP材质的絮凝槽中进行电絮凝，絮凝槽两端设有铝材质正负极板，打开槽中设有的曝气装置，调节电压5V，开启电絮凝装置，处理120min后，废水中产生约1mm的含硅絮状物；

(3)电絮凝处理后的废水从排水口排入沉淀池中，加入废水质量1g絮凝剂(聚合氯化铝)加速含硅絮状物凝聚沉降；再经过滤装置，固液分离得到含硅沉降物和澄清废水，含硅沉降物在200℃沸腾干燥机中干燥得到含硅产物一(主成分为硅酸铝、硅酸铁、硅酸铜、硅酸锌等)。

(4)澄清废水泵入低压反渗透装置中进行预浓缩，分离得到电导率增加2-3倍浓水，以及电导率≤100μs/cm低盐含量的淡水，淡水进行生产回用。

(5)浓水中加入10g氧化镁进行二次除硅，再经过板框过滤机，固液分离得到含硅沉降物和澄清废水，含硅沉降物经在200℃沸腾干燥机中干燥得到含硅产物二(主成分为二氧化硅)。

(6)二次除硅得到的澄清废水加入1g高硅阻垢剂，泵入反渗透系统，再经过滤处理后进入高压反渗透装置中进行膜浓缩，分离得到电导率5×10⁴-10×10⁴μs/cm含量的浓水和电导率≤100μs/cm低盐含量的淡水，淡水进行生产回用。

(7)反渗透浓水泵入电渗析系统，再经精滤处理后进入电渗析装置中进行高倍浓缩，分离得到盐含量10％的浓水和电导率80μs/cm低盐含量的淡水，淡水进行生产回用。

(8)电渗析浓水再经80℃的多效蒸发脱水得到硫酸钠粉体，达到零排放处理的目的。

实施例2

(1)将盐酸法制备二氧化硅产生的1t含硅废水通入调节池中，调节pH至9.5；

(2)再将预处理后的废水泵入电絮凝装置中的PP材质的絮凝槽中进行电絮凝，絮凝槽两端设有铝材质正负极板，打开槽中设有的曝气装置，调节电压380V，开启电絮凝装置，处理1min后，废水中产生约0.01mm的含硅絮状物；

(3)电絮凝处理后的废水从排水口排入沉淀池中，加入废水质量100g絮凝剂(聚合硫酸铁)加速含硅絮状物凝聚沉降；再经过滤装置，固液分离得到含硅沉降物和澄清废水，含硅沉降物在200℃沸腾干燥机中干燥得到含硅产物一。

(4)澄清废水泵入低压反渗透装置中进行预浓缩，分离得到电导率增加2-3倍浓水，以及电导率≤100μs/cm低盐含量的淡水，淡水进行生产回用。

(5)浓水中加入100g氢氧化钙进行二次除硅，再经过板框过滤机，固液分离得到含硅沉降物和澄清废水，含硅沉降物经在200℃沸腾干燥机中干燥得到含硅产物二。

(6)二次除硅得到的澄清废水加入100g聚羧酸类阻垢分散剂，泵入反渗透系统，再经过滤处理后进入高压反渗透装置中进行膜浓缩，分离得到电导率5×10⁴-10×10⁴μs/cm含量的浓水和电导率≤100μs/cm低盐含量的淡水，淡水进行生产回用。

(7)反渗透浓水泵入电渗析系统，再经精滤处理后进入电渗析装置中进行高倍浓缩，分离得到盐含量30％的浓水和电导率50μs/cm的淡水，淡水进行生产回用。

(8)电渗析浓水再经85℃的多效蒸发脱水得到氯化钠，达到零排放处理的目的。

实施例3

(1)碳酸法制备二氧化硅产生的1t含硅废水经预处理调节至pH为9.5；

(2)再将预处理后的废水泵入电絮凝装置中的PP材质的絮凝槽中进行电絮凝，絮凝槽两端设有锌材质正负极板，打开槽中设有的曝气装置，调节电压5V，开启电絮凝装置，处理120min后，废水中产生约1mm的含硅絮状物；

(3)电絮凝处理后的废水从排水口排入沉淀池中，加入废水质量10g絮凝剂(聚合氯化铝)加速含硅絮状物凝聚沉降；再经过滤装置，固液分离得到含硅沉降物和澄清废水，含硅沉降物在120℃闪蒸干燥机中干燥得到含硅产物一。

(4)澄清废水泵入低压反渗透装置中进行预浓缩，分离得到电导率增加2-3倍浓水，以及电导率≤100μs/cm低盐含量的淡水，淡水进行生产回用。

(5)浓水中加入50g氢氧化镁进行二次除硅，再经过板框过滤机，固液分离得到含硅沉降物和澄清废水，含硅沉降物经在120℃闪蒸干燥机中干燥得到含硅产物二。

(6)二次除硅得到的澄清废水加入10g有机膦酸盐阻垢剂，泵入反渗透系统，再经过滤处理后进入高压反渗透装置中进行膜浓缩，分离得到电导率5×10⁴-10×10⁴μs/cm含量的浓水和电导率≤100μs/cm低盐含量的淡水，淡水进行生产回用。

(7)反渗透浓水泵入电渗析系统，再经精滤处理后进入电渗析装置中进行高倍浓缩，分离得到盐含量10％的浓水和电导率50μs/cm的淡水，淡水进行生产回用。

(8)电渗析浓水再经85℃的MVR蒸发器脱水得到碳酸钠，达到零排放处理的目的。

对比例1

与实施例1基本相同，但是不包括步骤(2)的电絮凝操作。

对比例2

与实施例1基本相同，但是不包括步骤(3)的加入絮凝剂的操作。

对比例3

与实施例1基本相同，但是不包括步骤(5)的加入除硅剂的操作。

对比例4

与实施例1基本相同，但是不包括步骤(6)的加入阻垢剂的操作。

实验例1废水处理回收结果

实验结果表明，经过本申请所提供的方法处理后的废水，可以有效回收无机盐以及含硅的副产物，回收后，水中无机盐和硅含量降低为0，可实现含硅废水的回收后零排放的目的。并且，通过对比，电絮凝、絮凝剂、除硅剂和阻垢剂的添加，对废水回收的效率均有影响，尤其是电絮凝操作对废水的零排放和无机盐的回收起到至关重要的作用。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (23)

1.一种处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）、调节废水的pH=5-9.5，然后对废水进行电絮凝处理；

所述二氧化硅生产废水选自采用气相法、盐酸法、溶胶凝胶法、聚硅酯水解法、四氯化硅水解法和碳酸法制备二氧化硅过程中所产生的含硅废水；

所述电絮凝的电压为5-380V；

所述电絮凝处理的时间为1-150min；

所述电絮凝处理的过程中伴随着搅拌操作；

（b）、所述电絮凝处理后，加入絮凝剂进行凝聚沉降后，进行固液分离，得到含硅沉降物和澄清废水；

所述含硅沉降物在120-500℃下进行干燥，然后回收；

（c）、将步骤（b）得到的澄清废水进行反渗透处理，得到高盐废水和电导率≤100µs/cm低盐淡水；

所述高盐废水的电导率为所述澄清废水的3-4倍；

（d）、在步骤（c）得到的高盐废水中加入除硅剂进行除硅处理后进行固液分离，得到含硅沉淀和澄清废水；

所述含硅沉淀在120-500℃下进行干燥，然后回收；

所述除硅剂的添加量是所述高盐废水质量的0.001%-0.01%；

（e）、在步骤（d）得到的澄清废水中加入阻垢剂，然后进行反渗透处理，得到电导率在5×10⁴-10×10⁴µs/cm的水和电导率≤100µs/cm的水；

（f）、将步骤（e）得到的电导率在5×10⁴-10×10⁴µs/cm的水经过电渗析处理，得到电导率在10×10⁴-20×10⁴µs/cm的水和电导率≤100µs/cm的水；将所述电导率在10×10⁴-20×10⁴µs/cm的水蒸发结晶回收无机盐。

2.根据权利要求1所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，在步骤（b）中，所述絮凝剂的添加量是所述废水质量的0.0001%-0.01%。

3.根据权利要求1所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，所述絮凝剂的添加量是所述废水质量的0.001%-0.005%。

4.根据权利要求1所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，所述絮凝剂包括无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、有机无机复合絮凝剂和微生物絮凝剂中的一种或者几种的组合。

5.根据权利要求4所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，所述无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁和无机聚合物絮凝剂中的一种或者几种的组合。

6.根据权利要求5所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，所述无机聚合物絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铁中的一种或者几种的组合。

7.根据权利要求5所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，所述无机聚合物絮凝剂包括聚合氯化铝和聚合硫酸铁中的一种或者两种的组合。

8.根据权利要求1所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，在步骤（d）中，所述除硅剂的添加量是所述高盐废水质量的0.005%-0.01%。

9.根据权利要求1所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，所述除硅剂包括氧化钙、氧化镁、氢氧化钙和氢氧化镁中的一种或者几种的组合。

10.根据权利要求1所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，在步骤（e）中，所述阻垢剂的添加量是所述澄清废水质量的0.0001%-0.01%。

11.根据权利要求1所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，所述阻垢剂的添加量是所述澄清废水质量的0.001%-0.005%。

12.根据权利要求1所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，所述阻垢剂包括高硅阻垢剂、膦系列阻垢剂和聚羧酸类阻垢剂中的一种或者几种的组合。

13.一种处理二氧化硅生产废水的装置，适用于权利要求1-12任一项所述的处理二氧化硅生产废水的方法，其特征在于，包括依次连接的pH调节装置、电絮凝装置、沉淀池、第一固液分离装置、低压反渗透装置、第二固液分离装置、高压反渗透装置、电渗析装置和蒸发结晶装置；

所述第一固液分离装置还连接有第一干燥装置；

所述第二固液分离装置还连接有第二干燥装置。

14.根据权利要求13所述的处理二氧化硅生产废水的装置，其特征在于，所述第一干燥装置选自流化床、沸腾床、闪蒸干燥机、离心喷雾机、压力喷雾机和盘式干燥机中的一种或者几种的组合。

15.根据权利要求13所述的处理二氧化硅生产废水的装置，其特征在于，所述第二干燥装置选自流化床、沸腾床、闪蒸干燥机、离心喷雾机、压力喷雾机和盘式干燥机中的一种或者几种的组合。

16.根据权利要求13所述的处理二氧化硅生产废水的装置，其特征在于，所述固液分离装置选自板框压滤机、精密过滤器、活性炭过滤器、离心机和叠螺压滤机中的一种或者几种的组合。

17.根据权利要求13所述的处理二氧化硅生产废水的装置，其特征在于，所述低压反渗透装置包括精密过滤器、低压泵和反渗透膜。

18.根据权利要求13所述的处理二氧化硅生产废水的装置，其特征在于，所述高压反渗透装置包括精密过滤器、高压泵和反渗透膜。

19.根据权利要求13所述的处理二氧化硅生产废水的装置，其特征在于，所述电絮凝装置包括絮凝槽、一组或多组正负极板、曝气装置和沉淀池。

20.根据权利要求19所述的处理二氧化硅生产废水的装置，其特征在于，所述絮凝槽和所述沉淀池的材料为非导电材料，所述非导电材料选自聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚苯乙烯中的一种或者几种的组合。

21.根据权利要求19所述的处理二氧化硅生产废水的装置，其特征在于，所述正负极板选自铝板、铁板、锌板和铜板中的一种或者几种的组合。

22.根据权利要求13所述的处理二氧化硅生产废水的装置，其特征在于，所述电渗析装置包括膜堆、极区和压紧装置。

23.根据权利要求13所述的处理二氧化硅生产废水的装置，其特征在于，所述蒸发结晶装置选自单效蒸发器、多效蒸发器、MVR蒸发器和减压蒸馏器中的一种或者几种的组合。

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