CN114314925B - 一种锗减薄工艺加工废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工业加工废水处理技术领域，公开了一种锗减薄工艺加工废水的处理方法。包括如下处理步骤：将锗减薄工艺加工废水流入沉淀池加入无机高分子混凝剂进行混凝沉淀处理，处理后的废水流入反应箱加入碱性物质与双氧水的混合溶液进行处理；剩余污泥进入污泥处理池通入臭氧和碱性溶液进行处理；反应箱中处理后的出水和污泥处理池中流出的溶液经过滤后进入集水箱汇合，然后通过高压泵进入RO膜处理系统；RO膜处理系统处理后的净化水再供应锗减薄工艺加工，处理后的浓水作为含锗浓水回收。本发明处理方法有助于回收锗，处理后的净化水可以再用于锗片减薄的加工。在降低金属锗损失的同时减少了水资源的浪费。

Description

一种锗减薄工艺加工废水的处理方法
技术领域
本发明属于工业加工废水处理技术领域，具体涉及一种锗减薄工艺加工废水的处理方法。
背景技术
锗晶棒加工成为晶片的过程中，一部分锗会随着多晶清洗、内圆锯切割、滚圆、多线切割、倒角、研磨、减薄、抛光和清洗过程进入加工废液中。由于锗片加工过程复杂，各个工序产生的废水的成分差异较大，很难集中处理。在减薄工艺中，每片锗的掉量约为60-100μm，每片锗减薄工艺用水为0.1-0.15m3，因此会产生大量的含有低含量、小颗粒锗的废水，如果直接进行排放，一方面会造成稀散金属锗的损失，另一方面会造成水资源的浪费。如果采用烘干或者蒸发的方法，则能耗高成本大。
专利CN 102259960 A公开了一种从含细颗粒锗的废水中分离锗颗粒的方法，利用无机絮凝剂和有机絮凝剂对含锗的废水进行了处理再进行锗的回收，虽然可以使锗得到有效的沉积，但是絮凝剂的投入量大，处理成本高且产生的化学污泥较多。专利CN 110078247A公开了一种锗加工废水的处理系统及处理方法，但是其捕集的大颗粒的组成复杂，难以进一步对锗进行进一步的提纯回收。专利CN 206384940 U公开了一种机械加工锗废水过滤处理系统，通过管道依次连接的废水池、高位废水罐、离心机、半清水池、陶瓷膜过滤器、清水池以及生产用冷却循环系统，实现了在有效回收锗料的同时，将锗废水转化为冷却循环水。但单纯的物理离心及陶瓷膜过滤的设备负荷较高，且处理效果不佳。
因此需要针对锗的减薄工艺开发一种提高锗浓度以便于回收锗的同时净化再利用水资源的处理工艺。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种锗减薄工艺加工废水的处理方法。本发明的处理方法可获得方便回收的高浓度锗废水和可再利用的净化水。在降低金属锗损失的同时减少了水资源的浪费。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种锗减薄工艺加工废水的处理方法，包括如下处理步骤：
(1)将锗减薄工艺加工废水流入沉淀池，在沉淀池中加入无机高分子混凝剂进行混凝沉淀处理；
(2)步骤(1)沉淀池中流出的废水流入反应箱，向反应箱中加入碱性物质与双氧水的混合溶液进行处理；沉淀池中污泥进入污泥处理池，向污泥处理池中通入臭氧和碱性溶液进行处理；
(3)步骤(2)反应箱中处理后的出水和污泥处理池中流出的溶液经过滤后进入集水箱汇合，然后通过高压泵进入RO膜处理系统；污泥处理池剩余固相集中处理；
(4)经步骤(3)中RO膜处理系统处理后的净化水进入RO净化水水箱再供应锗减薄工艺加工，RO膜处理系统处理后的浓水进入RO浓水水箱收集作为含锗浓水回收。
进一步地，步骤(1)中所述无机高分子混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合氯化硫酸铁和聚磷氯化铁中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中所述无机高分子混凝剂的加入量为2～6mg/L。
进一步地，步骤(2)中所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙中的至少一种。
进一步地，步骤(2)中所述碱性物质与双氧水加入的质量比为1:2～3。
进一步地，步骤(2)中所述碱性溶液为含有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少一种物质的溶液。
进一步地，步骤(2)中所述臭氧的投加量为100～230mg/L，碱性溶液加入的质量浓度为0.1％～0.3％。
进一步地，步骤(4)中所得含锗浓水进一步采用湿法化学提纯回收锗。
本发明的原理为：首先通过无机高分子混凝剂将大颗粒的锗及其它颗粒杂质沉淀，沉淀污泥进入污泥处理池通入臭氧和碱性溶液进行处理，利用化学反应将固体沉积的锗转化成溶液相，涉及反应举例如3Ge+2O3+6NaOH→3Na2GeO3+3H2O；残留在废水中的微小颗粒随废水进入反应箱，加入碱性物质与双氧水的混合溶液进行处理，利用化学氧化和酸碱反应的结合得到含锗溶液，涉及反应举例如Ge+H2O2+2NaOH→Na2GeO3+2H2O。通过上述两种不同的处理方法得到的含锗溶液汇流后经过RO系统进行锗的富集，再利用化学提纯进行再利用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明处理方法最终经RO膜处理系统浓缩的锗浓水有助于回收锗；处理后的净化水可以再用于锗片减薄的加工。可降低金属锗的损失，同时减少了水资源的浪费。
附图说明
图1为本发明实施例中一种锗减薄工艺加工废水的处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种锗减薄工艺加工废水的处理方法，其工艺流程图如图1所示，具体包括如下处理步骤：
(1)将锗减薄工艺加工废水流入沉淀池，在沉淀池中加入4mg/L聚合硫酸铁进行混凝沉淀处理；
(2)步骤(1)沉淀池中流出的废水流入反应箱，向反应箱中加入质量比为1:2.5的氢氧化钠与双氧水的混合溶液进行处理；沉淀池中污泥进入污泥处理池，向污泥处理池中通入150mg/L臭氧和0.2wt.％氢氧化钠溶液进行处理；
(3)步骤(2)反应箱中处理后的出水通过保安过滤器后进入集水箱，然后通过高压泵进入RO膜处理系统；步骤(2)污泥处理池中流出的溶液通过过滤器后进入保安过滤器，然后进入集水箱汇合；
(4)经步骤(3)中RO膜处理系统处理后的净化水进入RO净化水水箱再供应锗减薄工艺加工，RO膜处理系统处理后的浓水进入RO浓水水箱收集作为含锗浓水回收。含锗浓水进一步采用湿法化学提纯回收锗
实施例2
本实施例的一种锗减薄工艺加工废水的处理方法，其工艺流程图如图1所示，具体包括如下处理步骤：
(1)将锗减薄工艺加工废水流入沉淀池，在沉淀池中加入2mg/L聚合氯化铁进行混凝沉淀处理；
(2)步骤(1)沉淀池中流出的废水流入反应箱，向反应箱中加入质量比为1:2的氢氧化钾与双氧水的混合溶液进行处理；沉淀池中污泥进入污泥处理池，向污泥处理池中通入100mg/L臭氧和0.1wt.％氢氧化钾溶液进行处理；
(3)步骤(2)反应箱中处理后的出水通过保安过滤器后进入集水箱，然后通过高压泵进入RO膜处理系统；步骤(2)污泥处理池中流出的溶液通过过滤器后进入保安过滤器，然后进入集水箱汇合；
(4)经步骤(3)中RO膜处理系统处理后的净化水进入RO净化水水箱再供应锗减薄工艺加工，RO膜处理系统处理后的浓水进入RO浓水水箱收集作为含锗浓水回收。含锗浓水进一步采用湿法化学提纯回收锗。
实施例3
本实施例的一种锗减薄工艺加工废水的处理方法，其工艺流程图如图1所示，具体包括如下处理步骤：
(1)将锗减薄工艺加工废水流入沉淀池，在沉淀池中加入6mg/L聚磷氯化铁进行混凝沉淀处理；
(2)步骤(1)沉淀池中流出的废水流入反应箱，向反应箱中加入质量比为1:3的氢氧化钙与双氧水的混合溶液进行处理；沉淀池中污泥进入污泥处理池，向污泥处理池中通入230mg/L臭氧和0.3wt.％氢氧化钙溶液进行处理；
(3)步骤(2)反应箱中处理后的出水通过保安过滤器后进入集水箱，然后通过高压泵进入RO膜处理系统；步骤(2)污泥处理池中流出的溶液通过过滤器后进入保安过滤器，然后进入集水箱汇合；
(4)经步骤(3)中RO膜处理系统处理后的净化水进入RO净化水水箱再供应锗减薄工艺加工，RO膜处理系统处理后的浓水进入RO浓水水箱收集作为含锗浓水回收。含锗浓水进一步采用湿法化学提纯回收锗。
以上实施例中RO膜处理系统处理后的净化水及正常生产用水相应杂质检测结果如下表1所示。
表1
杂质(ppb) 正常生产用水 实施例1 实施例2 实施例3
Na 1037 400 210 231
B 18 13 14 16
K 365 57 396 50
Ca 843 68 54 438
Ge 0.5 759 743 782
由表1结果可见，本发明处理后的净化水可以再用于锗片减薄的加工。
经以上实施例方法处理后锗回收量为21.06～22.23mg/L(废水)。实现了良好的锗回收效果，可降低金属锗的损失。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种锗减薄工艺加工废水的处理方法，其特征在于，包括如下处理步骤：
（1）将锗减薄工艺加工废水流入沉淀池，在沉淀池中加入无机高分子混凝剂进行混凝沉淀处理；
（2）步骤（1）沉淀池中流出的废水流入反应箱，向反应箱中加入碱性物质与双氧水的混合溶液进行处理；沉淀池中污泥进入污泥处理池，向污泥处理池中通入臭氧和碱性溶液进行处理；
（3）步骤（2）反应箱中处理后的出水和污泥处理池中流出的溶液经过滤后进入集水箱汇合，然后通过高压泵进入RO膜处理系统；污泥处理池剩余固相集中处理；
（4）经步骤（3）中RO膜处理系统处理后的净化水进入RO净化水水箱再供应锗减薄工艺加工，RO膜处理系统处理后的浓水进入RO浓水水箱收集作为含锗浓水回收；
步骤（2）中所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙中的至少一种，碱性物质与双氧水加入的质量比为1:2~3；所述碱性溶液为含有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少一种物质的溶液；所述臭氧的投加量为100~230mg/L，碱性溶液加入的质量浓度为0.1%~0.3%。
2.根据权利要求1所述的一种锗减薄工艺加工废水的处理方法，其特征在于，步骤（1）中所述无机高分子混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合氯化硫酸铁和聚磷氯化铁中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种锗减薄工艺加工废水的处理方法，其特征在于，所述无机高分子混凝剂的加入量为2~6mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种锗减薄工艺加工废水的处理方法，其特征在于，步骤（4）中所得含锗浓水进一步采用湿法化学提纯回收锗。
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