CN212924676U - 一种含硅废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种含硅废水处理系统，该含硅废水处理系统包括：电絮凝反应池，所述电絮凝反应池使得含硅废水中的硅粉微粒以及溶解性硅凝集成团；絮凝剂生成装置，所述絮凝剂生成装置设置于所述电絮凝反应池内，所述絮凝剂生成装置包括金属阳极以原位生成絮凝剂，所述金属阳极为铝、铁、镁或其合金。根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，能有效去除含硅废水中的固态硅粉颗粒、硅胶体及溶解性硅，该系统处理含硅废水，通过原位生成絮凝剂去除含硅杂质，无需添加石灰，且产生的沉淀物中无硅酸钙沉淀，沉淀物有较高的经济效益。

Description

一种含硅废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种含硅废水处理系统。

背景技术

目前在硅行业加工领域，特别是硅方、硅片加工行业中产生大量的含硅废水，其中含有的硅酸盐以SiO₂计可达5％-10％，所排废水中的硅是由金刚线切割硅棒、硅方产生的单质硅，在切割时采用水冷，产生的废水排放出来后反应生成SiO₂溶解于水中，溶解的SiO₂有很强的聚合能力，逐渐结合在一起形成带负电的SiO₂胶体溶液，且水中的硅胶体可与溶解性硅互相转换，若随水流直接排放，将随温度和pH的变化逐渐析出，容易污染水体，堵塞管道。

对于该种废水的处理，国内外并无比较经济有效的处理方法，且出泥成分复杂，没有太大的回收价值。通常的废水除硅办法有混凝沉淀除硅法、膜处理除硅、离子交换除硅法等，其中混凝除硅法以其操作简便得到最广泛的应用。

混凝除硅法是利用氢氧化物或金属氧化物对硅的吸附和凝聚来达到除硅效果的一种物理化学法，该方法非深度除硅，在实际应用过程中一般通过投加镁系、铁系、铝系盐及石灰进行除硅，该方法能去除水中60％以上的胶体硅，但溶解性硅较难去除，反应条件要求较高，除硅效果不理想，药剂使用量大且出水不稳定，无法直接排放到自然水体中；且投加石灰后生成的沉淀物中硅酸盐较多，不具备回收价值。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种低成本、出水稳定、药剂投加量少、回收利用价值较高的含硅废水处理系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，包括电絮凝反应池；絮凝剂生成装置，所述絮凝剂生成装置设置于所述电絮凝反应池内，所述絮凝剂生成装置包括金属阳极，所述金属阳极为铝、铁、镁或其合金，所述金属阳极用于原位生成絮凝剂。

进一步地，所述电絮凝反应池下游还设置有絮凝沉淀池，所述絮凝沉淀池用于通过水溶性高分子聚合物絮凝剂使经过所述电絮凝反应池处理的所述废水中的含硅废物沉淀去除。

根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，还包括：

平流式沉淀池，所述平流式沉淀池连接在所述絮凝沉淀池的下游，用于积聚经所述絮凝沉淀池处理后的含硅废水所沉淀下来的污泥。

进一步地，所述平流式沉淀池包括：进水口，所述进水口设在所述平流式沉淀池的靠近所述絮凝沉淀池的一端，所述进水口形成为多个均匀分布的淹没进水孔；污泥斗，所述污泥斗设置于所述平流式沉淀池的底部；排泥管，所述排泥管与所述污泥斗的底部相连通；出水口，所述出水口设置在所述平流式沉淀池的远离所述进水口的另一端；第一挡板，所述第一挡板设置于所述进水口的下游。

进一步地，所述出水口形成为溢流堰。

更进一步地，所述出水口的上游设有：浮渣槽和位于所述浮渣槽与所述出水口之间的第二挡板。

根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，还包括：

污泥浓缩池，所述污泥浓缩池与所述平流式沉淀池连接，用于重力沉淀压滤处理所述污泥。

进一步地，根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，所述污泥浓缩池包括：污泥泵，所述污泥泵用于将从所述排泥管排出的污泥抽至所述污泥浓缩池进行重力沉淀；压泥机，所述压泥机用于压滤处理沉淀后的污泥。

根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，在所述电絮凝反应池的上游还包括：

初步沉淀池，所述初步沉淀池用于接收含硅废水以去除所述含硅废水中的固态硅粉颗粒；

调节池，所述调节池连接在所述初步沉淀池与所述电絮凝反应池之间，用于调节流量。

本实用新型的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，包括设置有絮凝剂生成装置的电絮凝反应池，絮凝剂生成装置中包括铝、铁、镁等金属材料形成的金属阳极，利用废水中的余氯或废水中的总溶解固体(TDS)等阴离子，通电状态下，牺牲金属阳极与废水中的余氯、TDS等发生絮凝反应，由此可以有效去除含硅废水中的溶解性硅、以及胶体硅等，与传统化学絮凝工艺相比，自动化程度较高，无需添加石灰、金属系盐，运行成本相对较低；

废水pH值相对稳定，不需再加酸调节pH，处理后的上清液可直接回用做绿化用水，若经膜处理后可直接作为生产用水；

原晶硅行业传统的处理方法中含硅废水处理后的硅泥中含有大量的硅酸盐钙(硅灰石)，基本无回收价值，根据本实用新型的含硅废水处理系统处理得到的硅泥中基本不含硅酸盐钙，且硅泥中硅的含量占比≥70％，有较高的回收利用价值，可在金属冶炼中作为添加剂使用、在晶硅制造业中直接回收；

该系统出水稳定，通过调节设备处理参数，可实现直接排放至自然水源。

附图说明

图1为本实用新型实施例的含硅废水处理系统处理过程步骤流程框图。

附图标记：1.初步沉淀池；2.调节池；3.电絮凝反应池；4.絮凝沉淀池；5.平流式沉淀池；6.污泥浓缩池；7.絮凝剂生成装置；8.水溶性高分子聚合物絮凝剂。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另作定义，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

下面首先结合附图具体描述根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统。

如图1所示，根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，包括电絮凝反应池3与絮凝剂生成装置7。

絮凝剂生成装置7设置于电絮凝反应池3内，絮凝剂生成装置7包括金属阳极，金属阳极为铝、铁、镁或其合金。在使用时，在直流电的作用下，金属阳极被溶蚀，产生铝、铁、镁等高活性金属离子，铝、铁、镁等高活性金属离子作为絮凝剂(也就是说，金属阳极在直流电的作用下原位生成高活性的多形态的聚铝、聚铁、聚镁絮凝剂)，与含硅废水中的余氯、TDS发生絮凝反应，与含硅废水中的溶解性硅、胶态硅等发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质产生絮凝并进而沉淀以去除。由此可以有效去除含硅废水中的溶解性硅、以及胶体硅等，且与传统化学絮凝工艺相比，自动化程度较高，无需添加石灰、金属系盐，运行成本相对较低。且处理得到的硅泥中硅的含量占比≥70％，有较高的回收利用价值，可在金属冶炼中作为添加剂使用、在晶硅制造业中直接回收。

进一步地，电絮凝反应池3下游还设置有絮凝沉淀池4，絮凝沉淀池4用于通过水溶性高分子聚合物絮凝剂8使经过电絮凝反应池处理的废水中的含硅废物沉淀去除。也就是说，在絮凝沉淀池4中，通过投加水溶性链状高分子聚合物絮凝剂8，在静电力、范德华力和氢键力等的作用下，将胶体和悬浮颗粒吸附、架桥形成一串串絮体(矾花)相互融合聚结为大絮体而沉降。由此，能够进一步去除含硅废水中的含硅杂质。

根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，如图1所示，还可以包括平流式沉淀池5。平流式沉淀池5连接在絮凝沉淀池4的下游，用于积聚经絮凝沉淀池4处理后的含硅废水所沉淀下来的污泥。

进一步地，平流式沉淀池5包括进水口、污泥斗、排泥管、出水口以及第一挡板。其中，进水口设在平流式沉淀池5的靠近絮凝沉淀池4的一端，进水口可以形成为多个均匀分布的淹没进水孔，从而经絮凝沉淀池处理的含硅废水通过均匀分布的进水孔流入平流式沉淀池。污泥斗设置于平流式沉淀池5的底部，用来积聚沉淀下来的污泥。排泥管与污泥斗的底部相连通，可用于定期排泥。出水口设置在平流式沉淀池5的远离进水口的另一端，用于将上清液排出。第一挡板设置于进水口的下游。在进水口的下游处后设置挡板，能够使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。

进一步地，出水口形成为溢流堰。出水口采用溢流堰形式，也就是当池内的液体高于溢流堰时通过溢流以去除上清液，由此一方面可以使得流入平流式沉淀池5内的含硅废水有足够时间沉淀，另一方面可以保证沉淀后的清水可沿池宽均匀地流出。

更进一步地，出水口的上游可以设有：浮渣槽和位于浮渣槽与出水口之间的第二挡板。出水口前分别设有浮渣槽和第二挡板能够进一步地截留水面浮渣，并且依照池宽和池深能够保证水流沿池的过水断面布水均匀，缓慢而稳定地流出出水口。

根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，如图1所示，还可以包括污泥浓缩池6。污泥浓缩池6与平流式沉淀池5连接，用于重力沉淀压滤处理污泥。也就是说，对于通过平流沉淀池5的排泥管所排出的污泥，通过污泥浓缩池6进行沉淀压滤处理。由此，经过压滤处理后的污泥便于搬运、保存、后续处理等。

进一步地，污泥浓缩池6包括污泥泵和压泥机。污泥泵用于将从排泥管排出的污泥抽至污泥浓缩池6进行重力沉淀。压泥机用于压滤处理沉淀后的污泥。

根据本实用新型实施例的含硅废水处理系统，如图1所示，在电絮凝反应池3的上游还可以包括初步沉淀池1和调节池2。

初步沉淀池1用于接收含硅废水以去除含硅废水中的固态硅粉颗粒，对含硅废水进行初步处理。也就是说，初步沉淀其中的大颗粒固态硅粉。

调节池2连接在初步沉淀池1与电絮凝反应池3之间，用于调节流量，控制上水速度。调节池2同样可以再次接收经过污泥浓缩池6沉淀处理过的清液，根据后端反应池设备运行情况可灵活调整水泵上水流量，从而能够均衡水质水量。

下面，结合附图描述一下该含硅废水处理装置处理含硅废水的过程。

作为一个具体实施例，首先由车间产生的含硅废水排入初步沉淀池1，经由初步沉淀池去除含硅废水中的固态硅粉颗粒后进入调节池2；通过调节池2可调节含硅废水的流量，此后以预定流量进入电絮凝反应池3；在电絮凝反应池3中，絮凝剂生成装置7例如铝、铁、镁等金属阳极发生溶出从而原位生成高活性的多形态聚铝、聚铁、聚镁絮凝剂，将水体中的溶解性硅、胶体硅、以及硅粉微粒凝聚成团并沉降，含硅废水随即进入絮凝沉淀池4；在絮凝沉淀池4中，通过投加的水溶性链状高分子聚合物絮凝剂8，将胶体和悬浮颗粒吸附、架桥形成一串串絮体(矾花)相互融合聚结为大絮体而沉降；此后，含硅废水进一步流入连接在絮凝沉淀池4的下游的平流式沉淀池5，进一步积聚经絮凝沉淀池4处理后的含硅废水所沉淀下来的污泥；此后，污泥部分导入与平流式沉淀池5连接的污泥浓缩池6，通过重力沉淀压滤处理污泥，其中的上清液可回至调节池2进行再处理。该含硅废水处理系统采取了电絮凝法，与传统化学絮凝工艺相比，未添加石灰，产生的沉淀物中无硅酸钙沉淀，硅泥中硅的含量占比≥70％，有较高的回收利用价值，可在金属冶炼中作为添加剂使用、在晶硅制造业中直接回收。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种含硅废水处理系统，其特征在于，包括：

电絮凝反应池；

絮凝剂生成装置，所述絮凝剂生成装置设置于所述电絮凝反应池内，所述絮凝剂生成装置包括金属阳极，所述金属阳极为铝、铁、镁或其合金，所述金属阳极用于原位生成絮凝剂。

2.根据权利要求1所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述电絮凝反应池下游还设置有絮凝沉淀池，所述絮凝沉淀池用于通过水溶性高分子聚合物絮凝剂使经过所述电絮凝反应池处理的所述废水中的含硅废物沉淀去除。

3.根据权利要求2所述的含硅废水处理系统，其特征在于，还包括：

平流式沉淀池，所述平流式沉淀池连接在所述絮凝沉淀池的下游，用于积聚经所述絮凝沉淀池处理后的含硅废水所沉淀下来的污泥。

4.根据权利要求3所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述平流式沉淀池包括：

进水口，所述进水口设在所述平流式沉淀池的靠近所述絮凝沉淀池的一端，所述进水口形成为多个均匀分布的淹没进水孔；

污泥斗，所述污泥斗设置于所述平流式沉淀池的底部；

排泥管，所述排泥管与所述污泥斗的底部相连通；

出水口，所述出水口设置在所述平流式沉淀池的远离所述进水口的另一端；

第一挡板，所述第一挡板设置于所述进水口的下游。

5.根据权利要求4所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述出水口形成为溢流堰。

6.根据权利要求5所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述出水口的上游设有：浮渣槽和位于所述浮渣槽与所述出水口之间的第二挡板。

7.根据权利要求4所述的含硅废水处理系统，其特征在于，还包括：

污泥浓缩池，所述污泥浓缩池与所述平流式沉淀池连接，用于重力沉淀压滤处理所述污泥。

8.根据权利要求7所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述污泥浓缩池包括：

污泥泵，所述污泥泵用于将从所述排泥管排出的污泥抽至所述污泥浓缩池进行重力沉淀；

压泥机，所述压泥机用于压滤处理沉淀后的污泥。

9.根据权利要求1所述的含硅废水处理系统，其特征在于，在所述电絮凝反应池的上游还包括：

初步沉淀池，所述初步沉淀池用于接收含硅废水以去除所述含硅废水中的固态硅粉颗粒；

调节池，所述调节池连接在所述初步沉淀池与所述电絮凝反应池之间，用于调节流量。

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