CN216725947U - 一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，包括废水收集系统、投配系统、压滤系统、板框双槽系统以及滤液池，其中：所述废水收集系统包括废水收集池，所述投配系统包括投配池，所述压滤系统包括板框压滤机，所述板框双槽系统包括板框外槽、板框内槽，所述板框外槽、板框内槽设置于压滤机出液水嘴下方，所述板框外槽上设置有外槽回流管，所述外槽进水管与板框外槽进水口连通。本实用新型双槽结构简单实用、安装方便，优化控制方式，可实现精准加药，快速、准确排除板框滤布漏点，及时发现和排除压滤黒液，硅粉回收率高，滤液出水指标稳定，可排除压滤初期的浊液，能实现了资源最大化，环保和经济效益显著。

Description

一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种硅电池切片废水压滤黒液的预防和排除装置与系统，属于废水处理及资源回收领域。

背景技术

随着我国“碳中和、碳达峰”目标的提出，太阳能作为可再生新能源，光伏产业的发展备受关注，太阳能晶硅电池行业也迎来了前所未有的发展机遇。硅料经过铸锭炉产出硅锭，硅锭拉晶后再切割成型为硅片，硅片制成电池板及组装配件而形成整个产业链。

然而，在太阳能电池生产过程中的水污染问题依然存在，水处理中的资源回收也刻不容缓。切片废水产生在晶体硅切片工序，其中污染物主要是悬浮物、有机物、色度、酸碱等。目前切片废水前端处理的重点是去除色度和悬浮物，回收其中的硅粉。常规工艺是压滤，但在压滤初期往往出水带出很多硅粉，出现压滤黑液的情况，不得不增加回流再处理，虽然后期出水会慢慢变清，但增加了滤液回流泵，运行成本增高；还有一种方法是压滤前段加助滤剂，该方法无法精准控制加药量，反而往往投药量过多导致滤布堵塞，出水太慢，增加滤布清洗频次，处理效率降低；

另外，在压滤过程中，因人员操作不当而溅落滴漏，或板框滤布出现破损而渗漏，黒液难免会再出现，发现、排除和检修都需要时间，而黒液已进入滤液池，增加了后续处理的难度，也让硅粉资源悄悄溜走。另外，阶段性停运或检修都会增加更多人工成本，严重会导致停产，造成更大的经济损失。

目前，切片废水前端硅粉回收处理应用中，存在的主要问题是：压滤黒液频繁出现，黒液的发现和排除不及时，导致滤液出水指标不稳定，运行成本高，硅粉回收效率低，造成后段废水处理负荷高，最终不能达标排放。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种自动控制，精准加药，快速、准确定位黒液产生源头，无需滤液回流设备，晶硅回收率高，操作简单，运行费用低的硅电池切片废水压滤黒液处理装置。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，包括废水收集系统、投配系统、压滤系统、板框双槽系统以及滤液池，其中：

所述废水收集系统包括废水收集池，所述废水收集池上设置有废水进水管、废水出液口、回流进水口。

所述投配系统包括投配池，所述投配池上设置有投配池进水管、投料口、自来水进水管、投配出料管。

所述压滤系统包括板框压滤机，所述板框压滤机上设置有板框进液管、压滤机出液水嘴、外槽进水管、内槽进水管，所述投配出料管与板框进液管连通。所述投配出料管与废水收集池的出液口连通。所述投配出料管与废水收集池的废水出液口之间设置有板框进液泵。

所述板框双槽系统包括板框外槽、板框内槽，所述板框外槽、板框内槽设置于压滤机出液水嘴下方，所述板框外槽上设置有外槽回流管，所述外槽进水管与板框外槽进水口连通。所述板框内槽上设置有内槽回流管，所述内槽进水管与板框内槽进水口连通，所述外槽回流管与内槽回流管之间通过外槽回流阀连通。所述内槽回流管与废水收集池的回流进水口连通。

所述滤液池上设置有外槽出液管，所述外槽出液管与外槽回流管连通。

优选的：所述板框外槽为左右双槽设置，所述板框外槽的左槽设置有左侧外槽出液水嘴和左侧外槽接液管，所述板框外槽的右槽设置有右侧外槽出液水嘴和右侧外槽接液管。所述板框内槽为左右双槽设置，所述板框内槽的左槽设置有左侧内槽出液水嘴和左侧内槽接液管，所述板框内槽的右槽设置有右侧外槽出液水嘴和右侧内槽接液管。所述左侧外槽出液水嘴位于左侧外槽接液管的上方，左侧内槽出液水嘴位于左侧内槽接液管的上方。所述右侧外槽出液水嘴位于右侧外槽接液管的上方，右侧内槽出液水嘴位于右侧内槽接液管的上方。所述左侧内槽出液水嘴和右侧内槽出液水嘴接入板框内槽。所述左侧外槽接液管与右侧外槽接液管连通后与外槽出液管连通。所述左侧内槽接液管与右侧内槽接液管连通后与内槽回流管连通。

优选的：所述板框外槽设置有第一滑动盖板，所述板框内槽设置有第二滑动盖板。

优选的：所述投配池进水管上设置有投配池进水阀。

优选的：所述投配出料管设置有投配泵。

优选的：所述外槽回流管上设置有外槽浊度计。

优选的：所述外槽出液管上设置有外槽出液阀。

优选的：所述废水收集池设有雷达液位计，所述雷达液位计与板框进液泵联动控制。

本实用新型相比现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型的控制装置与系统通过对压滤机出液结构的改造，设置两侧双槽出液，双槽结构简单实用、安装方便，优化控制方式，可实现精准加药，快速、准确排除板框滤布漏点，及时发现和排除压滤黒液，硅粉回收率高，滤液出水指标稳定。系统操作简单，运行费用低。本装置与系统是一种可以有效预防和排除切片废水压滤黒液的处理系统，经系统处理后的压滤清液可排放或深度处理回用，压滤的污泥则作为硅资源回收。同时，该控制装置与系统也适用于其他工业废水的压滤处理，可排除压滤初期的浊液，也可及时监控和解决压滤过程中影响清液出流的各种问题。本控制装置与系统在水污染治理的同时，也能实现了资源最大化，环保和经济效益显著。

附图说明

图1为本实用新型的工艺图。

图2为双槽结构示意图。

附图标记说明：1、废水收集池，2、投配池，3、板框压滤机，4、板框外槽，5、板框内槽，6、滤液池，7、废水进水管，8、投配池进水管，9、投料口，10、自来水进水管，11、投配泵，12、投配出料管，13、板框进液泵，14、板框进液管，15、压滤机出液水嘴，16、外槽进水管，17、外槽浊度计，18、内槽进水管，19、投配池进水阀，20、外槽回流阀，21、外槽回流管，22、外槽出液阀，23、外槽出液管，24、内槽回流管，151、左侧外槽出液水嘴，152、左侧内槽出液水嘴，231、左侧外槽接液管，232、右侧外槽接液管，241、左侧内槽接液管，242、右侧内槽接液管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，包括废水收集系统、投配系统、压滤系统、板框双槽系统以及滤液池6，其中：

所述废水收集系统包括废水收集池1，所述废水收集池1上设置有废水进水管7、废水出液口、回流进水口。所述废水收集池1设有雷达液位计，所述雷达液位计与板框进液泵13联动控制。池内设置pH计和潜水搅拌机，投加10～15％的柠檬酸液调节pH，控制pH值在6.0～6.5；板框进液泵为渣浆泵。

所述投配系统包括投配池2，所述投配池2上设置有投配池进水管8、投料口9、自来水进水管10、投配出料管12。所述投配池进水管8上设置有投配池进水阀19。所述投配出料管12设置有投配泵11。所述的投配池配置浓度为30～40％的投配剂W，其中切片废水和自来水的投配比例为5～6:1，投配泵为气动隔膜泵。所述投配剂W的投加量为切片废水体积流量的0.3～1.5％，投配时间3～5min，投加量和投配时间的取值结合切片废水SS含量以及板框外槽出水浊度而定。所述投配池进水管上设置气动阀，与投配时间关联，自动控制该条管路的开关。

所述压滤系统包括板框压滤机3，所述板框压滤机3上设置有板框进液管14、压滤机出液水嘴15、外槽进水管16、内槽进水管18，所述投配出料管12与板框进液管14连通。所述投配出料管12与废水收集池1的出液口连通。所述投配出料管12与废水收集池1的废水出液口之间设置有板框进液泵13。

板框压滤机采用了两层水嘴出液的形式，分上下层，上层接入板框外槽，下层接入板框内槽。所述板框压滤机3的滤板底边外侧设置内外两条接液槽，内外槽宽度比为1:2，总宽900mm，所用材质为304不锈钢。板框水嘴出液管上装有手动球阀，其中板框内槽阀门常闭，外槽阀门常开。板框压滤机3采用高压隔膜板框压滤机，压力为1.2～1.6MPa，压滤后的污泥含固率高于50％。

所述板框双槽系统包括板框外槽4、板框内槽5，所述板框外槽4、板框内槽5设置于压滤机出液水嘴15下方，所述板框外槽4上设置有外槽回流管21，所述外槽进水管16与板框外槽4进水口连通。所述板框内槽5上设置有内槽回流管24，所述内槽进水管18与板框内槽5进水口连通，所述外槽回流管21与内槽回流管24之间通过外槽回流阀20连通。所述内槽回流管24与废水收集池1的回流进水口连通。所述外槽回流管21上设置有外槽浊度计17。

所述板框外槽4为左右双槽设置，所述板框外槽4的左槽设置有左侧外槽出液水嘴151和左侧外槽接液管231，所述板框外槽4的右槽设置有右侧外槽出液水嘴和右侧外槽接液管232。所述板框内槽5为左右双槽设置，所述板框内槽5的左槽设置有左侧内槽出液水嘴152和左侧内槽接液管241，所述板框内槽5的右槽设置有右侧外槽出液水嘴和右侧内槽接液管242。所述左侧外槽出液水嘴151位于左侧外槽接液管231的上方，左侧内槽出液水嘴152位于左侧内槽接液管241的上方。所述右侧外槽出液水嘴位于右侧外槽接液管232的上方，右侧内槽出液水嘴位于右侧内槽接液管242的上方。所述左侧内槽出液水嘴152和右侧内槽出液水嘴接入板框内槽5。所述左侧外槽接液管231与右侧外槽接液管232连通后与外槽出液管23连通。所述左侧内槽接液管241与右侧内槽接液管242连通后与内槽回流管24连通。

所述板框外槽4设置有第一滑动盖板，所述板框内槽5设置有第二滑动盖板。每块盖板长1m，每两块一组，分为上下层，可手自一体，控制下层盖板的移动开合。

所述板框内槽5与内槽回流管24连通后接入废水收集池1。所述板框外槽4通过外槽出液管23流入滤液池6。

所述板框外槽4、板框内槽5沿板框长度方向设置一定的坡度，起始端槽深为200mm，末端槽深250～300mm；双槽末端设置接液管，板框双侧接液管连通汇合，再与出液和回流管路连接。

所述滤液池6上设置有外槽出液管23，所述外槽出液管23与外槽回流管21连通。所述外槽出液管23上设置有外槽出液阀22。

一种硅电池切片废水压滤黒液处理工艺，包括6个程序段，切片废水经管道一路流入收集池进行匀质匀量，另一路进入投配池与投配剂混合调质。系统投配段则由投配泵将调质后的混合液打入板框进行初滤，而正常运行段则由收集池泵入板框进行压滤。通过高压隔膜板框压滤，废水中的硅粉等悬浮物被滤布拦截，形成硅泥被回收，清液则流入滤液池。本实用新型改进了板框清液出流控制方式，采用了板框双槽结构，外槽根据浊度值自动控制为正常运行出液或异常时回流，冲洗段控制为回流；内槽则为异常时的排查、应急、维修、冲洗段的黒液出水。本系统是一种可以有效预防和排除切片废水压滤黒液的处理系统，反应速度快，黒液排除效率高，自动化程度高，经系统处理后的压滤清液可排放或深度处理回用，压滤出的污泥含固量高，可作为硅资源回收，回收价值高且可一定程度上缓解硅资源的紧缺问题。同时，该控制装置与系统也可应用于其他工业废水的压滤处理，不但可以避免压滤初期的浊液，而且通过六大程序段的运行，可以及时监控和应对压滤过程中影响清液出流的各种异常情况。该系统适用范围广，操作简单，在水污染治理的同时，也实现了资源最大化，环境和社会经济意义突显。具体程序操作步骤如下：

①投配段：

开启投配管路进水阀门，启动投配系统，配置好浓度为30％～40％的投配剂W溶液后，开启投配泵，进行压滤机预过滤。该处理段，板框内槽出液水嘴关闭，外槽出液水嘴开启，且外槽出液阀开，回流阀关。投配段的板框内槽盖板全部关闭，外槽盖板全开。投配系统的启停与外槽浊度计值联动控制，程序控制原则如下：

SS<15000，NTU＜40，投加量取值0.3～0.5％，投加时间3min；

15000<SS<25000，NTU＜80，投加量取值0.5～1％，投加时间4min；

SS＞25000，NTU＜100，投加量取值1～1.5％，投加时间5min。

②运行段：

关闭投配系统，关停投配泵。根据废水调节池的pH计数值大小，自动控制柠檬酸投加计量泵的开停时间，保持池内pH值为6.0～6.5。开启板框进液泵，板框内槽出液水嘴关，外槽出液水嘴开，正常压滤出液，外槽浊度计正常显示值在60～80，此阶段外槽出液管阀打开，回流管阀关闭。运行段的板框内槽盖板全部关闭，外槽盖板全开。

③排查段：

当外槽浊度计的值NTU＞100，外槽出液阀自动关闭，外槽回流阀开启；人工排查压滤机出液水嘴，找出有问题的滤布，关闭该处上层外槽水嘴阀门，打开下层内槽水嘴阀门，同时，关闭上层水嘴对应的外槽盖板，打开下层水嘴对应的内槽盖板，可手动拉板或相应组盖板按钮箱自动操作。排查段，不合格压滤液和压滤黒液经内槽回流管回流到废水收集池。

④应急段：

排查结束后，压滤机有问题的个别滤布出黑液从内槽回流到收集池，大部分滤布正常出液到外槽，外槽浊度计恢复正常值后，外槽回流阀自动关闭，外槽出液阀打开，外槽出水到滤液池。

⑤维修段：

备好新滤布以替换有漏点的滤布，则进入维修段程序。更换滤布之前，先停止板框进液泵，将新换滤布的水嘴阀门切换到外槽开，内槽关。此阶段，可将双槽盖板全部打开，待双槽内水流净，观察底部积泥情况。

⑥冲洗段：

换好个别滤布后，排干双槽，观察槽内底，若有较多积泥，则进行冲洗段程序。板框内槽盖板正常运行为全闭，压滤过程中，难免会有滤布溅落的少量黒液或泥块被拦截在盖板上，冲洗阶段可针对各组盖板逐个冲洗，冲洗液流入内槽，回流到废水收集池。同时，用自来水冲洗双槽底部，关外槽出液阀，回流阀打开，排出冲洗黒液至收集池。

冲洗结束后，再进入运行段，再次打开板框进液泵，进行正常板框压滤和出泥出水。

①投配段；②运行段；③排查段；④应急段；⑤维修段；⑥冲洗段，其中③、④、⑤程序段可以实现压滤黒液的快速排查和排除，可单独从板框内槽5排出黒液至废水收集池1。②、③、④、⑤程序段的板框外槽4出液去向由外槽浊度计17的数值大小决定，即浊度值NTU＞100，自动控制外槽出液阀22关，外槽回流阀20开；NTU＜100，切换为出液阀开，回流阀关。

包头某项目切片废水处理工程，设计处理量4800m³/d，进水pH为7～9，硅粉含量2.5～3％，投配剂W溶质的主要成分为粒径在0.18～0.83mm的珍珠岩，粗中细粒径体积比为3：2：1；投配剂W渗透力强，孔隙率高达85％，对1-3μm的细小颗粒截留率为90％。该项目采用的滤布为N型，目数1200，与投配剂组合进行初滤5min后，较短时间内在滤布表面形成一层具有吸附架桥作用的过滤层，可滤除大部分1μm以下的颗粒，防止细小硅粉穿透滤布，有效预防了压滤黒液的产生。该项目采用的投配泵为2”气动隔膜泵，投加量为2m³/h。

正常运行两个月，出水浊度稳定在60-80，期间有一次异常报警，浊度超过100，按照排查程序操作，更换滤布一块，排除了压滤黒液。并将内槽盖板上的积泥，以及内外双槽的底部沉积硅粉冲洗清理，最大程度减少了硅资源的浪费。

该项目切片废水进水SS在25000mg/L以上，经过本系统处理后，切片废水滤液池的SS稳定在为100mg/L以下，硅粉回收率达到99.6％以上，且系统滤布清洗频次少，操作简单，运行效果稳定。

本发明的废水收集池1中SS浓度在12000-30000mg/L，经过本系统处理后，滤液池6的SS可降低至40～120mg/L，去除率99.5％以上。

以上所述仅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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，其特征在于：包括废水收集系统、投配系统、压滤系统、板框双槽系统以及滤液池(6)，其中：

所述废水收集系统包括废水收集池(1)，所述废水收集池(1)上设置有废水进水管(7)、废水出液口、回流进水口；

所述投配系统包括投配池(2)，所述投配池(2)上设置有投配池进水管(8)、投料口(9)、自来水进水管(10)、投配出料管(12)；

所述压滤系统包括板框压滤机(3)，所述板框压滤机(3)上设置有板框进液管(14)、压滤机出液水嘴(15)、外槽进水管(16)、内槽进水管(18)，所述投配出料管(12)与板框进液管(14)连通；所述投配出料管(12)与废水收集池(1)的出液口连通；所述投配出料管(12)与废水收集池(1)的废水出液口之间设置有板框进液泵(13)；

所述板框双槽系统包括板框外槽(4)、板框内槽(5)，所述板框外槽(4)、板框内槽(5)设置于压滤机出液水嘴(15)下方，所述板框外槽(4)上设置有外槽回流管(21)，所述外槽进水管(16)与板框外槽(4)进水口连通；所述板框内槽(5)上设置有内槽回流管(24)，所述内槽进水管(18)与板框内槽(5)进水口连通，所述外槽回流管(21)与内槽回流管(24)之间通过外槽回流阀(20)连通；所述内槽回流管(24)与废水收集池(1)的回流进水口连通；

所述滤液池(6)上设置有外槽出液管(23)，所述外槽出液管(23)与外槽回流管(21)连通。

2.根据权利要求1所述的一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，其特征在于：所述板框外槽(4)为左右双槽设置，所述板框外槽(4)的左槽设置有左侧外槽出液水嘴(151)和左侧外槽接液管(231)，所述板框外槽(4)的右槽设置有右侧外槽出液水嘴和右侧外槽接液管(232)；所述板框内槽(5)为左右双槽设置，所述板框内槽(5)的左槽设置有左侧内槽出液水嘴(152)和左侧内槽接液管(241)，所述板框内槽(5)的右槽设置有右侧外槽出液水嘴和右侧内槽接液管(242)；所述左侧外槽出液水嘴(151)位于左侧外槽接液管(231)的上方，左侧内槽出液水嘴(152)位于左侧内槽接液管(241)的上方；所述右侧外槽出液水嘴位于右侧外槽接液管(232)的上方，右侧内槽出液水嘴位于右侧内槽接液管(242)的上方；所述左侧内槽出液水嘴(152)和右侧内槽出液水嘴接入板框内槽(5)；所述左侧外槽接液管(231)与右侧外槽接液管(232)连通后与外槽出液管(23)连通；所述左侧内槽接液管(241)与右侧内槽接液管(242)连通后与内槽回流管(24)连通。

3.根据权利要求2所述的一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，其特征在于：所述板框外槽(4)设置有第一滑动盖板，所述板框内槽(5)设置有第二滑动盖板。

4.根据权利要求3所述的一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，其特征在于：所述投配池进水管(8)上设置有投配池进水阀(19)。

5.根据权利要求4所述的一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，其特征在于：所述投配出料管(12)设置有投配泵(11)。

6.根据权利要求5所述的一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，其特征在于：所述外槽回流管(21)上设置有外槽浊度计(17)。

7.根据权利要求6所述的一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，其特征在于：所述外槽出液管(23)上设置有外槽出液阀(22)。

8.根据权利要求7所述的一种硅电池切片废水压滤黒液处理装置，其特征在于：所述废水收集池(1)设有雷达液位计，所述雷达液位计与板框进液泵(13)联动控制。

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