CN217757157U - 一种金属硅化物boe刻蚀废水零排放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，包括依次连接的废水收集池、高效集成反应沉淀池、酸碱调节缓冲池、砂滤器、炭滤器、过滤水箱、膜滤系统、膜滤水箱、保安过滤器、一级脱盐膜处理系统；所述一级脱盐膜处理系统的浓水出水端、杀菌还原水池、排放监测水池依次连接，所述一级脱盐膜处理系统的产水出水端、一级产水水箱、二级脱盐膜处理系统依次连接；所述二级脱盐膜处理系统的浓水出水端与膜滤水箱连接，所述二级脱盐膜处理系统的产水出水端与回用水箱连接。本实用新型适用于不同水质水量的废水，对污染物去除率高，废水回用效率高，废水排放量少；处理后的产水循环利用，既节约资源，又减少了污染物排放。

Description

一种金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置

技术领域

本实用新型涉及一种金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，属于废水处理工程技术领域。

背景技术

太阳能光伏能源作为绿色能源逐渐被广泛应用，但随之而来的是太阳能电池生产过程中产生的废水污染，其污染物成分复杂、浓度高，若不能达标排放，将产生不可逆的不良影响。

太阳能电池生产一般包括制绒、扩散制结、刻蚀、PECVD镀减反射膜、丝网印刷电极、烧结等过程，废水主要来自于制绒、刻蚀等环节的生产排水以及硅烷燃烧塔、氮氧排洗涤塔的排水，各环节产废性质各不相同。由于产能提升和产品升级需要，生产功能改进、技术更新，产生了含氟、含氨氮的金属硅化物刻蚀BOE废水。该废水主要来源于蚀刻剂，主要污染物为重金属离子，还有少量F^-、NH₃-N、悬浮物等。这部分金属硅化物BOE刻蚀废水直接外排将严重危害人类身体健康；处理得当，不仅可以使废水达标排放，还可以对废水进行回用，同时也可将废水中的有价金属回收利用。

传统的重金属废水处理方法包括：化学沉淀、氧化还原处理、蒸发浓缩法、离子交换法、吸附法、膜分离法、电化学法。单一方法均存在技术上的缺陷，并且由于该金属硅化物BOE 刻蚀废水中除了重金属离子，还含有F^-和NH₃-N，需考虑同步去除回用。其中，重点在于对工艺流程及工况的选择。

目前，重金属回收、脱氮、除氟都分别有各自的处理工艺，但是这些工艺单独进行会增加建设成本、需要额外添加多种化学药剂、消耗能源，经济效益低，因此需要寻求一种更加简单、清洁和高效的回用技术以满足废水回用的需求。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有金属硅化物BOE刻蚀废水在同步除氟脱氮的回用过程中建设成本高、需要额外添加多种化学药剂、能耗高、回收率低、回收水质差、运行成本高问题，提供了一种金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，对该股废水进行回收利用，回收效率高、去除效果好、便于操作，能经济稳定地长期运行。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，包括依次连接的废水收集池、高效集成反应沉淀池、酸碱调节缓冲池、砂滤器、炭滤器、过滤水箱、膜滤系统、膜滤水箱、保安过滤器、一级脱盐膜处理系统；所述一级脱盐膜处理系统的浓水出水端、杀菌还原水池、排放监测水池依次连接，所述一级脱盐膜处理系统的产水出水端、一级产水水箱、二级脱盐膜处理系统依次连接；所述二级脱盐膜处理系统的浓水出水端与膜滤水箱连接，所述二级脱盐膜处理系统的产水出水端与回用水箱连接。

优选的：所述一级脱盐膜处理系统为分段第一处理系统，上一段第一处理系统浓水出水口与下一段第一处理系统进水口相连，最终段第一处理系统的浓水通过所述一级脱盐膜处理系统的浓水出水端进入所述杀菌还原水池；各段第一处理系统的产水汇总后通过所述一级脱盐膜处理系统的产水出水端进入一级产水水箱，从而提高产水回用率。

优选的：所述一级脱盐膜处理系统浓水出水端通过蒸发结晶增压泵连接至蒸发结晶系统，蒸发结晶系统处理后的冷凝水回流至所述膜滤水箱，蒸发结晶系统处理后的结晶或废液委外处置，从而实现废水零排。

优选的：所述二级脱盐膜处理系统为分段第二处理系统，上一段第二处理系统浓水出水口与下一段第二处理系统进水口相连，最终段第二处理系统的浓水通过二级脱盐膜处理系统的浓水出水端进入膜滤水箱；各段第二处理系统的产水汇总后通过二级脱盐膜处理系统的产水出水端进入回用水箱，从而提高产水回用率。

优选的：所述二级脱盐膜处理系统产水端与所述回用水箱之间设置有依次连接的二级产水水箱、电除盐增压泵、连续电除盐装置，从而提高脱盐率。

优选的：所述高效集成反应沉淀池的排泥口连接有污泥处理系统；所述污泥处理系统包括依次连接的排泥泵、污泥储池、进泥泵、污泥压滤系统、污泥干化系统，所述污泥压滤系统的滤液出口连接至废水收集池。

优选的：所述高效集成反应沉淀池包括酸碱反应池、絮凝反应池、沉淀池、高效沉淀加药系统，所述酸碱反应池、絮凝反应池和沉淀池依次连接，所述高效沉淀加药系统设置于酸碱反应池、絮凝反应池上，所述酸碱反应池上设置有在线pH计一。所述高效沉淀加药系统投加的药剂包括碱液、除氟剂、重捕剂、铁盐絮凝剂。通过在线pH计一调控加药量，使所述酸碱调节缓冲池出水pH为8-9；所述酸碱加药系统投加的药剂包括HCl、H2SO4、NaOH、 KOH中的一种或多种

优选的：所述酸碱调节缓冲池上装有在线pH计二、酸碱加药系统；所述杀菌还原水池上装有杀菌加药系统；所述排放监测水池上装有在线监测仪器。所述在线监测仪器包括在线 pH计、在线氨氮检测仪、在线F-检测仪、在线COD检测仪、在线DO检测仪、在线TN检测仪等仪器中的一种或多种。

优选的：所述保安过滤器采用聚丙烯材质的PP滤芯，保安过滤器滤芯孔径为0.5-6微米，滤芯孔径优选用1微米或5微米。

优选的：所述膜滤系统为聚偏氟乙烯材质的外压式中空纤维膜滤系统；膜滤系统是一种压力驱动的净化工艺，可将颗粒物质与可溶性组分分离，采用聚偏氟乙烯材质的外压式中空纤维膜，公称孔径为0.03微米，使用压力为0.01～0.3MPa，适用pH为2～11，耐受温度为1～40℃，采用全流过滤模式。所述一级脱盐膜处理系统和二级脱盐膜处理系统采用卷式聚酰胺复合膜，公称孔径<1nm，使用压力为2～200MPa，适用pH为2～11，耐受温度为1～45℃。所述杀菌还原水池上装有杀菌加药系统，所述杀菌加药系统投加的药剂包括次氯酸化合物、次氯酸或能生产次氯酸的反应物。

本实用新型相比现有技术，具有以下有益效果：

1.本实用新型采用的高效集成反应沉淀池及加药系统可以同步去除重金属离子、F^-、悬浮物等污染，适用范围广，能适应不同水质水量的变化，占地面积小、投资少、运行成本低。

2.本实用新型可通过将一级脱盐膜处理系统设置为分段系统，从而提高废水回收率，适应不同水量的回用率要求，达到资源利用最大化。

3.本实用新型可通过在一级脱盐膜处理系统浓水出水端增设多效蒸发器，冷凝水回流，从而实现废水零排。

4.本实用新型可通过在二级脱盐膜处理系统产水端增设连续电除盐装置，以提高脱盐率，保障废水能稳定达到回用水水质要求。

5.本实用新型适用于不同水质水量的废水，可满足不同回用水水质水量要求，对污染物去除率高，废水回用效率高，废水排放量少；运行成本低、占地面积小、投资成本低，系统操作简便，运行稳定；处理后的产水循环利用，既节约资源，又减少了污染物排放。

附图说明

图1为本实用新型的工艺流程示意图。

图2为本实用新型中各工艺装置连接示意图。

图3为本实用新型中一级脱盐膜处理系统设置多段处理连接示意图。

图4为本实用新型中一级脱盐膜处理系统浓水出水端增设蒸发结晶装置连接示意图。

图5为本实用新型中二级脱盐膜处理系统产水出水端增设连续电除盐装置连接示意图。

其中，1、废水收集池；2、提升泵；3、高效集成反应沉淀池；4、酸碱调节缓冲池；5、过滤增压泵；6、砂滤器；7、炭滤器；8、过滤水箱；9、膜滤增压泵；10、膜滤系统；11、膜滤水箱；12、一级高压泵；13、保安过滤器；14、一级脱盐膜处理系统；15、一级产水水箱；16、二级高压泵；17、二级脱盐膜处理系统；18、回用水箱；19、回用提升泵；20、杀菌还原水池；21排放监测水池；22、污泥处理系统；23、酸碱反应池；24、絮凝反应池；25、沉淀池；261、在线pH计一；262、在线pH计二；27、高效沉淀加药系统；28、酸碱加药系统；29、杀菌加药系统；30、在线监测仪器；31、蒸发结晶增压泵；32、蒸发结晶系统； 33、连续电除盐系统；34电除盐增压泵；221、排泥泵；222、污泥储池；223、进泥泵；224、污泥压滤系统；225、污泥干化系统。

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。

实施例1

一种金属硅化物BOE刻蚀废水零排放系统，如图1-2所示，包括废水收集池1，所述废水收集池1出水端连接至提升泵2进水口，提升泵2出水口连接至高效集成反应沉淀池3进水端，高效集成反应沉淀池3出水端连接至酸碱调节缓冲池4进水端，酸碱调节缓冲池4出水端连接至过滤增压泵5进水口，过滤增压泵5出水口连接至砂滤器6进水端，砂滤器6出水端连接至炭滤器7进水端，炭滤器7出水端连接至过滤水箱8进水端，过滤水箱8出水端连接至膜滤增压泵9进水口，膜滤增压泵9出水口连接至膜滤系统10进水端，膜滤系统10 出水端连接至膜滤水箱11进水端，膜滤水箱11出水端连接至一级高压泵12进水口，一级高压泵12出水口连接至保安过滤器13进水端，保安过滤器13出水端连接至一级脱盐膜处理系统14进水端，一级脱盐膜处理系统14浓水出水端连接至杀菌还原水池20进水端，杀菌还原水池20出水端连接至排放监测水池21，一级脱盐膜处理系统14产水出水端连接至一级产水水箱15进水端，一级产水水箱15出水端连接至二级高压泵16进水口，二级高压泵16出水口连接至二级脱盐膜处理系统17进水端，二级脱盐膜处理系统17产水出水端连接至回用水箱18进水端，回用水箱18出水端安装有回用提升泵19，二级脱盐膜处理系统17浓水出水端连接至膜滤水箱11；

所述高效集成反应沉淀池3的排泥口连接至污泥处理系统22，所述污泥处理系统22包括排泥泵221、污泥储池222、进泥泵223、污泥压滤系统224、污泥干化系统225，所述高效集成反应沉淀池3的排泥口连接至排泥泵221进口，排泥泵221出口连接至污泥储池222进泥端，污泥储池222出泥端连接至进泥泵223进口，进泥泵223出口连接至污泥压滤系统224进泥端，污泥压滤系统224出泥后运送至污泥干化系统225，污泥压滤系统224滤液出口连接至废水收集池1。

所述高效集成反应沉淀池3包括酸碱反应池23、絮凝反应池24和沉淀池25，其中，酸碱反应池23、絮凝反应池24上装有在线pH计26和高效沉淀加药系统27；所述高效沉淀加药系统27投加的药剂包括NaOH、氯化钙、重捕剂、聚合氯化铝铁。

所述酸碱调节缓冲池4上装有在线pH计26、酸碱加药系统28，通过所述在线pH计26调控加药量，使所述酸碱调节缓冲池4出水pH为6～7；所述酸碱加药系统28投加的药剂为H₂SO₄、NaOH。

所述保安过滤器13采用聚丙烯材质的PP滤芯，滤芯孔径选用为5微米。

所述膜滤系统10是一种压力驱动的净化工艺，可将颗粒物质与可溶性组分分离，采用聚偏氟乙烯材质的外压式中空纤维膜，公称孔径为0.03微米，使用压力为0.01～0.3MPa，适用 pH为2～11，耐受温度为1～40℃，采用全流过滤模式。

所述一级脱盐膜处理系统14和所述二级脱盐膜处理系统17采用卷式聚酰胺复合膜，公称孔径为<1nm，使用压力为2～200MPa，适用pH为2～11，耐受温度为1～45℃。

所述杀菌还原水池20上装有杀菌加药系统29，所述杀菌加药系统29投加的药剂为次氯酸钠。

所述排放监测水池21上装有在线监测仪器30，所述在线监测仪器30包括在线pH计、在线氨氮检测仪、在线F^-检测仪、在线COD检测仪。

本实用新型的第一实施例的工作过程时这样实现的：金属硅化物BOE刻蚀废水进入所述废水收集池1后，通过所述提升泵2定量泵送至所述高效集成反应沉淀池3，通过所述高效沉淀加药系统27投加药剂，反应沉淀后自流至所述酸碱调节缓冲池4，通过所述酸碱加药系统28投加药剂，调节pH至8～9后废水通过所述过滤增压泵5依次泵至所述砂滤器6和炭滤器7，过滤后的废水自流至所述过滤水箱8，通过所述膜滤增压泵9泵送至膜滤处理系统10，出水自流至所述膜滤水箱11，所述膜滤水箱11出水通过所述一级高压泵12泵送至所述保安过滤器13、一级脱盐膜处理系统14，所述一级脱盐膜处理系统14浓水出水自流至杀菌还原池20，通过所述杀菌加药系统29投加药剂，杀菌后自流至所述排放监测水池21，所述一级脱盐膜处理系统14产水出水端自流至所述一级产水水箱15，一级产水通过所述二级高压泵 16泵送至所述二级脱盐膜处理系统17，所述二级脱盐膜处理系统17浓水回流至所述膜滤水箱11，所述二级脱盐膜处理系统17产水出水自流至所述回用水箱18，回用水通过所述回用提升泵19泵送至各回用点；

所述高效集成反应沉淀池3产生的污泥通过所述排泥泵221泵送至所述污泥储池222，所述污泥储池222中的污泥通过所述进泥泵223泵送至所述污泥压滤系统224，压成泥饼后运送至所述污泥干化系统225进行干化后委外处置，所述污泥压滤系统224滤液回流至所述废水收集池1。

某光伏行业金属硅化物刻蚀BOE废水，原水水量为50m³/h，原水水质为F^-为170mg/L，NH₃-N为60mg/L，Cu²⁺为20mg/L，自生产车间进入本实施例1，经本实施例1处理后，排放水水量为20m³/h，水质为F^-为18mg/L，NH₃-N为24mg/L，Cu²⁺为1.1mg/L；回用水水量为 30m³/h，水质为F^-为0.1mg/L，NH₃-N为1.6mg/L，Cu²⁺为0.1mg/L。

实施例2

如图3-5所示，本实用新型的第二实施例为了提高第一实施例中回用水的产水率及脱盐率、实现废水零排，将所述一级脱盐膜处理系统14可设置为分段系统，共分3段，上一段处理系统浓水出水口与下一段处理系统进水口相连，最终段浓水通过蒸发结晶增压泵31连接至蒸发结晶系统32，处理后的冷凝水回流至所述膜滤水箱11，结晶或废液委外处置，从而实现重金属废水零排；各段处理系统产水汇总后通过所述一级脱盐膜处理系统14产水出水端进入所述一级产水水箱15进行后续处理；在所述二级脱盐膜处理系统17产水端与所述回用水箱 18中间可增设连续电除盐系统33，所述二级脱盐膜处理系统17产水进入二级产水水箱34，通过电除盐增压泵35泵送至连续电除盐系统33，出水自流至回用水箱18，回用水通过所述回用提升泵19泵送至各回用点。

处理后，回用水水量为50m³/h，水质为F^-为0.9μg/L，NH₃-N为0.5mg/L，Cu²⁺为0.2μg/L，电阻率可达到18MΩ.cm，无排放水。

本实用新型适用于不同水质水量的废水，对污染物去除率高，废水回用效率高，废水排放量少；运行成本低、占地面积小、投资成本低，系统操作简便，运行稳定；处理后的产水循环利用，既节约资源，又减少了污染物排放。

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 (10)

1.一种金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，其特征在于：包括依次连接的废水收集池(1)、高效集成反应沉淀池(3)、酸碱调节缓冲池(4)、砂滤器(6)、炭滤器(7)、过滤水箱(8)、膜滤系统(10)、膜滤水箱(11)、保安过滤器(13)、一级脱盐膜处理系统(14)；所述一级脱盐膜处理系统(14)的浓水出水端、杀菌还原水池(20)、排放监测水池(21)依次连接，所述一级脱盐膜处理系统(14)的产水出水端、一级产水水箱(15)、二级脱盐膜处理系统(17)依次连接；所述二级脱盐膜处理系统(17)的浓水出水端与膜滤水箱(11)连接，所述二级脱盐膜处理系统(17)的产水出水端与回用水箱(18)连接。

2.根据权利要求1所述金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，其特征在于：所述一级脱盐膜处理系统(14)为分段第一处理系统，上一段第一处理系统浓水出水口与下一段第一处理系统进水口相连，最终段第一处理系统的浓水通过所述一级脱盐膜处理系统(14)的浓水出水端进入所述杀菌还原水池(20)；各段第一处理系统的产水汇总后通过所述一级脱盐膜处理系统(14)的产水出水端进入一级产水水箱(15)。

3.根据权利要求2所述金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，其特征在于：所述一级脱盐膜处理系统(14)浓水出水端通过蒸发结晶增压泵(31)连接至蒸发结晶系统(32)，蒸发结晶系统(32)处理后的冷凝水回流至所述膜滤水箱(11)，蒸发结晶系统(32)处理后的结晶或废液委外处置，从而实现废水零排。

4.根据权利要求3所述金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，其特征在于：所述二级脱盐膜处理系统(17)为分段第二处理系统，上一段第二处理系统浓水出水口与下一段第二处理系统进水口相连，最终段第二处理系统的浓水通过二级脱盐膜处理系统(17)的浓水出水端进入膜滤水箱(11)；各段第二处理系统的产水汇总后通过二级脱盐膜处理系统(17)的产水出水端进入回用水箱(18)。

5.根据权利要求4所述金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，其特征在于：所述二级脱盐膜处理系统(17)产水端与所述回用水箱(18)之间设置有依次连接的二级产水水箱(34)、电除盐增压泵(35)、连续电除盐装置(33)。

6.根据权利要求5所述金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，其特征在于：所述高效集成反应沉淀池(3)的排泥口连接有污泥处理系统(22)；所述污泥处理系统(22)包括依次连接的排泥泵(221)、污泥储池(222)、进泥泵(223)、污泥压滤系统(224)、污泥干化系统(225)，所述污泥压滤系统(224)的滤液出口连接至废水收集池(1)。

7.根据权利要求6所述金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，其特征在于：所述高效集成反应沉淀池(3)包括酸碱反应池(23)、絮凝反应池(24)、沉淀池(25)、高效沉淀加药系统(27)，所述酸碱反应池(23)、絮凝反应池(24)和沉淀池(25)依次连接，所述高效沉淀加药系统(27)设置于酸碱反应池(23)、絮凝反应池(24)上，所述酸碱反应池(23)上设置有在线pH计一(261)。

8.根据权利要求7所述金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，其特征在于：所述酸碱调节缓冲池(4)上装有在线pH计二(262)、酸碱加药系统(28)；所述杀菌还原水池(20)上装有杀菌加药系统(29)；所述排放监测水池(21)上装有在线监测仪器(30)。

9.根据权利要求8所述金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，其特征在于：所述保安过滤器(13)采用聚丙烯材质的PP滤芯，保安过滤器(13)滤芯孔径为0.5-6微米。

10.根据权利要求9所述金属硅化物BOE刻蚀废水零排放装置，其特征在于：所述膜滤系统(10)为聚偏氟乙烯材质的外压式中空纤维膜滤系统；所述一级脱盐膜处理系统(14)和二级脱盐膜处理系统(17)采用卷式聚酰胺复合膜，公称孔径<1nm，使用压力为2～200MPa，适用pH为2～11，耐受温度为1～45℃。

Images