膜法處理硅片廢水技術(shù)
近年來硅片行業(yè)發(fā)展迅速,但同時也產(chǎn)生大量的廢水,生產(chǎn)廢水主要來自多晶硅錠切片過程的清洗環(huán)節(jié)。含酸廢水產(chǎn)生于多晶硅錠用混合酸進(jìn)行表面處理后的清洗過程,由于表面處理是使用硝酸+氫氟酸的混合酸,因此清洗廢水中的主要污染為pH、氟化物和硝酸鹽。有機(jī)廢水產(chǎn)生于切片后的多晶硅片清洗過程,由于切片時需使用切削液(主要成份為聚乙二醇)和切割微粉(主要成份為碳化硅),因此清洗廢水中的主要污染物為CODCr和SS。
針對硅片污水水質(zhì)特點,可選用膜法技術(shù)來處理硅片廢水。
1膜技術(shù)簡介
膜分離技術(shù)是利用膜對混合物中各組份的選擇透過性能來分離、提純和濃縮目標(biāo)產(chǎn)物的新型分離技術(shù),膜分離過程是一種無相變、低能耗物理分離過程,具有高效、節(jié)能、無污染、操作方便和用途廣泛等特點,是當(dāng)代公認(rèn)的最先進(jìn)的化工分離技術(shù)之一。膜分離技術(shù)作為一種清潔生產(chǎn)工藝,在一定的條件下可替代或耦合傳統(tǒng)的蒸餾濃縮、高速離心分離、萃取、離子交換樹脂吸附、生化處理中沉降等工藝,膜分離技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域涉及電力、電子、化工醫(yī)藥、輕工、生物、食品飲料、市政、環(huán)保等行業(yè),應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大,是其它任何一種化工分離技術(shù)無法替代的,被國外稱為二十一世紀(jì)最有發(fā)展前途的十大高新技術(shù)之一。
2有機(jī)廢水處理
有機(jī)廢水產(chǎn)生于切片后的多晶硅片清洗過程,由于切片時需使用切削液(主要成份為聚乙二醇)和切割微粉(主要成份為碳化硅),因此清洗廢水中的主要污染物為聚乙二醇和碳化硅粉。采用膜處理技術(shù)可回收聚乙二醇和碳化硅粉,同時水可以回用。
含PEG約0.4%切削清洗水經(jīng)預(yù)處理和一級膜處理,分離出其中的碳化硅粉,清液去二級膜處理,二級膜的淡液即為純水,可以回用到硅片清洗工序;二級膜的濃液去三級膜進(jìn)一步處理得到含PEG約15%的溶液,該溶液經(jīng)純化去除雜質(zhì)后進(jìn)入多效蒸餾,得到99.5%的PEG,回用于切削工序。
以年產(chǎn)100MW硅片為例,每天產(chǎn)生450噸含PEG0.4%的廢水,可回收
99.5%PEG 1.8噸,價值18000元
純水 400噸,價值2000元
3綜合廢水回用
由于硅片表面處理時使用硝酸+氫氟酸的混合酸,因此綜合廢水中的主要污染為氟化物、硝酸鹽和鈣鹽。采用膜技術(shù)可以對上述廢水進(jìn)行回收,回用率大于70%。
工藝流程說明:
由于原廢水中的鈣離子、氟離子含量較高,需要進(jìn)行預(yù)處理降低其鈣離子、氟離子的含量。通過原水泵從原水池中取水后,在管道中投加碳酸鈉、氫氧化鈉去除水中的鈣離子使其變成碳酸鈣通過沉淀系統(tǒng)去除。經(jīng)過除鈣后的廢水進(jìn)入超濾系統(tǒng),超濾產(chǎn)水進(jìn)入進(jìn)入一級RO處理系統(tǒng),淡液進(jìn)入產(chǎn)水箱,濃水進(jìn)入二級RO系統(tǒng)進(jìn)一步回收水。反滲透系統(tǒng)的總體回收率控制在75%左右。
進(jìn)出水水質(zhì)如下:
名稱 |
氟離子( ppm ) |
鈣離子( ppm ) |
電導(dǎo)率(μ s/cm ) |
pH |
COD ( ppm ) |
進(jìn)水 |
8~11 |
200~250 |
3500~4500 |
6.5~7.5 |
100~200 |
產(chǎn)水 |
0 |
≤ 0.5 |
≤ 120 |
5.5~6.5 |
≤ 10 |
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