一种硅片清洗污水的处理方法与流程

1.本技术涉及污水处理技术领域，具体地讲，涉及一种硅片清洗污水的处理方法。


背景技术：

2.光伏行业中，在硅片生产加工过程中，对切割完的硅片要经过多级清洗，去除附着在硅片表面的砂浆、油污、灰尘等附着物，以满足后道工序的加工工艺要求，由此产生了硅片清洗污水。目前，对于硅片清洗污水并没有很好的处理方法。


技术实现要素：

3.鉴于背景技术中存在的问题，本技术提供一种硅片清洗污水的处理方法。
4.本技术提供的硅片清洗污水的处理方法，包括如下步骤：向硅片清洗污水中加入酸液，调节所述硅片清洗污水的ph值至4~6；向硅片清洗污水中加入硅片切割污水，调节所述硅片清洗污水的悬浮物浓度；对ph值与悬浮物浓度调节后的硅片清洗污水进行压滤，收集压滤所得的固相；向压滤所得的滤液中加入碱液，调节所述滤液的ph值至7~8；对ph值调节后的滤液进行生化处理。
5.相对于现有技术而言，本技术在将硅片清洗污水排入环保污水处理系统进行生化处理之前，增加了包括ph值调节、悬浮物浓度调节以及压滤在内的一系列处理步骤。在本技术的实施方式中，利用酸液将硅片清洗污水的ph值（约为9~12左右）调节至4~6。一方面，硅片清洗污水中所含有的硅酸钠水玻璃粘度较大，容易在压滤过程中对滤布造成堵塞；另一方面，硅片清洗污水中悬浮物的分散性较大，较难形成滤饼层，也增加了压滤的难度；此外，在压滤过程中，当污水的ph值大于6时，由于污水中所含的硅粉具有较大的比表面积，容易与oh
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发生剧烈的放热化学反应，可能造成自燃，引发安全隐患。调节后的ph值环境可降低污水中的硅酸钠水玻璃的粘度，防止其在压滤过程中堵塞滤布；同时也有助于降低污水中悬浮物的分散性，提升压滤效率；也能避免安全隐患。此外，在本技术的实施方式中，还向硅片清洗污水中加入硅片切割污水，从而增加了污水中的悬浮物浓度，使得悬浮物在压滤过程中更易形成滤饼，提高压滤效率，也同时实现了对硅片切割污水中经济物质硅粉的回收。
6.因此，在本技术的实施方式中，不但安全高效地实现了对硅片清洗污水、硅片切割污水中的经济物质硅粉的回收，增加了效益；还使得经处理后的污水中的悬浮物浓度显著降低，提高了后续进行生化处理的效率，基本消除了可对环境产生二次污染的污泥的产生。
具体实施方式
7.下面将对本技术技术方案的实施方式进行详细的描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本文中提及“实施方式”意味着，结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不
一定均是指相同的实施方式，也不是与其它实施方式互斥的独立的或备选的实施方式。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。
8.在本技术的部分实施方式中，提供了一种硅片清洗污水的处理方法，包括如下步骤：向硅片清洗污水中加入酸液，调节所述硅片清洗污水的ph值至4~6；向硅片清洗污水中加入硅片切割污水，调节所述硅片清洗污水的悬浮物浓度；对ph值与悬浮物浓度调节后的硅片清洗污水进行压滤，收集压滤所得的固相；向压滤所得的滤液中加入碱液，调节所述滤液的ph值至7~8；对ph值调节后的滤液进行生化处理。
9.在上述实施方式中，利用酸液将硅片清洗污水的ph值（约为9~12左右）调节至4~6。一方面，硅片清洗污水中所含有的硅酸钠水玻璃粘度较大，容易在压滤过程中对滤布造成堵塞；另一方面，硅片清洗污水中悬浮物的分散性较大，也会增加压滤的难度；此外，在压滤过程中，当污水的ph值大于6时，由于污水中所含的硅粉具有较大的比表面积，容易与oh
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发生剧烈的放热化学反应，可能造成自燃，引发安全隐患。调节后的ph值环境可降低污水中的硅酸钠水玻璃的粘度，防止其在压滤过程中堵塞滤布；同时也有助于降低污水中悬浮物的分散性，提升压滤效率，也能避免安全隐患。
10.此外，在上述实施方式中，还向压滤前的硅片清洗污水中加入硅片切割污水，从而增加了污水中的悬浮物浓度，使其在压滤过程中更易形成滤饼，提高压滤效率，也同时实现了对硅片切割污水中经济物质硅粉的回收。
11.因此，在上述实施方式中，不但安全高效地实现了对硅片清洗污水、硅片切割污水中的经济物质硅粉的回收，增加了效益；还使得经处理后的污水中的悬浮物浓度显著降低，提高了后续进行生化处理的效率，基本消除了可对环境造成二次污染的污泥的产生。
12.本技术的部分实施方式中，在向硅片清洗污水中加入酸液的步骤中，所述酸液选自盐酸或硫酸。使用盐酸或硫酸调节所述硅片清洗污水的ph值，避免了向污水中引入后续可影响生化处理的杂质离子。
13.本技术的部分实施方式中，在向所述硅片清洗污水中加入硅片切割污水的步骤中，调节所述硅片清洗污水的悬浮物浓度至1000~3000mg/l。一般来说，硅片清洗污水的原始悬浮物浓度约为700mg/l左右，在实际的工业化流程中，由于管道内清水的混入，硅片清洗污水的悬浮物浓度可能下降到300~400mg/l。本技术通过硅片切割污水的加入，使硅片清洗污水的悬浮物浓度上升至1000~3000mg/l，使其在压滤过程中更易形成滤饼，不但显著提高了压滤效率，还实现了对硅片切割污水中经济物质硅粉的高效回收。
14.本技术的部分实施方式中，所述硅片清洗污水包含硅粉、杂质和水；所述杂质包含二氧化硅、硅酸钠胶体、塑料残渣、环氧树脂与胺类固化剂形成的聚合物中的至少一种。
15.本技术的部分实施方式中，所述向硅片清洗污水中加入的硅片切割污水包含硅粉、表面活性剂和水；所述硅片切割污水的ph值为4~7，使用硅片切割污水增加硅片清洗污水中的悬浮物，不对硅片清洗污水的酸碱度产生影响。
16.本技术的部分实施方式中，在所述压滤步骤前，向所述ph值与悬浮物浓度调节后的硅片清洗污水中加入纤维素助滤剂。向压滤前的污水中添加纤维素助滤剂，有助于在压滤过程中滤饼的形成，提升滤饼的刚性，提高压滤效率，并进一步降低滤液的浊度。
17.本技术的部分实施方式中，当所述滤液的浊度高于100ntu或当单台压滤机的压滤
效率低于12立方米/小时，向所述ph值与悬浮物浓度调节后的硅片清洗污水中加入纤维素助滤剂。其中，ntu为浊度单位，用浊度来体现污水中的悬浮物浓度。压滤效率是指：压滤机对ph值与悬浮物浓度调节后的硅片清洗污水进行压滤时，单台压滤机每小时完成压滤的污水的体积量。在本技术的实施方式中，压滤机的规格为压滤面积150平方米。
18.本技术的部分实施方式中，所述压滤步骤中使用的滤布为高强度涤纶材料。在本技术部分实施方式中，所述压滤步骤中使用的滤布的透气率为4~6（l/m2·
s），其中，透气率是指：每秒内通过一平方米面积织物的空气体积，可使用常规的透气度测量仪检测得到。
19.本技术的部分实施方式中，在向压滤所得的滤液中加入碱液的步骤中，所述碱液选自氢氧化钠或氢氧化钾。使用氢氧化钠或氢氧化钾调节所述滤液的ph值，避免了向滤液中引入后续可影响生化处理的离子。
20.本技术的部分实施方式中，对所述滤液进行的生化处理包括如下处理步骤中的至少一个：水解酸化及厌氧处理：将所述滤液中的高分子有机物分解为小分子有机物；好氧处理：利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧环境下进行有氧呼吸，将所述滤液中的小分子有机物分解为无机物；沉淀处理：在辐流池中，利用物理沉淀去除所述滤液中的悬浮物；气浮处理：利用气浮机产生的小气泡或微小气泡，使所述滤液中的杂质浮出水面，去除所述滤液中的悬浮物及胶状物；曝气处理：在曝气生物滤池中，对所述滤液进行曝气处理，去除所述滤液中的悬浮物、cod（化学需氧量）、bod（生化需氧量）、氮、磷、aox（可吸收有机物卤化物）中的一种或几种。
21.以下结合具体实施例进一步说明本技术的优势。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。
22.实施例1~实施例13（1）向硅片清洗污水中加入酸液，调节所述硅片清洗污水的ph值；（2）向硅片清洗污水中加入硅片切割污水，调节所述硅片清洗污水的悬浮物浓度；（3）对ph值与悬浮物浓度调节后的硅片清洗污水进行压滤，收集压滤所得的固相；（4）向压滤所得的滤液中加入碱液，调节所述滤液的ph值；（5）对ph值调节后的滤液进行生化处理。
23.对比例1与实施例3的区别之处仅在于：对比例1在压滤前既未向硅片清洗污水中加入酸液、也未向硅片清洗污水中加入硅片切割污水。其余步骤与实施例3相同。
24.对比例2与实施例3的区别之处仅在于：对比例2在压滤前未向硅片清洗污水中加入酸液。其余步骤与实施例3相同。
25.对比例3与实施例3的区别之处仅在于：对比例3在压滤前未向硅片清洗污水中加入硅片切割污水。其余步骤与实施例3相同。
26.对实施例1~实施例13、对比例1~对比例3进行如下压滤效果检测。
27.滤液的浊度检测：滤液的浊度采用本领域实验用常规仪器分光光度计进行检测，检测方法为本领域内常规使用的分光光度法：使用六次甲基四胺与硫酸肼聚合，形成不溶于水的大分子盐类混悬液，以此作为浊度标准溶液，与待测水样浊度相比较，得到待测水样的浊度。
28.压滤效率检测：压滤效率是为：压滤面积为150平方米的压滤机对ph值与悬浮物浓度调节后的硅
片清洗污水进行压滤时，单台压滤机每小时完成压滤的污水体积量。
29.实施例1~实施例13、对比例1~对比例3的相关工艺参数和压滤效果检测数据如表1所示。
30.表1从表1中各实施例和对比例的效果检测数据可知，相对于对比例1~对比例3，实施例1~实施例13在压滤步骤前不但利用酸液将硅片清洗污水的ph值调节至4~6，还向硅片清洗污水中加入硅片切割污水，对硅片清洗污水的ph值与悬浮物浓度进行调节之后再进行压滤步骤，从而显著提高了压滤效率、降低了滤液的浊度，同时实现了对硅片清洗污水和硅片切割污水中的硅粉的回收。
31.对比例1在压滤前既未向硅片清洗污水中加入酸液调节ph值、也未向硅片清洗污水中加入硅片切割污水调节悬浮物浓度，硅片清洗污水中的硅酸钠水玻璃粘度较大，极易在压滤过程中对滤布造成堵塞；硅片清洗污水中的悬浮物的分散性较大，不易形成滤饼，且存在安全隐患，无法实施压滤步骤。对比例2虽然在压滤前向硅片清洗污水中加入了硅片切割污水，使硅片清洗污水的悬浮物浓度有所提高，但未对硅片清洗污水进行ph值的调节，因而对比例2依然没有解决由于硅酸钠水玻璃粘度大造成的在压滤过程中堵塞滤布、以及硅片清洗污水中悬浮物的分散性大的问题，压滤效率极低，部分污水直接通过滤布，滤液浊度很高。对比例3虽然利用酸液对硅片清洗污水的ph值进行了调节，但其在压滤前未向硅片清洗污水中加入硅片切割污水，硅片清洗污水中的悬浮物浓度较低，在压滤过程中不易形成滤饼，对比例3依旧存在压滤效率极低的问题。
32.由此可见，相对于对比例，本技术的实施方式可获得显著的有益效果，不但以较高效率的压滤操作实现了对硅片清洗污水、硅片切割污水中的经济物质硅粉的回收，增加了效益；还使得经处理后的污水中的悬浮物浓度显著降低，提高了后续进行生化处理的效率。
33.此外，实施例1~实施例5还示出了在向硅片清洗污水中加入硅片切割污水的步骤中，对硅片清洗污水中悬浮物浓度的调节范围对滤液浊度和压滤效率的影响。通过硅片切割污水的加入，调节硅片清洗污水的悬浮物浓度至1000~3000mg/l，使其在压滤过程中更易形成滤饼，更有利于压滤效率的提高。
34.实施例3、实施例6示出了使用纤维素助滤剂对压滤效果的影响。向压滤前的污水中添加纤维素助滤剂，有助于在压滤过程中滤饼的形成、提升滤饼的刚性，提高压滤效率，并进一步降低滤液的浊度。
35.实施例7~实施例10示出了压滤步骤中使用的滤布的透气率对压滤效果的影响。当压滤步骤中使用的滤布的透气率为4~6（l/m2·
s）时，滤布的透过性较为适宜，滤液具有较低浊度、压滤效率也较高。
36.实施例11~实施例13示出了使用硫酸替代盐酸调节硅片清洗污水ph值、或使用氢氧化钾替代氢氧化钠调节滤液ph值的例子，这些例子同样能以较高的压滤效率实现对硅片清洗污水、硅片切割污水中的硅粉的回收，同时使得经处理后的污水中的悬浮物浓度显著降低，利于后续的生化处理。
37.根据上述说明书的揭示和教导，本领域技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本技术并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本技术的一些修改和变更也应当落入本技术的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本技术构成任何限制。