硅片切割污水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種硅片切割污水處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]晶硅片在切割完成后，硅片表面、機臺及零部件通常沾有的廢砂漿(主要為硅粉、碳化硅以及切割液)。據(jù)能源局公布2014年光伏發(fā)電統(tǒng)計信息，光伏發(fā)電累計裝機容量2805萬千瓦，因此在整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，每年需消耗大量的碳化硅和切割液，如不對其進行回收利用，一方面增加環(huán)境治理費用，一方面造成資源浪費。
[0003]面對該問題，現(xiàn)有技術(shù)主要對廢砂漿進行回收利用，而廢砂漿在收集時，不可能收集完全，會采用大量的水進行沖洗，沖洗后的污水中碳化硅以及切割液的含量均較低，一般直接排放到污水處理廠，通過絮凝去除ss懸浮物，生化處理去除廢水中有機物，其中的碳化硅以及切割液均得不到回收利用，而每年由此造成的損失也可達千萬計。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中回收廢砂漿的方法為:將收集得到的廢砂漿以一定比例進行兌水，一般需要控制較高的切割液濃度(質(zhì)量濃度大于15% )，在固液分離回收硅粉和碳化硅之后，液相直接蒸餾除水，回收切割液。如將該方法應(yīng)用于對污水中低濃度的硅粉、碳化硅以及切割液進行回收，會存在一些弊端:污水中切割液濃度較低時，直接對液相進行蒸餾除水，需要耗費大量的能源及時間，才能實現(xiàn)切割液的回收利用，由此大大增加了污水處理的成本，同時也造成能源的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種硅片切割污水處理方法。
[0006]—種硅片切割污水處理方法，所述污水包括硅粉、碳化硅和切割液，包括如下步驟:
[0007](I)將硅片切割后清洗步驟的污水預(yù)沉淀，回收所述硅粉和碳化硅，上層懸濁液進行固液分離，獲得液相；
[0008](2)檢測所述液相中聚乙二醇的濃度，當(dāng)聚乙二醇的質(zhì)量濃度小于3%時，液相直接回收作為中水循環(huán)用于硅片切割后的清洗步驟；
[0009](3)重復(fù)步驟⑴和(2)，直至檢測液相中聚乙二醇的質(zhì)量濃度為3-15%，將液相依次導(dǎo)入錳砂凈水罐和離子交換吸附系統(tǒng)(依次導(dǎo)入錳砂凈水罐和離子交換吸附系統(tǒng)，可快速顯著降低液相的電導(dǎo)率)，至檢測液相的電導(dǎo)率低于lOus/cm，采用納濾膜系統(tǒng)進行分離濃縮，得到不含切割液的清水，以及包含切割液的濃縮液，回收所述清水；
[0010](4)所述濃縮液進行蒸餾脫水，即收集得到切割液和蒸餾水，完成硅片切割污水處理。
[0011 ] 從固體相中分離硅粉和碳化硅的方法可采用現(xiàn)有的如旋流分離等技術(shù)實現(xiàn)。
[0012]在其中一個實施例中，步驟(3)所述聚乙二醇的質(zhì)量濃度為3-5%。
[0013]在其中一個實施例中，步驟(3)所述電導(dǎo)率低于3us/cm。
[0014]在其中一個實施例中，所述納濾膜系統(tǒng)的操作壓力為0.3-0.5Mpa。進一步對操作壓力進行控制，可優(yōu)化該過程中對切割液的分離濃縮效果。
[0015]在其中一個實施例中，所述納濾膜系統(tǒng)采用的納濾膜的截留分子量小于100。有效截留切割液中的有機物組分，達到更好的分離濃縮效果。
[0016]在其中一個實施例中，步驟(I)所述固液分離的方法為加入助濾劑后，采用板框壓濾，其中，所述助濾劑為重量比為(1-3):1的活性炭和硅藻土。采用該助濾劑，結(jié)合板框壓濾進行固液分離，可盡可能減少分離得到的液相中的雜質(zhì)，避免對后續(xù)的納濾膜分離濃縮步驟造成影響。
[0017]在其中一個實施例中，步驟(4)所述蒸餾脫水的方法為采用薄膜蒸發(fā)器蒸餾，操作條件為真空度20bar-100bar，溫度100_120°C。
[0018]本發(fā)明的原理及優(yōu)點如下:
[0019]本發(fā)明所述硅片切割污水處理方法，在污水的回收處理時，通過合理控制切割液濃度和電導(dǎo)率等參數(shù)，采用納濾膜系統(tǒng)實現(xiàn)低切割液濃度污水的濃縮分離，且在該過程中，減少耗能，降低成本。其原理如下:
[0020]本申請通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，對污水進行固液分離后，當(dāng)液相中聚乙二醇的質(zhì)量濃度(即切割液質(zhì)量濃度)小于3%時，可直接作為中水循環(huán)用于硅片切割的清洗，當(dāng)濃度超過3%后，水溶液粘度上升，不利于沖洗硅片表面砂漿。
[0021]當(dāng)液相中聚乙二醇的質(zhì)量濃度在循環(huán)清洗過程中不斷累積高于3%后，采用納濾膜系統(tǒng)對液相進行濃縮分離處理，先回收大部分的清水，減少液相中需要進行蒸餾去除的水量，以此在后續(xù)蒸餾除水的過程中，大大減少耗能，降低成本。
[0022]而在該過程中，本發(fā)明通過大量的實驗研究發(fā)現(xiàn)，針對切割液的分離濃縮，需要對液相中切割液濃度和電導(dǎo)率進行合理控制，否則無法對切割液進行很好的分離，導(dǎo)致分離獲得濃縮液中含水量依然較高，也就達不到減少耗能，降低成本的目的。
[0023]具體需要控制液相中聚乙二醇的質(zhì)量濃度低于15% (優(yōu)選為3-5% )，同時需調(diào)整電導(dǎo)率低于10us/cm，由此保證膜通量的最大化，減少離子的存在對納濾分離切割液過程造成影響，以此較為理想的對液相進行濃縮，減少濃縮液中的含水量，降低蒸餾脫水成本。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0025]本發(fā)明所述硅片切割污水處理方法，通過合理控制污水中切割液濃度和電導(dǎo)率等參數(shù)，采用納濾膜系統(tǒng)進行污水的濃縮分離，可實現(xiàn)切割液濃度較低的污水中切割液，以及硅粉和碳化硅的回收利用，同時，耗能少，成本低。
【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的硅片切割污水處理方法作進一步詳細的說明。
[0027]本發(fā)明實施例所述納濾膜裝置采用的納濾膜的截留分子量小于100。
[0028]本發(fā)明所述聚乙二醇質(zhì)量濃度的檢測方法為:通過建立聚乙二醇水溶液的COD標(biāo)準(zhǔn)曲線，實際生產(chǎn)檢測過程根據(jù)COD濃度標(biāo)定聚乙二醇的質(zhì)量濃度。
[0029]實施例1
[0030]本實施例一種硅片切割污水處理方法，包括如下步驟:
[0031]收集I噸的硅片切割后的清洗污水，沉淀12小時，回收固體相中的硅粉和碳化硅，收集上層廢水970kg，用隔膜栗打入攪拌罐，加入3kg活性炭，攪拌均勻I小時后，用隔膜栗栗入壓濾機采用板框壓濾實現(xiàn)固液分離；
[0032]收集壓濾后的廢水940kg，檢測廢水中的聚乙二醇質(zhì)量濃度為0.5%，將廢水循環(huán)用于清洗，并重復(fù)上述工作9次，至廢水中的聚乙二醇質(zhì)量濃度為4%，共收集廢水910kg ；
[0033]攪拌沉淀罐中硅粉和碳化硅粉，用壓濾機壓干，收集濾餅15kg，廢水50kg ;
[0034]共收集960kg聚乙二醇質(zhì)量濃度為3.9%的廢水，加入重量比為2:1的活性炭和硅藻土，通過板框壓濾獲得液相；
[0035]將液相導(dǎo)入錳砂凈水罐過濾，再經(jīng)過陰陽離子交換柱，直至液相的電導(dǎo)率下降至3us/cm ；
[0036]液相栗入納濾膜裝置，栗壓為0.4MPa，經(jīng)過納濾膜裝置后，收集清水670kg和濃縮液288kg，檢測濃縮液中聚乙二醇質(zhì)量濃度13% ;
[0037]將濃縮液栗入多效薄膜蒸發(fā)器蒸餾去除水分(真空度70bar，溫度110°C )，獲得滿足產(chǎn)品要求的切割液