揚中含氯離子廢水處理裝置/遠程管理

晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，其處理步驟為：A.對聚集在水池內的高含氯離子廢水進行預處理，得到澄清度和pH值達標的氯化鈉溶液和沉淀;B.將氯化鈉溶液進行濃縮，得到40%~50%的氯化鈉濃縮液及50%~60%的回用水，并將沉淀進行過濾;C.將氯化鈉濃縮液進行蒸發(fā)結晶得到氯化鈉固液混合物;D.將含有結晶體的氯化鈉固液混合物進行過濾和吹干得到純度較高的氯化鈉鹽。本發(fā)明采用先濃縮后蒸發(fā)的工藝，將廢水變廢為寶，盡可能回用，節(jié)約水資源，且能產生高品質的氯化鈉固體鹽，而且相對成本降低，節(jié)省蒸汽用量、電能等。

　　1.多晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，其特征在于處理步驟為：

　　A.對聚集在水池內的高含氯離子廢水進行預處理得到澄清度和pH值達標的氯化鈉溶液和沉淀，具體指標為SS<25mg/l，pH在6~9;

　　B.將步驟A得到的氯化鈉溶液進行濃縮，得到40%~50%的氯化鈉濃縮液及50%~60%的回用水;并將沉淀進行過濾，過濾后得到餅狀的廢渣;

　　C.將步驟B得到的氯化鈉濃縮液進行蒸發(fā)，當有晶體析出時將飽和氯化鈉溶液進行冷卻結晶得到氯化鈉固液混合物;

　　D.將步驟C得到的含有結晶體的氯化鈉固液混合物進行過濾和吹干，過濾出氯化鈉晶體顆粒，形成氯化鈉鹽，濾液再循環(huán)蒸發(fā)。

　　2.根據權利要求1所述的多晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，其特征在于：所述預處理是指：當水池內的高含氯離子廢水為酸性時，首先在高含氯離子廢水中加入濃度為30%~32%的堿液進行中和處理，加入量由堿液計量泵和pH計進行聯鎖控制，確保廢水中和后的pH值在6~9;當水池內的高含氯離子廢水為堿性時，首先在高含氯離子廢水中加入濃度為30%~32%的鹽酸進行中和處理，加入量由鹽酸計量泵和pH計進行聯鎖控制，確保廢水中和后的pH值在6~9;

　　將高含氯離子廢水的pH值調至中性后，加入聚合氯化鋁混凝劑使高含氯離子廢水中的懸浮顆粒形成礬花，再加入聚丙烯酰胺絮凝劑使高含氯離子廢水中的礬花凝結成更大的塊狀沉淀;最后將凝結有塊狀沉淀的高含氯離子廢水置于沉淀槽中進行靜置沉淀，使上清液和沉淀進行分離，得到澄清度SS<25mg/l和pH值在6~9的氯化鈉溶液。

　　3.根據權利要求2所述的多晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，其特征在于：加入的聚合氯化鋁混凝劑濃度為9%~12%，加入量為：1m3高含氯離子廢水加入10%的聚合氯化鋁4L的比例。

　　4.根據權利要求2所述的多晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，其特征在于：加入的聚丙烯酰胺絮凝劑為白色粉末狀物質，陰離子型，分子量800萬以上，加入清水配制成濃度為0.08%~0.12%的溶液，加入量為：1m3高含氯離子廢水加入配制濃度為0.1%的聚丙烯酰胺絮凝劑2L。

　　5.根據權利要求1所述的多晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，其特征在于：步驟B中所述濃縮采用反滲透方法，將氯化鈉溶液通過反滲透膜，水透過反滲透膜成為純水，即回用水。

　　6.根據權利要求1或5所述的多晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟B中對沉淀進行過濾時是通過板框壓濾機過濾;在過濾前的污泥是加入有輔助性的助濾劑，加入量為：1m3氯化鈉濃縮液加入4L的濃度為10%的聚合氯化鋁和1m3氯化鈉濃縮液加入2L的濃度為0.1%的聚丙烯酰胺絮凝劑溶液。

　　7.根據權利要求1所述的多晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，其特征在于：步驟C中所述蒸發(fā)是將氯化鈉濃縮液通入蒸發(fā)器中，當有晶體析出時將飽和氯化鈉溶液輸送至結晶槽，通入循環(huán)冷卻水進行冷卻結晶。

　　8.根據權利要求7所述的多晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，其特征在于：在蒸發(fā)的過程中，蒸發(fā)器內氣壓為：-90KPa~-98 KPa，蒸發(fā)器內物料溫度為：27~40℃，采用強制循環(huán)蒸發(fā)，循環(huán)泵出口不定時取樣發(fā)現有結晶體析出時，將飽和溶液輸送至結晶槽進行冷卻結晶。

　揚中含氯離子廢水處理裝置/遠程管理

　　在多晶硅過程中會產生含氯離子的廢水。目前多晶硅行業(yè)中，對于含氯離子廢水的處理主要有以下幾種工藝路線：

　　1、對多晶硅生產中產生的尾氣及殘液采用一定濃度的石灰乳液作為噴淋液進行淋洗，從而產生大量高濃度的含有氯化鈣的廢水。對該廢水的處理首先是進入板框壓濾機進行初次過濾，濾液再通過加入石灰乳液或鹽酸調節(jié)pH值至中性，之后再次進入板框壓濾機進行過濾，得到澄清的濾液后直接排放。

　　2、對多晶硅生產中產生的尾氣及殘液采用一定濃度的石灰乳液作為噴淋液進行淋洗，從而產生大量高濃度的含有氯化鈣的廢水。對該廢水的處理首先是進入板框壓濾機進行初次過濾，濾液再通過加入石灰乳液或鹽酸調節(jié)pH值至中性，之后再次進入板框壓濾機進行過濾，得到澄清的濾液進入三效蒸發(fā)系統進行蒸發(fā)析出氯化鈣晶體，再烘干。

　　3、對多晶硅生產中產生的尾氣及殘液采用一定濃度的氫氧化鈉溶液作為噴淋液進行淋洗，從而產生大量高濃度的含有氯化鈉的廢水。對該廢水的處理首先通過加入氫氧化鈉溶液或鹽酸調節(jié)pH值至中性，加入聚合氯化鋁混凝劑和聚丙烯酰胺絮凝劑，之后清液和沉淀分離，得到澄清度和pH值達標的氯化鈉溶液，直接排放。

　　4、對多晶硅生產中產生的尾氣及殘液采用一定濃度的氫氧化鈉溶液作為噴淋液進行淋洗，從而產生大量高濃度的含有氯化鈉的廢水。對該廢水的處理首先通過加入氫氧化鈉溶液或鹽酸調節(jié)pH值至中性，加入聚合氯化鋁混凝劑和聚丙烯酰胺絮凝劑，之后清液和沉淀分離，得到澄清度和pH值達標的氯化鈉溶液進入薄膜蒸發(fā)器進行蒸發(fā)結晶處理，最后得到氯化鈉晶體。

　　上述四種工藝路線各自存在相應的問題。

　　1、第一種工藝存在的問題主要有：

　　① 對壓濾機的損壞較大;

　?、?電能消耗較大;

　　③ 具有較大的環(huán)保風險。

　　其原因主要是：原廢水可能存在酸堿性，直接進入板框壓濾機會造成濾布和濾板的腐蝕;反復壓濾，消耗能源;高含氯離子廢水直接排放影響環(huán)境。

　　2、第二種工藝存在的問題主要有：

　　① 對壓濾機的損壞較大;

　?、?能耗大，成本高。

　　其原因主要是：原廢水可能存在酸堿性，直接進入板框壓濾機會造成濾布和濾板的腐蝕;反復壓濾且蒸發(fā)結晶后續(xù)設備多，能耗大。

　　3、第三種工藝存在的問題主要有：

　?、?能耗大，成本較高;

　?、?具有較大的環(huán)保風險。

　　其原因主要是： 將低濃度含鹽廢水反復蒸發(fā)直至結晶，消耗較大能量;高含氯離子廢水直接排放影響環(huán)境。

　　4、第四種工藝存在的問題主要有：

　　① 能耗大，成本較高。

　　其原因主要是： 反復蒸發(fā)直至結晶，消耗能量較大。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明為解決上述技術問題，提供了在多晶硅生產中，一種處理高含氯廢水的方法，能使處理后的廢水能盡可能的回用或達標外排，并產生高品質的副產物-氯化鈉鹽。

　　本發(fā)明的技術方案如下：

　　多晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，其特征在于處理步驟為：

　　A.對聚集在水池內的高含氯離子廢水進行預處理得到澄清度和pH值達標的氯化鈉溶液和沉淀;具體指標為SS<25mg/l，pH在6~9。

　　B.將步驟A得到的氯化鈉溶液進行濃縮，使氯化鈉溶液的濃度成倍的提升，得到40%~50%的氯化鈉濃縮液，50%~60%的回用水;并將沉淀進行過濾，過濾后得到餅狀的廢渣，主要成分為二氧化硅、硅酸鈉、偏硅酸鈉、氯化鈉等;

　　C.將步驟B得到的氯化鈉濃縮液進行蒸發(fā)，當有晶體析出時將飽和氯化鈉溶液進行冷卻結晶得到氯化鈉固液混合物;

　　D.將步驟C得到的含有結晶體的氯化鈉固液混合物進行過濾和吹干，過濾出氯化鈉晶體顆粒，形成氯化鈉鹽，濾液再循環(huán)蒸發(fā)。

　　所述預處理是指：首先在高含氯離子廢水中加入鹽酸、堿液將廢水調節(jié)至中性。具體控制為：若高含氯離子廢水為酸性，則首先在高含氯離子廢水中加入濃度為32%的堿液進行中和處理，加入量由堿液計量泵和pH計進行聯鎖控制，確保廢水中和后的pH值在6~9;若高含氯離子廢水為堿性，則首先在高含氯離子廢水中加入濃度為30%的鹽酸進行中和處理，加入量由鹽酸計量泵和pH計進行聯鎖控制，確保廢水中和后的pH值在6~9。在此反應過程中，對環(huán)境溫度和氣壓沒有特殊要求，常溫、常壓即可。通過上述措施，將高含氯離子廢水的pH值調至中性，之后加入濃度為10%聚合氯化鋁混凝劑(加入量控制在1m3高含氯離子廢水加入10%的PAC 4L的比例)使高含氯離子廢水中的懸浮顆粒形成礬花，再加入濃度為0.1%聚丙烯酰胺絮凝劑(加入量控制在1m3高含氯離子廢水加入0.1%的PAM溶液 2L的比例)使高含氯離子廢水中的礬花凝結成更大的塊狀沉淀;最后將凝結有塊狀沉淀的高含氯離子廢水置于沉淀槽中進行靜置沉淀，使清液和沉淀進行分離，得到澄清度SS<25mg/l和pH值在6~9的氯化鈉溶液。

　　步驟B中所述濃縮是采用反滲透技術，反滲透技術是目前較先進和有效的除鹽技術。反滲透是采用膜法分離的水處理技術，其原理是在壓力作用下，水透過反滲透膜成為純水;水中的雜質被反滲透膜截留并被濃水帶出。利用反滲透技術可以有效地去除水中的無機鹽類離子、膠體、細菌、病毒、細菌內毒素和大部分有機物等雜志。反滲透系統除鹽率一般為95～99%。一級反滲透設備出水電阻率一般在0.05～0.5MΩ·cm之間。二級反滲透設備出水水質電導率一般在2～5μS/cm。在步驟B中，就是將氯化鈉溶液通過反滲透膜，進入反滲透膜的氯化鈉濃縮液的含鹽濃度大致在7.0%~9.5%wt。

　　反滲透技術基本上是屬于物理方法，它的除鹽過程在諸多方面具有傳統水處理方法所沒有的優(yōu)異特點：

　　a反滲透是在室溫條件下，采用無相變的物理方法得以使水淡化、純化;

　　b水的處理僅依靠水的壓力作為推動力，其能耗在許多處理方法中;

　　c不用大量的化學劑和酸堿再生處理;

　　d無化學廢液排放，無廢酸堿的中和處理，無環(huán)境污染;

　　e系統簡單，操作方便，產品水水質穩(wěn)定;

　　f適應于較大范圍的原水水質，既適用于苦咸水、海水以至污水的處理，又適應于低含鹽量的淡水處理;

　　g節(jié)省占地面積;

　　h運行維護和設備維修工作量極少。

　　所述步驟B中對沉淀進行過濾時是用泵輸送至專門槽體，然后通過壓濾機過濾;在過濾前的污泥中加入有輔助性的粉粒狀的助濾劑(加入量為1m3氯化鈉濃縮液加入10%的PAC 4L的比例和1m3氯化鈉濃縮液加入0.1%的PAM 溶液2L的比例。通過加入助濾劑，能提高過濾速率或得到高度澄清的濾液，可以降低過濾阻力，能防止濾渣堆積過于密實，使過濾順利進行;還可以使沉淀中的懸浮物沉降速率會加快;形成的污泥在壓濾時會加快過濾速度。

　　步驟C中所述蒸發(fā)是將氯化鈉濃縮液通入蒸發(fā)器中，當有晶體析出時將飽和氯化鈉溶液輸送至結晶槽，通入循環(huán)冷卻水進行冷卻結晶。期間，采用連續(xù)進料操作，可以降低能耗。在蒸發(fā)的過程中，需控制蒸發(fā)器內氣壓在-90~-98 KPa，蒸發(fā)器內物料溫度控制在27~40℃，采用強制循環(huán)蒸發(fā)，循環(huán)泵出口不定時取樣發(fā)現有結晶體析出時，將飽和溶液輸送至結晶槽進行冷卻結晶。

　　本發(fā)明的技術效果如下：

　　本發(fā)明使多晶硅生產中產生的高含氯廢水的處理工藝更加優(yōu)化，解決了高含氯廢水無法處理的技術難題，將廢水變廢為寶，盡可能回用，節(jié)約水資源，能產生品質較高的氯化鈉固體鹽，而且相對成本降低;采用先濃縮后蒸發(fā)的工藝，采用蒸發(fā)器連續(xù)進料操作，使處理量極大提升并相對節(jié)省蒸汽用量、電能等;*環(huán)保需求，廢水接近*，能起到顯著的社會效益。

　　具體實施方式

　　本發(fā)明是一種多晶硅生產中高含氯離子廢水的處理方法，工藝路線為：采用氫氧化鈉作為淋洗液，形成含氯化鈉鹽的廢水，經過調節(jié)pH值、絮凝、沉淀、分離等一系列預處理工藝得到澄清度非常高、pH值中性的氯化鈉溶液;對氯化鈉溶液通過超濾、反滲透等系列裝置實現氯化鈉溶液的濃縮，回用水回用;高度濃縮的氯化鈉溶液進入蒸發(fā)器循環(huán)蒸發(fā)，析出氯化鈉晶體冷卻結晶再板框過濾，得到純度較高的氯化鈉鹽固體顆粒。

　　多晶硅生產中產生的尾氣及殘液采用一定濃度的氫氧化鈉溶液作為噴淋液進行淋洗，從而產生大量高濃度的含有氯化鈉的廢水。對此部分廢水的水質進行源頭上的控制。由于淋洗系統排放的淋洗廢水酸堿性不統一，有些呈酸性，有些呈堿性，匯到原水池中時就會中和大量析出水解物，非常容易堵塞池子和管道，且堿性水排到三廢工序，在一定程度上也造成了原料的浪費。所以，控制好淋洗廢水水質，再接近中性時排放此類廢水至三廢處理工序，這樣在進行處理時，相對較為容易。

　　此外，盡量穩(wěn)定生產系統以減少進入淋洗的氯硅烷尾氣量。淋洗尾氣量減少，一方面堿液用量減少，另一方面淋洗廢水中氯離子含量減少，這樣在三廢工序進行除氯處理時，相對較為容易。

　　因此對高含氯離子廢水的具體處理步驟為：

　　(1) 預處理

　　多晶硅生產中產生的尾氣及殘液采用一定濃度的氫氧化鈉溶液作為噴淋液進行淋洗，從而產生大量高濃度的含有氯化鈉的廢水。此種廢水pH值呈堿性或酸性，固體懸浮物含量較大，用水池進行專門收集。

　　然后在高含氯離子廢水中加入鹽酸、堿液。具體控制為：當水池內的高含氯離子廢水為酸性，則首先在高含氯離子廢水中加入濃度為30%~32%的堿液進行中和處理，加入量由堿液計量泵和pH計進行聯鎖控制，確保廢水中和后的pH值在6~9;當水池內的高含氯離子廢水為堿性，則首先在高含氯離子廢水中加入濃度為30%~32%的鹽酸進行中和處理，加入量由鹽酸計量泵和pH計進行聯鎖控制，確保廢水中和后的pH值在6~9。在此反應過程中，對環(huán)境溫度和氣壓沒有特殊要求，常溫、常壓即可。通過上述控制，將高含氯離子廢水的pH值調至中性，然后加入濃度為9%~12%(一般為10%)的聚合氯化鋁混凝劑(加入量控制在1m3原水加入10%的PAC 4L的比例)使高含氯離子廢水中的懸浮顆粒形成礬花，再加入濃度為0.08%~0.12%(一般為0.1%)的聚丙烯酰胺絮凝劑(加入量控制在1m3原水加入0.1%的PAM 溶液2L的比例)使高含氯離子廢水中的礬花凝結成更大的塊狀沉淀;最后將凝結有塊狀沉淀的高含氯離子廢水置于沉淀槽中進行靜置沉淀，使上清液和沉淀進行分離，得到澄清度SS<25mg/l和pH值在6~9的氯化鈉溶液。

　　沉淀用泵輸送至專門槽體，進壓濾機過濾。在過濾操作中，為了降低過濾阻力，增加過濾速率或得到高度澄清的濾液加入的一種輔助性的粉粒狀物質，稱為助濾劑。助濾劑能提高濾液過濾效率， 能防止濾渣堆積過于密實，使過濾順利進行。引進助濾劑，會使廢水中的懸浮物沉降速率會加快;形成的污泥在壓濾時會加快過濾速度。

　　(2)濃縮

　　預處理后產生的氯化鈉溶液進入濃縮系統，對其中的氯化鈉進行濃縮，使氯化鈉溶液的濃度成倍的提升，得到40%~50%的氯化鈉濃縮液，50%~60%的回用水;并將沉淀進行過濾，過濾后得到餅狀的廢渣，主要成分為二氧化硅、硅酸鈉、偏硅酸鈉、氯化鈉等;

　　濃縮工藝采用反滲透技術,就是將氯化鈉溶液通過反滲透膜進行濃縮，去除大塊雜質，將合格水回用或外排，剩下高濃度的濃縮液。

　　進入濃縮的原水需基本具備以下含鹽濃度：氯化鈉濃縮液的含鹽濃度大致在7.0%~9.5%wt。

　　(3)蒸發(fā)結晶

　　將氯化鈉濃縮液進入蒸發(fā)器中進行蒸發(fā)，采用連續(xù)進料的操作，以降低能耗。當有晶體析出時將飽和氯化鈉溶液輸送至結晶槽，通入循環(huán)冷卻水進行冷卻結晶。在蒸發(fā)的過程中，需控制蒸發(fā)器內氣壓在-90KPa~-98 KPa，蒸發(fā)器內物料溫度控制在27~40℃，采用強制循環(huán)蒸發(fā)，循環(huán)泵出口不定時取樣發(fā)現有結晶體析出時，將飽和溶液輸送至結晶槽進行冷卻結晶。

　　(4)壓濾

　　將含有結晶體的氯化鈉固液混合物輸送至壓濾機進行過濾和吹干，過濾出氯化鈉晶體顆粒，形成氯化鈉鹽，濾液進入儲槽再循環(huán)蒸發(fā)。

　　處理后，可以將廢水變廢為寶，每天獲得回用水50方以上，能產生品質較高的水分含量5%左右或以下、鹽中氯化鈉的含量95%以上的氯化鈉固體鹽。*環(huán)保需求，廢水接近*，能起到顯著的社會效益。