硅切割废水中硅粉和废水回收利用装置，涉及一种废水处理。设有电解系统、离心分离系统、干燥系统和过滤系统。电解系统设有截止阀、供水泵、电解机和缓冲罐；离心分离系统设有截止阀、供水泵、离心机、硅粉收集罐和废水贮罐；干燥系统用于将离心分离所得的硅粉干燥；过滤系统设有截止阀、水泵、过滤装置、三通、反洗泵和再生循环水贮罐。降低废水COD总排放量，大幅提高废水可生化性，回用水率高、基本实现零排放，回用水可直接循环利用到生产工艺中去，排放污水少，基本实现零排放，解决了废水排放产生的环境污染问题；经济成本低，不用加入大量的清洗、萃取化学药剂，或消耗巨大的能耗。不产生二次污染，即不需要加入絮凝剂等化学物质。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种废水处理，尤其是涉及一种采用电解技术、离心分离技术和过滤技术相结合的硅切割废水中硅粉和废水回收利用装置。
技术介绍
随着半导体工业的快速发展，高纯晶体硅材料得到了广泛应用，其中晶体硅是先被拉成单晶硅棒，然后切割成硅片用于制造芯片。近年来，随着全球石油、煤炭等能源日益紧张，太阳能逐渐成为本世纪最重要的新能源，全球的太阳能产业进入了高速发展期，制备太阳能电池时，需要将高纯硅铸成晶硅锭，然后切割成硅片，不管是半导体工业所用的单晶硅还是太阳能电池所用的多晶硅，都需要将高纯的晶体硅切割成硅片。在切割过程中，从理论上计算会有44%的晶体硅被切磨为高纯硅粉进入到了切割料浆中，而实际加工过程中会有高达50% 52%的晶体硅以硅粉的形式损失掉了。不论是用于电子级的单晶硅还是用于太阳能级的多晶硅都需要通过大量的能耗和高昂的成本制得。因此，随着半导体工业的稳步向前和太阳能产业的跳跃式发展，全球需要切割加工单晶硅和多晶硅的总量出现跳跃式增长，切割加工过程中产生的废料浆也逐年的显著增长。另一方面，随着硅片切割行业的重新洗牌以及利润的持续下降，硅片切割企业不约而同地打起来控制生产过程，降低生产成本的主意。如果能将废料浆中的高纯硅、聚乙二醇和碳化硅进行综合回收利用，将会减少环境污染，提高资源的利用率，特别是如能将切割废水中的硅粉得以有效地回收并再用于制造太阳能电池，对缓解我国太阳能多晶硅紧缺、减少多晶硅的进口量是很有意义的，这将产生可观的经济效益和社会效益，所以硅切割废水中原料的回收项目受到国内切片厂的大力追捧，硅切割废水回收企业一时间遍地开花。对于单晶硅和多晶硅切割废水的回收方法与工艺，国内研究人员也做了大量工作，申请了相关的专利。但是，在切割废水的回收方法和专利中，大部分都是回收料浆中的聚乙二醇和碳化硅，而对于料浆中硅粉的回收方法还不够成熟。对于硅粉的回收，目前国内比较常用的工艺是将化工和矿业加工技术相融合，结合材料加工的特点，利用离心分离分散、化学清洗、絮凝、萃取等分离原理和方法，将切割废水中的杂质清除，而回收硅粉。例如， 中国专利ZL 200710018636. 9公开一种从切割废砂浆中回收硅粉和碳化硅粉的方法，它是通过有机溶剂去除废料中的悬浮剂和粘结剂，对固态砂料进行气体浮选，得到一定纯度的硅粉末，进一步对该硅粉末进行液体浮选和重力分选，再将分选出的硅粉进行酸洗，获得高纯度的硅粉的方法。中国专利ZL200810118666. 1公开一种从磨削废液中提取硅粉的方法， 它是往磨削废液加盐酸，控制pH在1. 0 6. 0之间，盐酸浓度为0. 37%，盐酸温度为 15 60°C，经静置、分离、干燥而回收硅粉的方法。中国专利ZL 200910155689. 4公开一种从切割废砂浆中回收多晶硅锭、碳化硅粉和聚乙二醇的方法，它是将制得的硅微粉与助熔剂按照重量比1 0.5 5混合制团块，在高温真空炉中进行高温处理，处理温度范围为 1450 1800°C，处理时间范围在1 10小时之间；然后将高温处理后的熔融态高纯硅进行定向凝固，得到多晶硅锭。然而，利用这些方法虽然都能回收硅粉，但其应用仍有一定的局限。主要问题有(1)回收工艺中废水的处理工艺不合理在硅粉回收过程中，要产生大量废水，目前还没有几个企业做到达标或零排放。(2)经济成本高化学清洗、萃取、或是加入助熔剂高温处理对硅粉进行回收，这些方法要么加入大量的化学药剂，要么所需的能耗及高，虽然能够实现回收硅粉的目的，但是运行成本，从经济合算的标准衡量，仍然不尽如人意，在硅切割废水中回收硅粉无法实现规模化。(3)回收工艺中产生的二次污染问题在硅切割废水中废水的再生利用处理过程中加入絮凝剂，对废水中的胶体物、固体颗粒进行沉淀，这不仅增加运行成本，而且对环境造成一定的污染，增加后续处理的难度，不环保。综上所述，单晶和多晶硅都是通过高能耗高成本得到的，且我国大部分单晶和多晶硅是依赖进口，所以切割废水中硅粉的回收价值远高于碳化硅和聚乙二醇，在切割过程中，50%的晶体硅以硅粉的形式进入切割废水中损失掉，研究开发适合中国经济现状和发展水平的安全、可靠、高效、低能耗、低投资、低成本的硅切割废水中硅粉和废水回收利用的装置及方法，有效地回收切割废水中的硅粉，不仅能够变废为宝、提高资源利用率、降低硅片的成本，还能缓解废水产生的环境污染问题，并对缓解我国硅原料紧缺、减少硅原料的进口量有重要社会意义和商业价值。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有硅切割废水中硅粉和废水回收利用技术存在的投资大、运行成本高、对环境产生二次污染和不能实现废水达标或零排放等问题，提供一种采用电解技术、离心分离技术和过滤技术相结合的硅切割废水中硅粉和废水回收利用装置。本技术设有电解系统、离心分离系统、干燥系统和过滤系统。所述电解系统用于硅切割废水的电解和沉淀处理，所述电解系统设有截止阀、供水泵、电解机和缓冲罐，所述截止阀的进口外接硅切割废水排出口，供水泵的进口接截止阀的出口，供水泵的出口接电解机的进口，电解机的出口接缓冲罐的进口，缓冲罐的出口经截止阀与离心分离系统联接。所述离心分离系统用于将废水中的硅粉快速沉降分离，所述离心分离系统设有截止阀、供水泵、离心机、硅粉收集罐和废水贮罐；截止阀的进口接电解系统缓冲罐的废水出口，截止阀的出口联接供水泵的进口，供水泵的出口与离心机的进口联接，离心机的沉淀出口与硅粉收集罐联接，离心机的废水出口与废水贮罐联接。所述干燥系统用于将离心分离所得的硅粉干燥。所述过滤系统用于将离心分离系统所得的废水进行过滤、分离处理得再生回用水，所述过滤系统设有截止阀、水泵、过滤装置、三通、反洗泵和再生循环水贮罐，截止阀的进口接离心分离系统废水贮罐的出口，截止阀的出口接水泵的进口，水泵的出口接过滤装置的进口，过滤装置的出口接三通，三通的两个出口分别接反洗泵和再生循环水贮罐。所述过滤系统的过滤装置可为多介质过滤装置或微滤过滤装置等，所述多介质过滤装置的滤料可为石英砂、无烟煤和卵石等中的至少一种。所述电解机的阳极为惰性电极，其基板可为钛板或塑料板等，在基板的表层可覆盖有贵金属氧化物涂层。所述电解机的电解槽内的阴极可为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、金属的合金等中的一种制备的阴极。所述电解机的相邻两极板的工作电压可为2 18V，最佳运行工作电压为3 8V ； 电解机的工作电流密度可为5 200mA/cm2，最佳电流密度为30 120mA/cm2。所述干燥系统可为窑式干燥机、鼓风干燥机、真空干燥机、冷冻干燥机等中的一种。所述电解系 统用于硅切割废水的电解和沉淀处理，通过电解氧化分解废水中的有机物，大幅度降低C0D，同时在电场作用下，改善废水沉降条件，加速废水废水沉降。采用本技术进行硅切割废水中硅粉和废水回收利用的方法包括以下步骤1)电解将硅切割废水经供水泵提取后，输入电解机中进行电解后，进入缓冲罐， 得电解絮凝废水；所述硅切割废水是指高纯的晶体硅在切割成硅片的过程中产生的废水， 废水中硅粉含量为60 200mg/L，废水COD ^ 100mg/L ；所述电解是将硅切割废水经过电解使之生成初生态的羟基和初生态的氧，用以氧化分解废水中的有机物，同时，在电场作用下使废水中的悬浮物、本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．硅切割废水中硅粉和废水回收利用装置，其特征在于设有电解系统、离心分离系统、干燥系统和过滤系统；所述电解系统设有截止阀、供水泵、电解机和缓冲罐，所述截止阀的进口外接硅切割废水排出口，供水泵的进口接截止阀的出口，供水泵的出口接电解机的进口，电解机的出口接缓冲罐的进口，缓冲罐的出口经截止阀与离心分离系统联接；所述离心分离系统设有截止阀、供水泵、离心机、硅粉收集罐和废水贮罐；截止阀的进口接电解系统缓冲罐的废水出口，截止阀的出口联接供水泵的进口，供水泵的出口与离心机的进口联接，离心机的沉淀出口与硅粉收集罐联接，离心机的废水出口与废水贮罐联接；所述干燥系统接离心分离系统；所述过滤系统设有截止阀、水泵、过滤装置、三通、反洗泵和再生循环水贮罐，截止阀的进口接离心分离系统废水贮罐的出口，截止阀的出口接水泵的进口，水泵的出口接过滤装置的进口，过滤装置的出口接三通，三通的两个出口分别接反洗泵和再生循环水贮罐。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张世文，
申请(专利权)人：波鹰厦门科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：92
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