膜法处理硅片废水技术

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近年来硅片行业发展迅速,但同时也产生大量的废水,生产废水主要来自多晶硅锭切片过程的清洗环节。含酸废水产生于多晶硅锭用混合酸进行表面处理后的清洗过程,由于表面处理是使用硝酸+氢氟酸的混合酸,因此清洗废水中的主要污染为pH、氟化物和硝酸盐。有机废水产生于切片后的多晶硅片清洗过程,由于切片时需使用切削液(主要成份为聚乙二醇)和切割微粉(主要成份为碳化硅),因此清洗废水中的主要污染物为CODCr和SS。

针对硅片污水水质特点,可选用膜法技术来处理硅片废水。

1膜技术简介
膜分离技术是利用膜对混合物中各组份的选择透过性能来分离、提纯和浓缩目标产物的新型分离技术,膜分离过程是一种无相变、低能耗物理分离过程,具有高效、节能、无污染、操作方便和用途广泛等特点,是当代公认的最先进的化工分离技术之一。膜分离技术作为一种清洁生产工艺,在一定的条件下可替代或耦合传统的蒸馏浓缩、高速离心分离、萃取、离子交换树脂吸附、生化处理中沉降等工艺,膜分离技术应用的领域涉及电力、电子、化工医药、轻工、生物、食品饮料、市政、环保等行业,应用范围广、产业关联度大,是其它任何一种化工分离技术无法替代的,被国外称为二十一世纪最有发展前途的十大高新技术之一。

2有机废水处理
有机废水产生于切片后的多晶硅片清洗过程,由于切片时需使用切削液(主要成份为聚乙二醇)和切割微粉(主要成份为碳化硅),因此清洗废水中的主要污染物为聚乙二醇和碳化硅粉。采用膜处理技术可回收聚乙二醇和碳化硅粉,同时水可以回用。

含PEG约0.4%切削清洗水经预处理和一级膜处理,分离出其中的碳化硅粉,清液去二级膜处理,二级膜的淡液即为纯水,可以回用到硅片清洗工序;二级膜的浓液去三级膜进一步处理得到含PEG约15%的溶液,该溶液经纯化去除杂质后进入多效蒸馏,得到99.5%的PEG,回用于切削工序。

以年产100MW硅片为例,每天产生450吨含PEG0.4%的废水,可回收

99.5%PEG      1.8吨,价值18000元

纯水          400吨,价值2000元

3综合废水回用
由于硅片表面处理时使用硝酸+氢氟酸的混合酸,因此综合废水中的主要污染为氟化物、硝酸盐和钙盐。采用膜技术可以对上述废水进行回收,回用率大于70%。 具体参见http://www.ryzekj.com更多相关技术文档。

工艺流程说明:
由于原废水中的钙离子、氟离子含量较高,需要进行预处理降低其钙离子、氟离子的含量。通过原水泵从原水池中取水后,在管道中投加碳酸钠、氢氧化钠去除水

中的钙离子使其变成碳酸钙通过沉淀系统去除。经过除钙后的废水进入超滤系统,超滤产水进入进入一级RO处理系统,淡液进入产水箱,浓水进入二级RO系统进一步回收水。反渗透系统的总体回收率控制在75%左右

进出水水质如下:

名称

氟离子( ppm )

钙离子( ppm )

电导率(μ s/cm )

pH

COD ( ppm )

进水

8~11

200~250

3500~4500

6.5~7.5

100~200

产水

0

≤ 0.5

≤ 120

5.5~6.5

≤ 10

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