CN110078261A - 处理废水的方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理废水的方法和***，该方法包括：(1)将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，以便得到中和后废水；(2)将所述块料清洗机和/或所述硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与所述中和后废水、沉降剂混合沉降，过滤后得到废渣和废液；(3)将废碱进行沉降处理，以便得到上清液和沉降渣；(4)将所述上清液与含碱废水、所述废液混合，以便得到配置碱液，并将所述配置碱液返回至步骤(1)作为所述碱液使用。采用该方法可减少酸洗废水处理量达60％，节约用水量达50％，减少新碱使用量达50％，具有优异的经济和环保效益。
Description
技术领域
本发明属于多晶硅生产领域，具体而言，本发明涉及处理废水的方法和***。
背景技术
多晶硅是信息产业和太阳能光伏中重要的基础材料，是国家战略性材料。目前国内多晶硅主要采用“改良西门子法”生产。改良西门子法是利用三氯氢硅和氢气在CVD还原炉发生气相沉积反应，在预制的硅芯上沉积形成多晶硅棒。
多晶硅产品后处理工序是多晶硅生产的最后一道加工工序，其主要生产任务是将还原炉内生产的多晶硅棒进行加工处理，生成最终产品。多晶硅产品后处理工序主要包括四个方面：破碎包装、硅芯加工、石墨件处理、产品检测。在多晶硅产品后处理工序中需使用氢氟酸和硝酸混合物对部分表面含有杂质的硅块和加工好的硅芯进行酸洗，清洗硅块和硅芯上的表面杂质。在清洗过程中会产生大量含氢氟酸和硝酸的废水，该废水具有强腐蚀性，对输送设备管道的耐腐蚀性提出了较高的要求，导致设备投资大，且废水中含有大量氟离子，含氟废水的排放对环境影响较大。
目前，国内外处理工业含氟废水的方法主要有沉淀法、吸附法、冷冻法、离子交换法、离子交换树脂除氟法、液膜法、反渗透法、超滤除氟法、活性炭除氟法、电渗析法、电凝聚法、共蒸馏法等。工业上处理强酸性含氟量较高的废水主要采用沉淀法，使用石灰乳中和废水的酸度，加入PAC溶液(聚合Al2O3，无机高分子混凝剂)和PAM溶液沉淀(聚丙烯酰胺，非离子型高分子絮凝剂)，可实现较好的除氟效果。该工艺具有药剂投放量少、方法简单、处理方便、成本低等优点。
硅块和硅芯的清洗分别在块料清洗机和硅芯清洗机中进行，在清洗机中分别进行酸洗、水洗、烘干等过程，清洗过程中酸洗排放的废酸和水洗排放的含酸废水混合后送入含氟废水处理工序。清洗过程中废酸和含酸废水为间歇排放，废酸中氢氟酸和硝酸浓度较大，而含酸废水中仅含有微量的氢氟酸和硝酸，两者混合后将生成大量的酸性废水，导致下游工序处理负荷大，为中和废酸的酸度，需加入大量碱液，投资成本高，对环境污染严重。
因此，现有块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸和水洗所得的含酸废水的技术有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理废水的方法及***。采用该方法可减少酸洗废水处理量达60％，节约用水量达50％，减少新碱使用量达50％，具有优异的经济和环保效益。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理废水的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，以便得到中和后废水；
(2)将所述块料清洗机和/或所述硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与所述中和后废水、沉降剂混合沉降，过滤后得到废渣和废液；
(3)将废碱进行沉降处理，以便得到上清液和沉降渣；
(4)将所述上清液与含碱废水、所述废液混合，以便得到配置碱液，并将所述配置碱液返回至步骤(1)作为所述碱液使用。
根据本发明实施例的处理废水的方法，通过先将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，再将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂混合沉降，可显著降低中和处理的废酸量及中和过程中碱液的使用量，同时能减少酸性废水的输送量，降低对输送设备耐腐蚀性的要求；通过将上清液与含碱废水、废液混合配置碱液，并将配置碱液返回作为碱液使用，可实现废液和废碱的回收利用，实现物料的内部循环，减少最终废液的排放量，同时可显著降低配置碱液时新鲜水和新鲜碱的使用量，提高工艺的经济和环保效益。由此，通过采用该方法可减少酸洗废水处理量达60％，节约用水量达50％，减少新碱使用量达50％，具有优异的经济和环保效益。
另外，根据本发明上述实施例的处理废水的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，将所述块料清洗机和/或所述硅芯清洗机酸洗所得的所述废酸加入到所述碱液中进行所述中和处理，以便得到所述中和后废水。由此，可避免因废酸浓度高在中和过程中出现沸腾对人和环境造成伤害。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述废酸与所述碱液的质量比为1：10-50。由此，有利于提高中和效率，同时避免中和过程中温度升高过快。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述废酸中氢氟酸的浓度为10-30wt％，硝酸的浓度为30-60wt％。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述碱液的浓度为20-52.6wt％。由此，可进一步提高中和效率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述碱液为选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少之一。由此，可进一步提高中和效率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述含酸废水中氢氟酸的浓度为0.1-0.3wt％，硝酸的浓度为0.3-0.6wt％。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述沉降剂为选自石灰、PAM、PAC、烧碱中的至少之一。由此，可进一步提高沉降效率和效果。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述含酸废水与所述中和后废水、所述沉降剂的质量比为100：1000-2000：1。由此，可进一步提高沉降效率和效果。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述废碱为石墨件清洗机碱洗所得。由此，可进一步实现多晶硅生产过程中物料的内部消耗，进一步节约成本。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述上清液的浓度为35-45wt％。由此，有利于提高配置碱液的品质。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述上清液为选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液中的至少之一。由此，可进一步提高配置碱液的品质。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述含碱废水的浓度为0.1-10wt％。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述含碱废水为选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述含碱废水为所述石墨件清洗机水洗所得。由此，可进一步实现多晶硅生产过程中物料的内部消耗，进一步节约成本。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述上清液与所述含碱废水、所述废液的质量比为1-50：10-50：1。由此，可进一步提高配置碱液的品质。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种用于实施上述处理废水的方法的***，根据本发明的实施例，该***包括：
中和装置，所述中和装置具有废酸入口、碱液入口和中和后废水出口；
第一沉降装置，所述第一沉降装置具有含酸废水入口、中和后废水入口、沉降剂入口和沉降后混合物出口，所述中和后废水入口与所述中和后废水出口相连；
过滤装置，所述过滤装置具有沉降后混合物入口、废渣出口和废液出口，所述沉降后混合物入口与所述沉降后混合物出口相连；
第二沉降装置，所述第二沉降装置具有废碱入口、上清液出口和沉降渣出口；
混合装置，所述混合装置具有上清液入口、含碱废水入口、废液入口和配置碱液出口，所述上清液入口与所述上清液出口相连，所述废液入口与所述废液出口相连，所述配置碱液出口与所述碱液入口相连。
根据本发明实施例的处理废水的***，通过先将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，再将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂混合沉降，可显著降低中和处理的废酸量及中和过程中碱液的使用量，同时能减少酸性废水的输送量，降低对输送设备耐腐蚀性的要求；通过将上清液与含碱废水、废液混合配置碱液，并将配置碱液返回作为碱液使用，可实现废液和废碱的回收利用，实现物料的内部循环，减少最终废液的排放量，同时可显著降低配置碱液时新鲜水和新鲜碱的使用量，提高工艺的经济和环保效益。由此，通过采用该***可减少酸洗废水处理量达60％，节约用水量达50％，减少新碱使用量达50％，具有优异的经济和环保效益。
另外，根据本发明上述实施例的处理废水的***还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述中和装置为带有搅拌器的储槽或储罐。
在本发明的一些实施例中，所述第一沉降装置和所述第二沉降装置分别独立地为沉降槽或沉降池。
在本发明的一些实施例中，所述过滤装置为液固分离槽或液固分离池。
在本发明的一些实施例中，所述混合装置为带有搅拌器的储槽或储罐。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的处理废水的方法流程示意图；
图2是根据本发明一个实施例的处理废水的***结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理废水的方法，根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
S100：将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理
该步骤中，将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，以便得到中和后废水。具体的，废酸中的氢氟酸和硝酸中的氢离子与碱液中的氢氧根离子发生化学反应，生成水，由于中和反应的反应热较大，为避免中和处理过程中溶液温度升高过快，处理废酸的碱液需过量。进一步的，可以将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸加入到碱液中进行中和处理，以便得到中和后废水。发明人发现，通过将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸加入到碱液中进行中和处理，而不是将碱液加入到块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸中，可避免因废酸浓度高，在碱液加入时废酸出现沸腾等现象对人和环境造成伤害。
根据本发明的一个实施例，废酸与碱液的质量比可以为1：10-50，例如可以为1：10/20/30/40/50。发明人发现，若废酸与碱液的质量比过大，则废酸含量高，在中和过程中溶液温度升高过快，会出现“发烟”现象；若废酸与碱液的质量比过小，则碱液含量高，会造成碱液的浪费，增加生产成本。进一步的，废酸中氢氟酸的浓度可以为10-30wt％，例如可以为10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％，硝酸的浓度可以为30-60wt％，例如可以为30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％。碱液的浓度可以为20-52.6wt％，例如可以为20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、52.6wt％。发明人发现，碱液浓度过高，溶液中水分含量低，中和过程中会发生溶液温度升高过快的情况；碱液浓度过低，配置碱液所使用的水量增加，造成浪费。进一步的，碱液为选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少之一。这类碱在与块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸进行中和时，反应速率快，中和效果好。
S200：将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂混合沉降
该步骤中，将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂混合沉降，过滤后得到废渣和废液。具体的，含酸废水和中和后废水中的氟离子可与沉降剂反应，生成含氟固体，经过沉降过滤后可实现含氟固体与液体的分离。发明人发现，通过先将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，再将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂混合沉降，可显著降低中和处理的废酸量及中和过程中碱液的使用量，同时能减少酸性废水的输送量，降低对输送设备耐腐蚀性的要求。进一步的，含酸废水中氢氟酸的浓度可以为0.1-0.3wt％，例如可以为0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％，硝酸的浓度可以为0.3-0.6wt％，例如可以为0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％。进一步的，沉降剂可以为选自石灰、PAM、PAC、烧碱中的至少之一。进一步的，含酸废水与中和后废水、沉降剂的质量比可以为100：1000-2000：1，例如可以为100：1000/1200/1400/1600/1800/2000：1。发明人发现，沉降剂使用量较少时，将无法将含酸废水和中和后废水中的氟离子除去完全，使得废液中的氟离子浓度仍较高，不满足废水的排放要求；沉降剂使用量较多时，造成沉降剂的浪费，增加生产成本。
S300：将废碱进行沉降处理
该步骤中，将废碱进行沉降处理，以便得到上清液和沉降渣。具体的，废碱中含有少量硅粉或其他固体杂质，经过沉降及液固分离后，可将废碱中的固体杂质以沉降渣的形式除去，得到上清液。进一步的，上清液的浓度可以为35-45wt％，例如可以为35wt％、37wt％、39wt％、41wt％、43wt％、45wt％。进一步的，上清液可以为选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液中的至少之一。进一步的，废碱可以为石墨件清洗机碱洗所得。发明人发现，石墨件清洗机是多晶硅生产过程中所需用到的，通过采用其碱洗所得的废液作为废碱进行沉降，并将所得的上清液用于后续配置碱液，并将所得的配置碱液返回至S100作为碱液使用，可实现对石墨件清洗机碱洗所得废液的回收利用，显著降低处理块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸的处理成本，同时因无需配置新碱，可显著节约用水量和新碱量，经济和环保效益显著。
S400：将上清液与含碱废水、废液混合
该步骤中，将上清液与含碱废水、废液混合，以便得到配置碱液，并将配置碱液返回至S100作为碱液使用。具体的，上清液中碱的浓度较高，通过与碱浓度较低的含碱废水及接近中性的废液混合，并根据S100中对碱液碱浓度的要求控制混合过程中各组分的量，可得到满足S100要求的碱液。发明人发现，通过将上清液与含碱废水、废液混合配置碱液，并将配置碱液返回作为碱液使用，可实现废液和废碱的回收利用，实现物料的内部循环，减少最终废液的排放量，同时可显著降低配置碱液时新鲜水和新鲜碱的使用量，提高工艺的经济和环保效益。进一步的，含碱废水的浓度可以为0.1-10wt％，例如可以为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％。进一步的，含碱废水可以为选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液中的至少之一。进一步的，含碱废水可以为石墨件清洗机水洗所得。发明人发现，石墨件清洗机是多晶硅生产过程中所需用到的，通过采用其水洗所得的废液作为含碱废水用于配置碱液，并将所得的配置碱液返回至S100作为碱液使用，可实现对石墨件清洗机水洗所得废液的回收利用，显著降低处理块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸的处理成本，同时因无需配置新碱，可进一步节约用水量和新碱量，进一步提高工艺的经济和环保效益。进一步的，上清液与含碱废水、废液的质量比可以为1-50：10-50：1，例如可以为1/10/20/30/40/50：10/20/30/40/50：1。发明人发现，由于上清液中会含有部分固体杂质，如果上清液在配置碱液时比例较高，将会影响所得配置碱液返回作为碱液使用的中和处理的效果；如果上清液在配置碱液时比例较低，将会提高新碱的使用量，增加生产成本。
根据本发明实施例的处理废水的方法，通过先将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，再将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂混合沉降，可显著降低中和处理的废酸量及中和过程中碱液的使用量，同时能减少酸性废水的输送量，降低对输送设备耐腐蚀性的要求；通过将上清液与含碱废水、废液混合配置碱液，并将配置碱液返回作为碱液使用，可实现废液和废碱的回收利用，实现物料的内部循环，减少最终废液的排放量，同时可显著降低配置碱液时新鲜水和新鲜碱的使用量，提高工艺的经济和环保效益。由此，通过采用该方法可减少酸洗废水处理量达60％，节约用水量达50％，减少新碱使用量达50％，具有优异的经济和环保效益。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种用于实施上述处理废水的方法的***，根据本发明的实施例，参考图2，该***包括：中和装置100、第一沉降装置200、过滤装置300、第二沉降装置400和混合装置500。
根据本发明的实施例，中和装置100具有废酸入口101、碱液入口102和中和后废水出口103，且适于将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，以便得到中和后废水。具体的，废酸中的氢氟酸和硝酸中的氢离子与碱液中的氢氧根离子发生化学反应，生成水，由于中和反应的反应热较大，为避免中和处理过程中溶液温度升高过快，处理废酸的碱液需过量。需要说明的是，中和装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为带有搅拌器的储槽或储罐。进一步的，可以将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸加入到碱液中进行中和处理，以便得到中和后废水。发明人发现，通过将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸加入到碱液中进行中和处理，而不是将碱液加入到块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸中，可避免因废酸浓度高，在碱液加入时废酸出现沸腾等现象对人和环境造成伤害。
根据本发明的一个实施例，废酸与碱液的质量比可以为1：10-50，例如可以为1：10/20/30/40/50。发明人发现，若废酸与碱液的质量比过大，则废酸含量高，在中和过程中溶液温度升高过快，会出现“发烟”现象；若废酸与碱液的质量比过小，则碱液含量高，会造成碱液的浪费，增加生产成本。进一步的，废酸中氢氟酸的浓度可以为10-30wt％，例如可以为10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％，硝酸的浓度可以为30-60wt％，例如可以为30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％。碱液的浓度可以为20-52.6wt％，例如可以为20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、52.6wt％。发明人发现，碱液浓度过高，溶液中水分含量低，中和过程中会发生溶液温度升高过快的情况；碱液浓度过低，配置碱液所使用的水量增加，造成浪费。进一步的，碱液为选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少之一。这类碱在与块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸进行中和时，反应速率快，中和效果好。
根据本发明的实施例，第一沉降装置200具有含酸废水入口201、中和后废水入口202、沉降剂入口203和沉降后混合物出口204，中和后废水入口202与中和后废水出口103相连，且适于将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂混合沉降。具体的，含酸废水和中和后废水中的氟离子可与沉降剂反应，生成含氟固体，经过沉降过滤后可实现含氟固体与液体的分离。发明人发现，通过先将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，再将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂混合沉降，可显著降低中和处理的废酸量及中和过程中碱液的使用量，同时能减少酸性废水的输送量，降低对输送设备耐腐蚀性的要求。需要说明的是，第一沉降装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为沉降槽或沉降池。进一步的，含酸废水中氢氟酸的浓度可以为0.1-0.3wt％，例如可以为0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％，硝酸的浓度可以为0.3-0.6wt％，例如可以为0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％。进一步的，沉降剂可以为选自石灰、PAM、PAC、烧碱中的至少之一。进一步的，含酸废水与中和后废水、沉降剂的质量比可以为100：1000-2000：1，例如可以为100：1000/1200/1400/1600/1800/2000：1。发明人发现，沉降剂使用量较少时，将无法将含酸废水和中和后废水中的氟离子除去完全，使得废液中的氟离子浓度仍较高，不满足废水的排放要求；沉降剂使用量较多时，造成沉降剂的浪费，增加生产成本。
根据本发明的实施例，过滤装置300具有沉降后混合物入口301、废渣出口302和废液出口303，沉降后混合物入口301与沉降后混合物出口204相连，且适于将第一沉降装置200沉降后所得的液固混合物进行过滤，得到废渣和废液。需要说明的是，过滤装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为液固分离槽或液固分离池。
根据本发明的实施例，第二沉降装置400具有废碱入口401、上清液出口402和沉降渣出口403，且适于将废碱进行沉降处理，以便得到上清液和沉降渣。具体的，废碱中含有少量硅粉或其他固体杂质，经过沉降及液固分离后，可将废碱中的固体杂质以沉降渣的形式除去，得到上清液。需要说明的是，第二沉降装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为沉降槽或沉降池。进一步的，上清液的浓度可以为35-45wt％，例如可以为35wt％、37wt％、39wt％、41wt％、43wt％、45wt％。进一步的，上清液可以为选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液中的至少之一。进一步的，废碱可以为石墨件清洗机碱洗所得。发明人发现，石墨件清洗机是多晶硅生产过程中所需用到的，通过采用其碱洗所得的废液作为废碱进行沉降，并将所得的上清液用于后续配置碱液，并将所得的配置碱液返回至中和装置作为碱液使用，可实现对石墨件清洗机碱洗所得废液的回收利用，显著降低处理块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸的处理成本，同时因无需配置新碱，可显著节约用水量和新碱量，经济和环保效益显著。
根据本发明的实施例，混合装置500具有上清液入口501、含碱废水入口502、废液入口503和配置碱液出口504，上清液入口501与上清液出口402相连，废液入口503与废液出口303相连，配置碱液出口504与碱液入口102相连，且适于将上清液与含碱废水、废液混合，以便得到配置碱液，并将配置碱液返回至中和装置100作为碱液使用。具体的，上清液中碱的浓度较高，通过与碱浓度较低的含碱废水及接近中性的废液混合，并根据中和装置中对碱液碱浓度的要求控制混合过程中各组分的量，可得到满足中和装置要求的碱液。发明人发现，通过将上清液与含碱废水、废液混合配置碱液，并将配置碱液返回作为碱液使用，可实现废液和废碱的回收利用，实现物料的内部循环，减少最终废液的排放量，同时可显著降低配置碱液时新鲜水和新鲜碱的使用量，提高工艺的经济和环保效益。需要说明的是，混合装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为带搅拌器的储罐或储槽。
根据本发明的一个实施例，含碱废水的浓度可以为0.1-10wt％，例如可以为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％。进一步的，含碱废水可以为选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液中的至少之一。进一步的，含碱废水可以为石墨件清洗机水洗所得。发明人发现，石墨件清洗机是多晶硅生产过程中所需用到的，通过采用其水洗所得的废液作为含碱废水用于配置碱液，并将所得的配置碱液返回至中和装置作为碱液使用，可实现对石墨件清洗机水洗所得废液的回收利用，显著降低处理块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸的处理成本，同时因无需配置新碱，可进一步节约用水量和新碱量，进一步提高工艺的经济和环保效益。进一步的，上清液与含碱废水、废液的质量比可以为1-50：10-50：1，例如可以为1/10/20/30/40/50：10/20/30/40/50：1。发明人发现，由于上清液中会含有部分固体杂质，如果上清液在配置碱液时比例较高，将会影响所得配置碱液返回作为碱液使用的中和处理的效果；如果上清液在配置碱液时比例较低，将会提高新碱的使用量，增加生产成本。
根据本发明实施例的处理废水的***，通过先将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，再将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂混合沉降，可显著降低中和处理的废酸量及中和过程中碱液的使用量，同时能减少酸性废水的输送量，降低对输送设备耐腐蚀性的要求；通过将上清液与含碱废水、废液混合配置碱液，并将配置碱液返回作为碱液使用，可实现废液和废碱的回收利用，实现物料的内部循环，减少最终废液的排放量，同时可显著降低配置碱液时新鲜水和新鲜碱的使用量，提高工艺的经济和环保效益。由此，通过采用该***可减少酸洗废水处理量达60％，节约用水量达50％，减少新碱使用量达50％，具有优异的经济和环保效益。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸加入到碱液中进行中和处理，其中，废酸与碱液的质量比为1：100，废酸中氢氟酸的浓度为10wt％，硝酸的浓度为30wt％。碱液为浓度为20wt％的氢氧化钠溶液，得到中和后废水；将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂石灰混合沉降，含酸废水中氢氟酸的浓度为0.3wt％，硝酸的浓度为0.3wt％，含酸废水与中和后废水、沉降剂的质量比为100：1000：1，过滤后得到废渣和废液；将石墨件清洗机碱洗所得的废碱进行沉降处理，得到浓度为35wt％的上清液氢氧化钠溶液和沉降渣；将上清液与石墨件清洗机水洗所得的浓度为0.1wt％的含碱废水氢氧化钠溶液、废液按照质量比1：50：1混合，得到配置碱液，并将配置碱液返回作为碱液使用。整个工艺可减少酸性废水处理量60％，节约用水量50％，减少新碱量50％，具有很好的经济和环保效益。
实施例2
将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸加入到碱液中进行中和处理，其中，废酸与碱液的质量比为1：30，废酸中氢氟酸的浓度为20wt％，硝酸的浓度为50wt％。碱液为浓度为35wt％的氢氧化钾溶液，得到中和后废水；将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂PAM混合沉降，含酸废水中氢氟酸的浓度为0.1wt％，硝酸的浓度为0.5wt％，含酸废水与中和后废水、沉降剂的质量比为100：1500：1，过滤后得到废渣和废液；将石墨件清洗机碱洗所得的废碱进行沉降处理，得到浓度为40wt％的上清液氢氧化钾溶液和沉降渣；将上清液与石墨件清洗机水洗所得的浓度为0.5wt％的含碱废水氢氧化钾溶液、废液按照质量比25：30：1混合，得到配置碱液，并将配置碱液返回作为碱液使用。整个工艺可减少酸性废水处理量50％，节约用水量45％，减少新碱量45％，具有很好的经济和环保效益。
实施例3
将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸加入到碱液中进行中和处理，其中，废酸与碱液的质量比为1：50，废酸中氢氟酸的浓度为30wt％，硝酸的浓度为60wt％。碱液为浓度为52.6wt％的氢氧化钙溶液，得到中和后废水；将块料清洗机和/或硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与中和后废水、沉降剂PAC混合沉降，含酸废水中氢氟酸的浓度为0.15wt％，硝酸的浓度为0.6wt％，含酸废水与中和后废水、沉降剂的质量比为100：2000：1，过滤后得到废渣和废液；将石墨件清洗机碱洗所得的废碱进行沉降处理，得到浓度为45wt％的上清液氢氧化钙溶液和沉降渣；将上清液与石墨件清洗机水洗所得的浓度为0.1wt％的含碱废水氢氧化钙溶液、废液按照质量比50：10：1。混合，得到配置碱液，并将配置碱液返回作为碱液使用。整个工艺可减少酸性废水处理量40％，节约用水量40％，减少新碱量40％，具有很好的经济和环保效益。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种处理废水的方法，其特征在于，包括：
(1)将块料清洗机和/或硅芯清洗机酸洗所得的废酸与碱液进行中和处理，以便得到中和后废水；
(2)将所述块料清洗机和/或所述硅芯清洗机水洗所得的含酸废水与所述中和后废水、沉降剂混合沉降，过滤后得到废渣和废液；
(3)将废碱进行沉降处理，以便得到上清液和沉降渣；
(4)将所述上清液与含碱废水、所述废液混合，以便得到配置碱液，并将所述配置碱液返回至步骤(1)作为所述碱液使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将所述块料清洗机和/或所述硅芯清洗机酸洗所得的所述废酸加入到所述碱液中进行所述中和处理，以便得到所述中和后废水。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述废酸与所述碱液的质量比为1：10-50；
任选的，在步骤(1)中，所述废酸中氢氟酸的浓度为10-30wt％，硝酸的浓度为30-60wt％；
任选的，在步骤(1)中，所述碱液的浓度为20-52.6wt％；
任选的，在步骤(1)中，所述碱液为选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少之一。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述含酸废水中氢氟酸的浓度为0.1-0.3wt％，硝酸的浓度为0.3-0.6wt％；
任选的，在步骤(2)中，所述沉降剂为选自石灰、PAM、PAC、烧碱中的至少之一；
任选的，在步骤(2)中，所述含酸废水与所述中和后废水、所述沉降剂的质量比为100：1000-2000：1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述废碱为石墨件清洗机碱洗所得；
任选的，在步骤(3)中，所述上清液的浓度为35-45wt％；
任选的，所述上清液为选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液中的至少之一。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述含碱废水的浓度为0.1-10wt％；
任选的，在步骤(4)中，所述含碱废水为选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液中的至少之一；
任选的，在步骤(4)中，所述含碱废水为所述石墨件清洗机水洗所得；
任选的，在步骤(4)中，所述上清液与所述含碱废水、所述废液的质量比为1-50：10-50：1。
7.一种用于实施权利要求1-6中任一项所述处理废水的方法的***，其特征在于，包括：
中和装置，所述中和装置具有废酸入口、碱液入口和中和后废水出口；
第一沉降装置，所述第一沉降装置具有含酸废水入口、中和后废水入口、沉降剂入口和沉降后混合物出口，所述中和后废水入口与所述中和后废水出口相连；
过滤装置，所述过滤装置具有沉降后混合物入口、废渣出口和废液出口，所述沉降后混合物入口与所述沉降后混合物出口相连；
第二沉降装置，所述第二沉降装置具有废碱入口、上清液出口和沉降渣出口；
混合装置，所述混合装置具有上清液入口、含碱废水入口、废液入口和配置碱液出口，所述上清液入口与所述上清液出口相连，所述废液入口与所述废液出口相连，所述配置碱液出口与所述碱液入口相连。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述中和装置为带有搅拌器的储槽或储罐；
任选的，所述第一沉降装置和所述第二沉降装置分别独立地为沉降槽或沉降池。
9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述过滤装置为液固分离池或液固分离槽。
10.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述混合装置为带有搅拌器的储槽或储罐。
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