CN114716098A - 一种晶体硅制绒废水的处理方法及其处理*** - Google Patents
一种晶体硅制绒废水的处理方法及其处理*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种晶体硅制绒废水的处理方法，步骤包括：将晶体硅制绒废水的pH调节至偏酸性后，升温并循环渗透汽化至符合第一标准；将渗透汽化得到的气体冷凝，并与符合第一标准的液体换热；将符合第一标准的液体输送至生化处理工段，并将冷凝液循环渗透汽化至符合第二标准。本发明两次渗透浓缩通过控制温度差异，可以实现有机物渗透通量基本不变，相应的渗透汽化膜面积、真空泵、冷凝器等型号无需改变，进而两次渗透浓缩可以共用一套设备；采用两次渗透浓缩，实现渗透浓缩液中异丙醇的浓度达到40％～50％，实现异丙醇溶液的回收。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种晶体硅制绒废水的处理方法及其处理***。
背景技术
太阳能电池的生产过程会产生多种多样成分复杂的废气废水废渣，若不能及时有效地进行处理就会对外部环境产生严重污染。例如，单晶硅电池片的制绒工序中的制绒液需要不停地更换，由此将产生大量的制绒废液，但是排出的制绒废液并非是完全失效的，如何将其中的有效成分回收利用是减少化学品用量，减少有机污水的排放，缓解环境压力是单晶硅生产废水治理的重要研究方向。
这部分废水的主要特征是：排水水温较高，一般水温在60℃左右；排水碱性强，pH值在12以上，主要为NaOH、Na2SiO3等；排水还含有大量异丙醇，最高时其COD值可达到45000mg/L甚至更高，异丙醇直接进入生化***会对生化***微生物造成毒害，导致生化***难以运行。针对该废水的特点，需要研发一种利用原水水温，降低废水中有机物浓度，并能够回收异丙醇的处理方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种晶体硅制绒废水的处理方法及其处理***。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
本发明的第一方面是提供一种晶体硅制绒废水的处理方法，步骤包括：
S1、将第一储液装置中的晶体硅制绒废水输送至第二储液装置中，并将适量的酸输送至所述第二储液装置中；待所述晶体硅制绒废水的pH调节至偏酸性后，将上层清液输送至过滤装置中，并将沉淀污泥输送至压滤工段；将所述过滤装置中得到的滤液输送至第三储液装置中；
S2、待所述第三储液装置中的液体升温后，将所述第三储液装置中的液体输送至渗透汽化装置中；将所述渗透汽化装置中得到的液体输送回所述第三储液装置中；所述第三储液装置中的液体将循环步骤S2若干次，至所述第三储液装置中的液体符合第一标准；
S3、将所述渗透汽化装置中得到的气体输送至第一冷凝装置；将所述第一冷凝装置中得到的第一冷凝液输送至第四储液装置中，并将所述第一冷凝装置中得到的第一尾气输送至第二冷凝装置；将所述第二冷凝装置中得到的第二冷凝液输送至第五储液装置中，并将所述第二冷凝装置中得到的第二尾气输送至吸附装置中；将所述第四储液装置中的第一冷凝液与所述第五储液装置中的第二冷凝液输送至第六储液装置中，并将所述吸附装置中得到的第三尾气输送至排放工段；
S4、分别将所述第三储液装置中的液体与所述第六储液装置中的冷凝液输送至所述换热装置中，待所述液体与所述冷凝液换热完成后，将所述液体输送至生化处理工段，并将所述冷凝液输送至所述第三储液装置中；所述第三储液装置中的冷凝液将重复步骤S2-S3若干次，至所述第三储液装置中的冷凝液符合第二标准。
优选地，在步骤S2的循环过程中，待所述第三储液装置中的液体升温至50℃～60℃后，将所述第三储液装置中的液体输送至渗透汽化装置中。
优选地，在步骤S2的循环过程中，所述第一标准为所述第三储液装置中液体的COD不高于5000mg/L。
优选地，在步骤S3中，所述渗透汽化装置的气相侧真空度为1kPa-2kPa。
优选地，在步骤S3中，所述第一冷凝装置的冷却温度为-10℃～0℃；所述第二冷凝装置的冷却温度为5℃～10℃。
优选地，在步骤S4的重复过程中，待所述第三储液装置中的冷凝液升温至35℃～45℃后，将所述第三储液装置中的冷凝液输送至渗透汽化装置中；所述第二标准为所述第三储液装置中冷凝液的COD为20000mg/L～25000mg/L。
本发明的第二方面是提供一种晶体硅制绒废水的处理***，适用于如上所述的处理方法，包括：第一储液装置、第二储液装置、过滤装置、第三储液装置、渗透汽化装置、第一冷凝装置、第四储液装置、第二冷凝装置、第五储液装置、吸附装置、第六储液装置以及换热装置；
其中，所述第一储液装置的出液口与所述第二储液装置的第一进液口连接，所述第二储液装置的出液口与所述过滤装置的进液口连接，所述过滤装置的出液口与所述第三储液装置的进液口连接，所述第三储液装置的出液口分别与所述渗透汽化装置的进液口以及所述换热装置的第一进液口连接，所述渗透汽化装置的出液口与所述第三储液装置的进液口连接；所述第一冷凝装置的出液口与所述第四储液装置的进液口连接；所述第二冷凝装置的出液口与所述第五储液装置的进液口连接；所述第四储液装置的出液口以及所述第五储液装置的出液口分别与所述第六储液装置的进液口连接，所述第六储液装置的出液口分别与所述第三储液装置的进液口以及所述换热装置的第二进液口连接，所述换热装置的第一出液口与生化处理工段连接，所述换热装置的第二出液口与所述第六储液装置的进液口连接；
其中，所述渗透汽化装置的出气口与所述第一冷凝装置的进气口连接，所述第一冷凝装置的出气口与所述第二冷凝装置的进气口连接，所述第二冷凝装置的出气口与所述吸附装置的进气口连接，所述吸附装置的出气口与排放工段连接；
其中，所述连接均为管路连接。
优选地，所述第二储液装置设有第二进液口，所述第二储液装置的排污口与压滤工段管路连接。
优选地，第三储液装置内设有加热装置。
优选地，还包括：第一液泵、第二液泵、第三液泵、气泵以及第四液泵；
其中，所述第一液泵设于所述第一储液装置出液口与所述第二储液装置第一进液口的连接管路上；所述第二液泵设于所述第二储液装置出液口与所述过滤装置进液口的连接管路上；所述第三液泵设于所述第三储液装置出液口与所述渗透汽化装置进液口或/和所述换热装置第一进液口的连接主管路上；所述气泵设于所述第一冷凝装置出气口与所述第二冷凝装置进气口的连接管路上；所述第四液泵设于所述第六储液装置出液口与所述换热装置第二进液口的连接管路上。
优选地，除所述第一冷凝装置-所述气泵-所述第二冷凝装置-所述吸附装置段的连接管路外，其余连接管路上均设有保温装置。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的晶体硅制绒废水处理方法及其处理***在一次渗透浓缩时，充分利用原水的水温，使进入渗透汽化装置的废水仅需要少量的能源进行加热；二次渗透浓缩时，利用一次渗透浓缩处理后的原水与一次渗透的冷凝液进行换热，且由于有机物浓度更高，渗透通量更大，所以进料温度控制得更低，无需加热即可进入渗透汽化膜组件；两次渗透浓缩通过控制温度差异，可以实现有机物渗透通量基本不变，相应的渗透汽化膜面积、真空泵、冷凝器等型号无需改变，进而两次渗透浓缩可以共用一套设备；采用两次渗透浓缩，实现渗透浓缩液中异丙醇的浓度达到40％～50％，实现异丙醇溶液的回收。
附图说明
图1为本发明中晶体硅制绒废水处理***的结构示意图；
其中，附图标记包括：第一储液装置1；第一液泵2；第二储液装置3；第二液泵4；过滤装置5；第三储液装置6；第三液泵7；渗透汽化装置8；第一冷凝装置9；第四储液装置10；气泵11；第二冷凝装置12；第五储液装置13；吸附装置14；第六储液装置15；第四液泵16；换热装置17。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种晶体硅制绒废水的处理方法，步骤包括：
S1、将第一储液装置1中的晶体硅制绒废水输送至第二储液装置3中，并将适量的盐酸或/和硫酸输送至所述第二储液装置3中；待所述晶体硅制绒废水的pH调节约为6后，将上层清液输送至过滤装置5中，并将沉淀污泥输送至压滤工段；将所述过滤装置5中得到的滤液输送至第三储液装置6中；
S2、待所述第三储液装置6中的液体升温至50℃～60℃后，将所述第三储液装置6中的液体输送至渗透汽化装置8中；将所述渗透汽化装置8中得到的液体输送回所述第三储液装置6中；所述第三储液装置6中的液体将循环步骤S2若干次，至所述第三储液装置6中的液体COD不高于5000mg/L；
S3、控制所述渗透汽化装置8的气相侧真空度为1kPa-2kPa，将所述渗透汽化装置8中得到的气体输送至第一冷凝装置9；控制所述第一冷凝装置9的冷却温度为-10℃～0℃，将所述第一冷凝装置9中得到的第一冷凝液(异丙醇的浓度为8％～12％)输送至第四储液装置10中，并将所述第一冷凝装置9中得到的第一尾气输送至第二冷凝装置12；控制所述第二冷凝装置12的冷却温度为5℃～10℃，将所述第二冷凝装置12中得到的第二冷凝液(异丙醇的浓度为10％～15％)输送至第五储液装置13中，并将所述第二冷凝装置12中得到的第二尾气输送至吸附装置14中；将所述第四储液装置10中的第一冷凝液与所述第五储液装置13中的第二冷凝液输送至第六储液装置15中，并将所述吸附装置14中得到的第三尾气输送至排放工段；
S4、分别将所述第三储液装置6中的液体与所述第六储液装置15中的冷凝液输送至所述换热装置17中，待所述液体与所述冷凝液换热完成后，将所述液体输送至生化处理工段，并将所述冷凝液输送至所述第三储液装置6中；所述第三储液装置6中的冷凝液将重复步骤S2-S3若干次，至所述第三储液装置6中的冷凝液COD为20000mg/L～25000mg/L，但此时仅需将所述第三储液装置6中的冷凝液升温至35℃～45℃后，即可将所述第三储液装置6中的冷凝液输送至渗透汽化装置8中，而后所述第一冷凝装置9中得到的第一冷凝液中异丙醇浓度为35％～45％，所述第二冷凝装置12中得到的第二冷凝液中异丙醇浓度为40％～50％；
S5、将后一批的晶体硅制绒废水经步骤S1处理，并与步骤S4处理后的液体在所述第三储液装置6中混合后，返回步骤S2。
实施例2
如图1所示，本实施例提供一种晶体硅制绒废水的处理***，适用于如实施例1所述的处理方法，包括：第一储液装置1、第一液泵2、第二储液装置3、第二液泵4、过滤装置5、第三储液装置6、第三液泵7、渗透汽化装置8、第一冷凝装置9、第四储液装置10、气泵11、第二冷凝装置12、第五储液装置13、吸附装置14、第六储液装置15、第四液泵16以及换热装置17；
其中，所述第一储液装置1的出液口与所述第二储液装置3的第一进液口连接，所述第二储液装置3的出液口与所述过滤装置5的进液口连接，所述过滤装置5的出液口与所述第三储液装置6的进液口连接，所述第三储液装置6的出液口分别与所述渗透汽化装置8的进液口以及所述换热装置17的第一进液口连接，所述渗透汽化装置8的出液口与所述第三储液装置6的进液口连接；所述第一冷凝装置9的出液口与所述第四储液装置10的进液口连接；所述第二冷凝装置12的出液口与所述第五储液装置13的进液口连接；所述第四储液装置10的出液口以及所述第五储液装置13的出液口分别与所述第六储液装置15的进液口连接，所述第六储液装置15的出液口分别与所述第三储液装置6的进液口以及所述换热装置17的第二进液口连接，所述换热装置17的第一出液口与生化处理工段连接，所述换热装置17的第二出液口与所述第六储液装置15的进液口连接；
其中，所述渗透汽化装置8的出气口与所述第一冷凝装置9的进气口连接，所述第一冷凝装置9的出气口与所述第二冷凝装置12的进气口连接，所述第二冷凝装置12的出气口与所述吸附装置14的进气口连接，所述吸附装置14的出气口与排放工段连接；
其中，所述第一液泵2设于所述第一储液装置1出液口与所述第二储液装置3第一进液口的连接管路上；所述第二液泵4设于所述第二储液装置3出液口与所述过滤装置5进液口的连接管路上；所述第三液泵7设于所述第三储液装置6出液口与所述渗透汽化装置8进液口或/和所述换热装置17第一进液口的连接主管路上；所述气泵11设于所述第一冷凝装置9出气口与所述第二冷凝装置12进气口的连接管路上；所述第四液泵16设于所述第六储液装置15出液口与所述换热装置17第二进液口的连接管路上；
其中，所述第二储液装置3设有第二进液口，所述第二储液装置3的排污口与压滤工段管路连接；第三储液装置6内设有加热装置。
其中，所述连接均为管路连接。
应用实施例
本应用实施例提供一种晶体硅制绒废水的处理过程：
将第一储液装置1中的4吨晶体硅制绒废水(异丙醇含量为2％)输送至第二储液装置3中，并将适量的盐酸输送至所述第二储液装置3中；待所述晶体硅制绒废水的pH调节至6后，将上层清液输送至过滤装置5中，并将沉淀污泥输送至压滤工段；将所述过滤装置5中得到的滤液输送至第三储液装置6中；
待所述第三储液装置6中的液体升温至50℃～55℃后，将所述第三储液装置6中的液体输送至渗透汽化装置8中；将所述渗透汽化装置8中得到的液体输送回所述第三储液装置6中；所述第三储液装置6中的液体将循环渗透汽化4h，至所述第三储液装置6中液体的COD降至4500mg/L；
控制所述渗透汽化装置8的气相侧真空度为1kPa，将所述渗透汽化装置8中得到的气体输送至第一冷凝装置9；控制所述第一冷凝装置9的冷却温度为-10℃～0℃，将所述第一冷凝装置9中得到0.8m3的第一冷凝液(异丙醇含量为8％)输送至第四储液装置10中，并将所述第一冷凝装置9中得到的第一尾气输送至第二冷凝装置12；控制所述第二冷凝装置12的冷却温度为5℃～10℃，将所述第二冷凝装置12中得到60L的第二冷凝液(异丙醇含量为10％)输送至第五储液装置13中，并将所述第二冷凝装置12中得到的第二尾气输送至吸附装置14中；将所述第四储液装置10中的第一冷凝液与所述第五储液装置13中的第二冷凝液输送至第六储液装置15中，并将所述吸附装置14中得到的第三尾气输送至排放工段；
分别将所述第三储液装置6中的液体与所述第五储液装置13中的冷凝液输送至所述换热装置17中，待所述液体与所述冷凝液换热完成后，将所述液体输送至生化处理工段，并将所述冷凝液输送至所述第三储液装置6中；此时，所述第三储液装置6中的冷凝液温度为35℃～45℃后，将所述第三储液装置6中的冷凝液输送至渗透汽化装置8中二次渗透汽化(气相侧真空度仍为1kPa)，而后所述第一冷凝装置9(冷却温度仍为-10℃～0℃)中得到110L的第一冷凝液(异丙醇含量为40％)，所述第二冷凝装置12中得到10L的第二冷凝液(异丙醇含量为50％)，冷凝液均可回收利用；二次渗透汽化后，所述第三储液装置6中的冷凝液COD为22000mg/L，与后一批的晶体硅制绒废水混合处理，即可。
综上所述，本发明的晶体硅制绒废水处理方法及其处理***中，工艺流程更简单，能耗更低，废水COD可降低至生化***能够承受的浓度范围内，并且可实现异丙醇溶液的回收利用。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种晶体硅制绒废水的处理方法，其特征在于，步骤包括：
S1、将第一储液装置(1)中的晶体硅制绒废水输送至第二储液装置(3)中，并将适量的酸输送至所述第二储液装置(3)中；待所述晶体硅制绒废水的pH调节至偏酸性后，将上层清液输送至过滤装置(5)中，并将沉淀污泥输送至压滤工段；将所述过滤装置(5)中得到的滤液输送至第三储液装置(6)中；
S2、待所述第三储液装置(6)中的液体升温后，将所述第三储液装置(6)中的液体输送至渗透汽化装置(8)中；将所述渗透汽化装置(8)中得到的液体输送回所述第三储液装置(6)中；所述第三储液装置(6)中的液体将循环步骤S2若干次，至所述第三储液装置(6)中的液体符合第一标准；
S3、将所述渗透汽化装置(8)中得到的气体输送至第一冷凝装置(9)；将所述第一冷凝装置(9)中得到的第一冷凝液输送至第四储液装置(10)中，并将所述第一冷凝装置(9)中得到的第一尾气输送至第二冷凝装置(12)；将所述第二冷凝装置(12)中得到的第二冷凝液输送至第五储液装置(13)中，并将所述第二冷凝装置(12)中得到的第二尾气输送至吸附装置(14)中；将所述第四储液装置(10)中的第一冷凝液与所述第五储液装置(13)中的第二冷凝液输送至第六储液装置(15)中，并将所述吸附装置(14)中得到的第三尾气输送至排放工段；
S4、分别将所述第三储液装置(6)中的液体与所述第六储液装置(15)中的冷凝液输送至所述换热装置(17)中，待所述液体与所述冷凝液换热完成后，将所述液体输送至生化处理工段，并将所述冷凝液输送至所述第三储液装置(6)中；所述第三储液装置(6)中的冷凝液将重复步骤S2-S3若干次，至所述第三储液装置(6)中的冷凝液符合第二标准。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S2的循环过程中，待所述第三储液装置(6)中的液体升温至50℃～60℃后，将所述第三储液装置(6)中的液体输送至渗透汽化装置(8)中。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S2的循环过程中，所述第一标准为所述第三储液装置(6)中液体的COD不高于5000mg/L。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S3中，所述渗透汽化装置(8)的气相侧真空度为1kPa-2kPa。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S3中，所述第一冷凝装置(9)的冷却温度为-10℃～0℃；所述第二冷凝装置(12)的冷却温度为5℃～10℃。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S4的重复过程中，待所述第三储液装置(6)中的冷凝液升温至35℃～45℃后，将所述第三储液装置(6)中的冷凝液输送至渗透汽化装置(8)中；所述第二标准为所述第三储液装置(6)中冷凝液的COD为20000mg/L～25000mg/L。
7.一种晶体硅制绒废水的处理***，适用于如权利要求1-6任一项所述的处理方法，其特征在于，包括：第一储液装置(1)、第二储液装置(3)、过滤装置(5)、第三储液装置(6)、渗透汽化装置(8)、第一冷凝装置(9)、第四储液装置(10)、第二冷凝装置(12)、第五储液装置(13)、吸附装置(14)、第六储液装置(15)以及换热装置(17)；
其中，所述第一储液装置(1)的出液口与所述第二储液装置(3)的第一进液口连接，所述第二储液装置(3)的出液口与所述过滤装置(5)的进液口连接，所述过滤装置(5)的出液口与所述第三储液装置(6)的进液口连接，所述第三储液装置(6)的出液口分别与所述渗透汽化装置(8)的进液口以及所述换热装置(17)的第一进液口连接，所述渗透汽化装置(8)的出液口与所述第三储液装置(6)的进液口连接；所述第一冷凝装置(9)的出液口与所述第四储液装置(10)的进液口连接；所述第二冷凝装置(12)的出液口与所述第五储液装置(13)的进液口连接；所述第四储液装置(10)的出液口以及所述第五储液装置(13)的出液口分别与所述第六储液装置(15)的进液口连接，所述第六储液装置(15)的出液口分别与所述第三储液装置(6)的进液口以及所述换热装置(17)的第二进液口连接，所述换热装置(17)的第一出液口与生化处理工段连接，所述换热装置(17)的第二出液口与所述第六储液装置(15)的进液口连接；
其中，所述渗透汽化装置(8)的出气口与所述第一冷凝装置(9)的进气口连接，所述第一冷凝装置(9)的出气口与所述第二冷凝装置(12)的进气口连接，所述第二冷凝装置(12)的出气口与所述吸附装置(14)的进气口连接，所述吸附装置(14)的出气口与排放工段连接；
其中，所述连接均为管路连接。
8.根据权利要求7所述的处理***，其特征在于，所述第二储液装置(3)设有第二进液口，所述第二储液装置(3)的排污口与压滤工段管路连接。
9.根据权利要求7所述的处理***，其特征在于，第三储液装置(6)内设有加热装置。
10.根据权利要求7所述的处理***，其特征在于，还包括：第一液泵(2)、第二液泵(4)、第三液泵(7)、气泵(11)以及第四液泵(16)；
其中，所述第一液泵(2)设于所述第一储液装置(1)出液口与所述第二储液装置(3)第一进液口的连接管路上；所述第二液泵(4)设于所述第二储液装置(3)出液口与所述过滤装置(5)进液口的连接管路上；所述第三液泵(7)设于所述第三储液装置(6)出液口与所述渗透汽化装置(8)进液口或/和所述换热装置(17)第一进液口的连接主管路上；所述气泵(11)设于所述第一冷凝装置(9)出气口与所述第二冷凝装置(12)进气口的连接管路上；所述第四液泵(16)设于所述第六储液装置(15)出液口与所述换热装置(17)第二进液口的连接管路上。
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