[發(fā)明專(zhuān)利]一種回收含硅廢水中可溶性硅的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010367923.6
• 申請(qǐng)日: 2020-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111635066B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈家鋒;邵進(jìn);王益慶;邵彬彬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽進(jìn)化硅納米材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F9/14
• 分類(lèi)號(hào): C02F9/14
• 代理公司: 北京超凡宏宇專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王煥

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N回收含硅廢水中可溶性硅的方法和系統(tǒng)，含硅廢水預(yù)處理后泵入電絮凝裝置中，經(jīng)電絮凝后廢水中產(chǎn)生含硅絮狀物，電絮凝后的廢水從排水口排入沉淀裝置中，加入絮凝添加劑加速含硅絮狀物凝聚沉降，再經(jīng)過(guò)濾裝置，固液分離得到含硅沉降物和澄清的廢水，含硅沉降物干燥得到含硅副產(chǎn)物，澄清的廢水泵入反滲透系統(tǒng)進(jìn)行膜濃縮，分離得到高鹽含量濃水和低鹽含量的淡水，淡水進(jìn)行生產(chǎn)回用，濃水加入除硅劑進(jìn)行二次除硅，達(dá)到回收的目的。本發(fā)明所提供的方法除硅效率高，是一條高效經(jīng)濟(jì)又環(huán)境友好的水處理方法。本發(fā)明所提供的回收含硅廢水中可溶性硅的系統(tǒng)，設(shè)備成熟度高、易于工業(yè)化，能夠?qū)崿F(xiàn)廢水除硅，減少硅垢產(chǎn)生，減少設(shè)備維護(hù)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含硅廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種回收含硅廢水中可溶性硅的方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著電子行業(yè)的進(jìn)步和大規(guī)模的生產(chǎn)，二氧化硅作為主要原料，其生產(chǎn)、合金拋光、打磨行業(yè)、石英砂行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生大量的含硅廢水。例如在硅片的加工過(guò)程中，有高達(dá)50％-52％的晶體硅以硅粉的形式損失掉了。含硅廢水中的硅粉非常細(xì)，粒徑在0.1-1毫米范圍。原料石英砂、水玻璃經(jīng)過(guò)反應(yīng)形成廢水中的硅，反應(yīng)過(guò)程中新生態(tài)的二氧化硅最初處于晶質(zhì)狀態(tài)，形成真溶液，但可溶性的二氧化硅具有很大的聚合能力，可逐漸結(jié)合在一起形成典型的帶負(fù)電的二氧化硅膠體溶液。水中膠體硅和可溶性硅之間可以相互轉(zhuǎn)換，這些廢水一般顯堿性，且溫度較高，廢水中膠體硅易轉(zhuǎn)換為可溶性硅，如果直接排放至自然水體中，隨著pH和溫度降低，二氧化硅成凝膠或絮狀物沉出，形成白水，污染水體，堵塞水道。

廢水中的可溶性硅是潛在的可利用資源。現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于含硅廢水的處理手段，一般是加入適當(dāng)?shù)男跄砑觿缇酆下然X、聚合FeCl3、PP酰胺等，使其絮凝沉淀，然后分離沉淀。但使用絮凝添加劑的方法成本高、效率低、處理效果差等。或者采用混凝除硅、反滲透除硅、超濾除硅、離子交換除硅等，其中混凝除硅操作簡(jiǎn)便、流程簡(jiǎn)單、應(yīng)用最為廣泛。

但是，混凝硅是利用某些金屬的氧化物或氫氧化物對(duì)硅的吸附或凝聚來(lái)達(dá)到除硅目的的一種物理化學(xué)方法，這是一種非深度除硅的方法，可分為鎂劑除硅、鋁鹽除硅、鐵鹽除硅和石灰除硅。單一的混凝沉淀可去除60％的膠體硅，溶解硅去除率低，反應(yīng)條件要求高，廢水除硅效果較差，藥劑投加量大且出水水質(zhì)不穩(wěn)定。

而反滲透除硅、超濾除硅、離子交換除硅等方法，都需要使用到相應(yīng)功能的膜，隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的增加，即使添加阻垢劑，大量的可溶性硅也會(huì)在膜的孔上附著、聚集，隨著搭橋效應(yīng)的增加，最終導(dǎo)致膜孔堵塞、失效，增加了處理成本，無(wú)法適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)廢水的穩(wěn)定處理。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所提供的一種回收含硅廢水中可溶性硅的方法廢水中的除硅方法和裝置，首先將含硅廢水調(diào)節(jié)電導(dǎo)率≥5000μs/cm，保證較佳電絮凝的濃度，有利于提高電絮凝效率和節(jié)省能耗，再泵入電絮凝裝置中，經(jīng)電絮凝后廢水中產(chǎn)生含硅絮狀物，電絮凝后的廢水從排水口排入沉淀池中，加入絮凝添加劑加速含硅絮狀物凝聚沉降，再經(jīng)過(guò)濾裝置，固液分離得到含硅沉降物和澄清的廢水，含硅沉降物干燥得到含硅產(chǎn)物一，主成分為硅酸鋁、硅酸鐵、硅酸銅、硅酸鋅等。澄清的廢水泵入反滲透系統(tǒng)進(jìn)行膜濃縮，分離得到高鹽電導(dǎo)率濃水和低電導(dǎo)率的淡水，淡水進(jìn)行生產(chǎn)回用，高鹽含量濃水加入除硅劑進(jìn)行二次除硅，回收主成分為二氧化硅的含硅副產(chǎn)物二(主要成分為二氧化硅)，達(dá)到回收含硅廢水中硅的目的，且該方法成本低，所使用的設(shè)備成熟度高，易于工業(yè)化。另外，配合電滲析、蒸發(fā)器、膜過(guò)濾等設(shè)備可以進(jìn)一步回收淡水資源或回收無(wú)機(jī)鹽。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

一種回收含硅廢水中可溶性硅的方法，包括以下步驟：

(a)、調(diào)節(jié)廢水的電導(dǎo)率≥5000μs/cm，然后進(jìn)行電絮凝處理，再加入絮凝添加劑，待含硅絮狀物凝聚沉降后，進(jìn)行固液分離，得到含硅沉降物和澄清的廢水，干燥所述含硅沉降物，得到含硅副產(chǎn)物一；