申請日2010.04.23
公開(公告)日2011.11.09
IPC分類號C02F101/14; C02F9/04
摘要
本發(fā)明公開了一種多晶硅太陽光伏電池生產(chǎn)廢水的除氟工藝，包括：步驟101，將高氟水、低氟水一并通入調(diào)節(jié)池，然后加入氧化鈣或氫氧化鈣攪拌溶解，使所述調(diào)節(jié)池內(nèi)水pH值為7;步驟103，將上述處理過的高氟水和低氟水通入反應(yīng)池，在所述反應(yīng)池內(nèi)加入除氟絮凝劑攪拌溶解，調(diào)節(jié)pH值使其介于6與7之間，所述除氟絮凝劑為帶有羥基的高錳酸復(fù)合鹽，當(dāng)所述反應(yīng)池內(nèi)粉紅色消失后，形成絮凝沉淀，然后將所述反應(yīng)池內(nèi)水過濾排出。本發(fā)明通過采用上述流程的多晶硅太陽光伏電池生產(chǎn)廢水的除氟工藝，能夠在水處理后降低原含氟廢水中的鹽含量和化學(xué)需氧量，降低原含氟廢水中的F-含量，同時不會對原含氟廢水造成二次污染。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種多晶硅太陽光伏電池生產(chǎn)廢水的除氟工藝，其特征在于，包括：
步驟101，將高氟水、低氟水一并通入調(diào)節(jié)池，然后加入氧化鈣或氫氧 化鈣攪拌溶解，使所述調(diào)節(jié)池內(nèi)水PH值為7;
步驟103，將上述處理過的高氟水和低氟水通入反應(yīng)池，在所述反應(yīng)池 內(nèi)加入除氟絮凝劑攪拌溶解，調(diào)節(jié)PH值使其介于6與7之間，所述除氟絮 凝劑為帶有羥基的高錳酸復(fù)合鹽，當(dāng)所述反應(yīng)池內(nèi)粉紅色消失后，形成絮凝 沉淀，然后將所述反應(yīng)池內(nèi)水過濾排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅太陽光伏電池生產(chǎn)廢水的除氟工藝，其 特征在于：在將上述處理過的高氟水和低氟水通入反應(yīng)池之前將調(diào)節(jié)池中的 絮凝沉淀過濾去除。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅太陽光伏電池生產(chǎn)廢水的除氟工藝，其 特征在于，所述除氟絮凝劑通過下述方法制得：
步驟201，向鹽酸溶液中加入鋁，至溶解完全，所述鹽酸中氯化氫與所 述鋁的質(zhì)量比為36.5∶64.26;
步驟203，將上述溶液冷卻后加入高錳酸鉀，溶解完全后即為除氟絮凝 劑液體產(chǎn)品，干燥后得到除氟絮凝劑固體產(chǎn)品。
說明書
多晶硅太陽光伏電池生產(chǎn)廢水的除氟工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種廢水的除氟工藝，尤其是涉及一種多晶硅太陽光伏電池 生產(chǎn)廢水的除氟工藝。
背景技術(shù)
隨著全球?qū)μ柲芗夹g(shù)的開發(fā)和利用，多晶硅太陽光伏電池生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)得 到了很快的發(fā)展。但是在目前的多晶硅太陽能電池產(chǎn)業(yè)中會產(chǎn)生大量的含氟 廢水，對環(huán)境污染非常嚴(yán)重。含氟廢水根據(jù)水中的含F(xiàn)-量分為高氟水和低氟 水，其中高氟水的含氟量大于20000mg/L，一般PH值<1，酸性很高，幾乎是 酸液，占含氟廢水量的1%左右，主要來自各工序酸洗，混合酸洗液;低氟水 中的含氟量為100-400mg/L，PH介于3和4之間，占含氟廢水的99%左右， 主要來自清洗廢水，堿洗廢水，廢氣吸收塔排水和高氟水預(yù)處理后的廢水。 傳統(tǒng)的含氟廢水在處理之前需要對高氟水進(jìn)行預(yù)處理，在高氟水中加入電石 渣或石灰，使其PH值介于9和10之間，利用Ca2+與F-反應(yīng)生成CaF2，絮凝 沉淀后，將其上清液進(jìn)入低氟水處理系統(tǒng)進(jìn)一步處理，高氟水預(yù)處理后 F-<50mg/L，PH值介于8和9之間。在低氟水處理過程中，先把電石渣或石 灰加入低氟水中，將PH值調(diào)整到7與8之間，然后加入氯化鈣、聚合氯化 鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，經(jīng)沉淀池將水中的CaF2絮凝沉淀下來， 達(dá)到除氟目的。
上述含氟廢水傳統(tǒng)除氟工藝的主導(dǎo)思想是在含氟廢水中盡量加大Ca2+的 含量，使F-形成CaF2沉淀去除。但這種除氟工藝存在著以下缺點：
1、處理后出水水質(zhì)含氟量不穩(wěn)定
傳統(tǒng)除氟工藝采用連續(xù)式即隨廢水進(jìn)入隨加藥劑，這種連續(xù)式工藝看 似合乎工業(yè)化生產(chǎn)，但此工藝帶有隨機(jī)性，進(jìn)水水質(zhì)的含氟量就不穩(wěn)定， 加入除氟藥劑量也難以均勻，必然造成出水水質(zhì)含氟量的不穩(wěn)定。
2、處理后出水水質(zhì)含鹽量太高
含氟廢水本身的鹽分就很高，在除氟工藝中又需要加入氯化鈣、氧化 鈣、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺等藥劑，又增加了其含鹽量。
3、處理后出水水質(zhì)化學(xué)需氧量(COD)偏高
由于多晶硅太陽能電池產(chǎn)業(yè)制作工藝中需要對原料硅進(jìn)行切片，在切 片過程中會使硅片表面產(chǎn)生一層損傷層，形成晶格高度扭曲和一個較深的 彈性變形層，對電池性能會造成不良影響，所以對硅片的表面需要化學(xué)清 洗、表面腐蝕和絨面制備。在絨面制備過程中，絨面狀的硅表面，每平方 厘米形成幾百萬個的四面方椎體，使入射光在其表面可獲得多次反射和折 射，增加光的吸收，提高電池效率。絨面硅片的制備所用腐蝕液是NaOH 稀溶液中加入乙二醇即甘醇作絡(luò)合劑，利用對硅的腐蝕來制備絨面，這樣 就在含氟廢水引入了乙二醇，而且并未清除，導(dǎo)致處理后出水水質(zhì)化學(xué)需 氧量偏高。
4、處理后出水水質(zhì)的含F(xiàn)-量總在30mg/L左右
這是因為，一方面根據(jù)CaF2的溶度積常數(shù)(Ksp)=2.7×10-11計算， CaF2在純水中的飽和溶解濃度下，F(xiàn)-含量為7.182mg/L，Ca2+含量為 7.56mg/L。也就是說，在含有F-的水中，只要Ca2+大于7.56mg/L，F(xiàn)-含量 就會小于7.182mg/L，Ca2+含量越高，F(xiàn)-含量就越低。但在多晶硅產(chǎn)業(yè)的含 氟廢水中，Ca2+的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于7.56mg/L，但是F-含量不但沒有小于 7.182mg/L，反而總在30mg/L左右，原因是7.182mg/L是CaF2在純水中的 F-含量的理論值，而含氟廢水中含鹽量極高，在這樣的廢水中，Ca2+有大量 的負(fù)離子包圍，而F-同樣有大量的正離子包圍，勢必使CaF2的形成受阻， 換句話說，CaF2的飽和溶解濃度比純水中的飽和溶解濃度會大得多，這就 是鹽效應(yīng)，也就是含氟廢水經(jīng)處理后含F(xiàn)-量總在30mg/L左右的原因之一。
另一方面由于在含氟廢水引入了乙二醇，它對除氟的影響也很大。眾 所周知，甘醇自身具有聚合作用，其原因是它具有二個羥基，羥基上的氫 幾乎呈裸體質(zhì)子狀態(tài)，因此具有很強(qiáng)的正電性，也就是具有氫鍵。氫鍵不 但引起自身發(fā)生聚合，而且對F-吸引力更強(qiáng)，使F-與乙二醇形成形式存在于廢水中，阻止CaF2的形成。
因此，在傳統(tǒng)除氟工藝中無論怎樣加大Ca2+的含量，其出水水質(zhì)含F(xiàn)-量仍在20-30mg/L左右。
5、處理后出水水質(zhì)造成二次污染
傳統(tǒng)除氟工藝Ca2+的來源主要從電石渣中獲取。眾所周知，電石渣含有 碳化鈣CaC2，加入到廢水中，生成C2H2和Ca(OH)2，雖然提供了大量Ca2+， 但卻放出無色有毒乙炔氣體C2H2，由于雜質(zhì)的存在其常有一種難聞的氣味， 對環(huán)保工人危害極大，并且乙炔在水中有相當(dāng)?shù)娜芙舛�，室溫下一體積的水 約溶一體積的乙炔，對處理后的出水造成二次污染。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多晶硅太陽光伏電池生產(chǎn)廢水的除氟工藝，能 夠在水處理后降低原含氟廢水中的鹽含量和化學(xué)需氧量，降低原含氟廢水中 的F-含量，同時不會對原含氟廢水造成二次污染。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多晶硅太陽光伏電池生產(chǎn)廢水的除 氟工藝，包括：
步驟101，將高氟水、低氟水一并通入調(diào)節(jié)池，然后加入氧化鈣(CaO) 或氫氧化鈣(Ca(OH)2)攪拌溶解，使所述調(diào)節(jié)池內(nèi)水PH值為7;
步驟103，將上述處理過的高氟水和低氟水通入反應(yīng)池，在所述反應(yīng)池 內(nèi)加入除氟絮凝劑攪拌溶解，調(diào)節(jié)PH值使其介于6與7之間，所述除氟絮 凝劑為帶有羥基的高錳酸復(fù)合鹽，當(dāng)所述反應(yīng)池內(nèi)粉紅色消失后，形成絮凝 沉淀，然后將所述反應(yīng)池內(nèi)水過濾排出。
因此，本發(fā)明通過采用上述流程的多晶硅太陽光伏電池生產(chǎn)廢水的除氟 工藝，能夠在水處理后降低原含氟廢水中的鹽含量和化學(xué)需氧量，降低原含 氟廢水中的F-含量，同時不會對原含氟廢水造成二次污染。
