公布日：2023.05.09
申請(qǐng)日：2022.12.30
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/60(2023.01)N;C02F5/02(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及多晶硅技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括預(yù)濃縮單元，用于對(duì)高鹽廢水進(jìn)行初步濃縮分離，得到預(yù)濃縮液和回收淡水；預(yù)處理單元，用于去除預(yù)濃縮液中的堿度、硬度和硅，以及絕大部分懸浮物；除硬裝置，用于去除預(yù)處理后的預(yù)濃縮液中殘留的硬度；膜濃縮單元，用于對(duì)除硬后的預(yù)濃縮液進(jìn)一步濃縮，得到終濃縮液和回收淡水。本發(fā)明針對(duì)硅含量較大、硬度大、含鹽量高等廢水水質(zhì)特點(diǎn)，采取“預(yù)濃縮+預(yù)處理+除硬裝置+膜濃縮”的處理工藝，進(jìn)行分類逐步處理；不僅能夠降低廢水處理的能耗，提高水回收率；而且能夠有效處理高硅、高鹽廢水，實(shí)現(xiàn)廢水近零排放。
權(quán)利要求書
1.一種晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)，其特征在于：包括預(yù)濃縮單元、預(yù)處理單元、除硬裝置及膜濃縮單元，預(yù)濃縮單元，用于對(duì)高鹽廢水進(jìn)行初步濃縮分離，得到預(yù)濃縮液和回收淡水；預(yù)處理單元，用于去除預(yù)濃縮液中的堿度、硬度和硅，以及絕大部分懸浮物；除硬裝置，用于去除預(yù)處理后的預(yù)濃縮液中殘留的硬度；膜濃縮單元，用于對(duì)除硬后的預(yù)濃縮液進(jìn)一步濃縮，得到終濃縮液和回收淡水，終濃縮液達(dá)到蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)水條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)濃縮單元包括一級(jí)濃水反滲透裝置，用于對(duì)廢水進(jìn)行初步濃縮分離，得到預(yù)濃縮液和回收淡水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)處理單元包括調(diào)節(jié)池、高效一體化澄清裝置、雙介質(zhì)過濾器、超濾裝置；調(diào)節(jié)池，與一級(jí)濃水反滲透裝置連通，用于將預(yù)濃縮液攪拌均勻；高效一體化澄清裝置，與調(diào)節(jié)池連通，用于去除預(yù)濃縮液中的堿度、硬度和硅；雙介質(zhì)過濾器，與高效一體化澄清裝置連通，用于去除部分懸浮物；超濾裝置，與雙介質(zhì)過濾器連通，用于去除絕大部分懸浮物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)，其特征在于：所述除硬裝置包括鈉床，與所述超濾裝置連通，用于去除經(jīng)超濾過濾后的預(yù)濃縮液中殘留的鈣鎂離子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)，其特征在于：所述膜濃縮單元包括二級(jí)濃水反滲透裝置和STRO裝置，二級(jí)濃水反滲透裝置，與所述除硬裝置連通，用于對(duì)除硬后的濃縮液進(jìn)行濃縮和淡水回收；STRO裝置，與所述二級(jí)濃水反滲透裝置連通，用于對(duì)二級(jí)濃水反滲透濃縮后的濃縮液進(jìn)一步進(jìn)行濃縮，得到終濃縮液和回收淡水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)，其特征在于：還包括蒸發(fā)結(jié)晶裝置，與所述STRO裝置連通，用于對(duì)終濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，以分離出水分和鹽分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)，其特征在于：所述一級(jí)濃水反滲透裝置的淡水出水口與回收水箱管道相連，二級(jí)濃水反滲透裝置的淡水出水口與回收水箱管道相連，STRO裝置的淡水出水口與回收水箱管道相連，STRO裝置的終濃縮液出水口與蒸發(fā)結(jié)晶裝置管道相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)，其特征在于：所述高效一體化澄清裝置的排泥口連接有污泥處理裝置，污泥處理裝置包括通過污泥管線連接的污泥濃縮池和廂式板框壓濾機(jī)；高效一體化澄清裝置的排泥口與污泥濃縮池的進(jìn)泥口通過污泥管道連接，所述的污泥濃縮池中的上清液及廂式板框壓濾機(jī)的排水通過管道與調(diào)節(jié)池連接。
9.一種晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理方法，其特征在于：包括如下的步驟：（1）、將高鹽廢水排入預(yù)濃縮單元進(jìn)行初步濃縮分離，得到預(yù)濃縮液和回收淡水；（2）、將預(yù)濃縮液排入預(yù)處理單元去除預(yù)濃縮液中的堿度、硬度和硅，以及絕大部分懸浮物；（3）、將預(yù)處理后的濃縮液排入除硬裝置去除預(yù)濃縮液中殘留的硬度；（4）、將除硬后的濃縮液排入膜濃縮單元進(jìn)一步濃縮，得到終濃縮液和回收淡水；終濃縮液達(dá)到蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)水條件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理方法，其特征在于：包括如下的步驟：（1）、將高鹽廢水排入一級(jí)濃水反滲透裝置進(jìn)行初步濃縮分離，得到預(yù)濃縮液和回收淡水；（2）、將預(yù)濃縮液排入調(diào)節(jié)池?cái)嚢杈鶆颍蝗缓筮M(jìn)入高效一體化澄清裝置，投加氫氧化鈉及碳酸鈉去除預(yù)濃縮液中的堿度和硬度；投加氧化鎂藥劑強(qiáng)化除硅；接著進(jìn)入雙介質(zhì)過濾器去除部分懸浮物，使預(yù)濃縮液濁度降到1NTU以內(nèi)；再進(jìn)入超濾裝置去除絕大部分懸浮物，使?jié)岫冉抵?/span>0.1NTU以內(nèi)；（3）、將超濾處理后的濃縮液排入鈉床去除預(yù)濃縮液中殘留的鈣鎂離子，使硬度降至0.02mmol/L以內(nèi)；（4）、將除硬后的濃縮液排入二級(jí)濃水反滲透裝置對(duì)除硬后的濃縮液進(jìn)行濃縮和淡水回收；然后進(jìn)入STRO裝置對(duì)濃縮液再次進(jìn)行濃縮，得到終濃縮液和回收淡水；終濃縮液達(dá)到蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)水條件后進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)及方法，它不僅能夠降低廢水處理的能耗，提高水回收率；而且能夠有效處理高硅、高鹽廢水，實(shí)現(xiàn)廢水近零排放。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)，包括預(yù)濃縮單元、預(yù)處理單元、除硬裝置及膜濃縮單元，預(yù)濃縮單元，用于對(duì)高鹽廢水進(jìn)行初步濃縮分離，得到預(yù)濃縮液和回收淡水；預(yù)處理單元，用于去除預(yù)濃縮液中的堿度、硬度和硅，以及絕大部分懸浮物；除硬裝置，用于去除預(yù)處理后的預(yù)濃縮液中殘留的硬度；膜濃縮單元，用于對(duì)除硬后的預(yù)濃縮液進(jìn)一步濃縮，得到終濃縮液和回收淡水，終濃縮液達(dá)到蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)水條件。
作為本發(fā)明所述晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述預(yù)濃縮單元包括一級(jí)濃水反滲透裝置，用于對(duì)廢水進(jìn)行初步濃縮分離，得到預(yù)濃縮液和回收淡水。
作為本發(fā)明所述晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述預(yù)處理單元包括調(diào)節(jié)池、高效一體化澄清裝置、雙介質(zhì)過濾器、超濾裝置；調(diào)節(jié)池，與一級(jí)濃水反滲透裝置連通，用于將預(yù)濃縮液攪拌均勻；高效一體化澄清裝置，與調(diào)節(jié)池連通，用于去除預(yù)濃縮液中的堿度、硬度和硅；雙介質(zhì)過濾器，與高效一體化澄清裝置連通，用于去除部分懸浮物；超濾裝置，與雙介質(zhì)過濾器連通，用于去除絕大部分懸浮物。
作為本發(fā)明所述晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述除硬裝置包括鈉床，與所述超濾裝置連通，用于去除經(jīng)超濾過濾后的預(yù)濃縮液中殘留的鈣鎂離子。
作為本發(fā)明所述晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述膜濃縮單元包括二級(jí)濃水反滲透裝置和STRO裝置，二級(jí)濃水反滲透裝置，與所述除硬裝置連通，用于對(duì)除硬后的濃縮液進(jìn)行濃縮和淡水回收；STRO裝置，與所述二級(jí)濃水反滲透裝置連通，用于對(duì)二級(jí)濃水反滲透濃縮后的濃縮液進(jìn)一步進(jìn)行濃縮，得到終濃縮液和回收淡水。
作為本發(fā)明所述晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，還包括蒸發(fā)結(jié)晶裝置，與所述STRO裝置連通，用于對(duì)終濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，以分離出水分和鹽分。
作為本發(fā)明所述晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述一級(jí)濃水反滲透裝置的淡水出水口與回收水箱管道相連，二級(jí)濃水反滲透裝置的淡水出水口與回收水箱管道相連，STRO裝置的淡水出水口與回收水箱管道相連，STRO裝置的終濃縮液出水口與蒸發(fā)結(jié)晶裝置管道相連。
作為本發(fā)明所述晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述高效一體化澄清裝置的排泥口連接有污泥處理裝置，污泥處理裝置包括通過污泥管線連接的污泥濃縮池和廂式板框壓濾機(jī)；高效一體化澄清裝置的排泥口與污泥濃縮池的進(jìn)泥口通過污泥管道連接，所述的污泥濃縮池中的上清液及廂式板框壓濾機(jī)的排水通過管道與調(diào)節(jié)池連接。
一種晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理方法，包括如下的步驟：（1）、將高鹽廢水排入預(yù)濃縮單元進(jìn)行初步濃縮分離，得到預(yù)濃縮液和回收淡水；（2）、將預(yù)濃縮液排入預(yù)處理單元去除預(yù)濃縮液中的堿度、硬度和硅，以及絕大部分懸浮物；（3）、將預(yù)處理后的濃縮液排入除硬裝置去除預(yù)濃縮液中殘留的硬度；（4）、將除硬后的濃縮液排入膜濃縮單元進(jìn)一步濃縮，得到終濃縮液和回收淡水；終濃縮液達(dá)到蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)水條件進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置。
作為本發(fā)明所述晶體硅生產(chǎn)的高鹽廢水濃縮處理方法的一種優(yōu)選方案，包括如下的步驟：（1）、將高鹽廢水排入一級(jí)濃水反滲透裝置進(jìn)行初步濃縮分離，得到預(yù)濃縮液和回收淡水；（2）、將預(yù)濃縮液排入調(diào)節(jié)池?cái)嚢杈鶆�；然后進(jìn)入高效一體化澄清裝置，投加氫氧化鈉及碳酸鈉去除預(yù)濃縮液中的堿度和硬度；投加氧化鎂藥劑強(qiáng)化除硅；接著進(jìn)入雙介質(zhì)過濾器去除部分懸浮物，使預(yù)濃縮液濁度降到1NTU以內(nèi)；再進(jìn)入超濾裝置去除絕大部分懸浮物，使?jié)岫冉抵?/span>0.1NTU以內(nèi)；（3）、將超濾處理后的濃縮液排入鈉床去除預(yù)濃縮液中殘留的鈣鎂離子，使硬度降至0.02mmol/L以內(nèi)；（4）、將除硬后的濃縮液排入二級(jí)濃水反滲透裝置對(duì)除硬后的濃縮液進(jìn)行濃縮和淡水回收；然后進(jìn)入STRO裝置對(duì)濃縮液再次進(jìn)行濃縮，得到終濃縮液和回收淡水；終濃縮液達(dá)到蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)水條件后進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：（1）本發(fā)明針對(duì)硅含量較大、硬度大、含鹽量高等廢水水質(zhì)特點(diǎn)，采取“預(yù)濃縮+預(yù)處理+除硬裝置+膜濃縮”的處理工藝，進(jìn)行分類逐步處理；不僅能夠降低廢水處理的能耗，提高水回收率；而且能夠有效處理高硅、高鹽廢水，實(shí)現(xiàn)廢水近零排放。
（2）本發(fā)明采用鈉床去除水中硬度，可以有效避免膜濃縮系統(tǒng)及蒸發(fā)結(jié)晶裝置出現(xiàn)結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。
（3）本發(fā)明膜濃縮采用二級(jí)濃水反滲透裝置和STRO裝置組合，STRO濃水測(cè)硅含量未超過200mg/L，不會(huì)對(duì)膜濃縮系統(tǒng)產(chǎn)生結(jié)垢和污堵風(fēng)險(xiǎn)，其出水TDS含量在90000mg/L以上，能滿足蒸發(fā)結(jié)晶裝置進(jìn)水要求。
（發(fā)明人：汪旭;向磊;甘露;李中柱;陳院林;方世俊;田彬）
