多晶硅废水的处理及技术应用.docx

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1、多晶硅废水的处理及技术应用周一字;韦木杏【摘 要】本文综述了多晶硅废水的处理工艺,结合某多晶硅企业废水处理实践结果说明该工艺能满足国家排放标准,经过运用技术可以到达中水回用的要求.【期刊名称】江西化工【年(卷),期】2023(000)001【总页数】3 页(P115-117)【关键词】多晶硅;废水;达标排放;中水回用【作 者】周一字;韦木杏【作者单位】江西赛维 LDK 光伏硅科技;江西赛维多晶硅科技【正文语种】中 文多晶硅行业内多数承受工艺成熟的“改进西门子法”进展多晶硅生产，即氯化氢与硅粉反响生成三氯氢硅，提纯后的三氯氢硅在复原炉内进展化学气相沉积反响得到高纯多晶硅，而处理副产物四氯化硅的方

2、法，大多承受“四氯化硅低温氢化法”， 即四氯化硅与氢气及硅粉反响生成三氯氢硅，三氯氢硅再返回多晶硅系统，如图 1 所示。图 1在多晶硅生产过程中因生产工艺、设备条件和治理水公平不同，所排放的废水，水质、水量与排放规律也有所不同，废水中除不能被利用的废弃物外，常含有流失的原材料、中间产品、最终产品和副产品等，均构成危害环境的污染物，主要污染物PH 值2，氯化物较高，综合回收不好的企业甚至高达 10000mg/L 以上，悬浮物大于 500mg/L，COD 根本上在 100mg/L 以下，现代废水处理主要的处理方式按作用原理可以分为物理法、化学法、物理化学法和生化法四大类，往往要承受多种方法组合成的

3、处理工艺系统，才能到达预期要求的处理效果，科学有效的治理已刻不容缓。一、多晶硅工业废水处理工艺目前多晶硅生产企业在多晶硅生产过程中已实现四氯化硅全部氢化再利用、低沸物回收提纯再次进入多晶硅系统、提纯高沸残液回收制白碳黑、置换放空尾气深冷回收、置换放空氢气回收用于氢化和白碳黑及三氯氢硅合成系统、氯化氢经制酸及解析供三氯氢硅再利用等闭路循环综合回收技术的稳定应用，进入生产废水系统的氯硅烷，已大大削减。某多晶硅生产企业运用先进技术工艺设备，在多晶硅废水处理中解决了氯硅烷残液处理废水常常堵塞，需人工或机械刮捞的问题，经过几年的运行实践，处理效果显著，实现了长期稳定运行。其废水的产生环节及排放状况如下:

4、(1) 由于硅粉本身含有 2%3%的铁、铝、钙等金属杂质，导致三氯氢硅合成法和四氯化硅低温氢化法必定产生肯定量的含有杂质的氯硅烷废液，经水解处理后产生的碱性废水;(2) 未回收利用的氯化氢、提纯分别塔的不凝气体、复原炉开停炉置换尾气、各系统检修时的置换尾气等工艺废气经尾气淋洗塔淋洗处理产生的碱性废水，其水量与工艺废气的排放量、氯硅烷和氯化氢的浓度有直接的关系;(3) 纯水制备产生的排污水，主要污染物是氯化物;(4) 硅芯蚀刻清洗和废气淋洗废水，主要污染物是硝酸、氢氟酸及其钠盐; (5)复原钟罩清洗碱性废水，主要污染物是二氧化硅;(6)全厂各处雨水收集池的地面排水;以上(1)、(2)项所描述的废

5、水是多晶硅生产废水的主要组成局部，废水排放状况见表 1。表 1 废水排放状况废水种类 水质状况 排放水量 排放制度氯硅烷废液水解反响液PH10 50m3/h 连续排放尾气淋洗水 PH10 45m3/h 连续排放纯水排污水 RO 和 EDI 浓水 3m3/d 连续排放硅芯蚀刻清洗和废气淋洗废水 含硝酸、氢氟酸、微小硅粉 1m3/d 连续排放复原钟罩清洗废水 10m3/d 连续排放全厂各处雨水收集池的地面排水 5m3/d 连续排放全部废水通过管道排入废水处理调整槽内混合为无机碱性废水，不含有机物和重金属，混合后的废水水质指标及处理后要求到达的排放标准见表 2。表 2 废水水质指标表 mg/L10

6、30110 500 34 7001300 执行排放标准 69100 70 10 氟化物 氯化物废水调整槽指标 PH 值 COD SS 废水处理工艺流程见图 2。图 2在国内处理含杂质氯硅烷液体的方法大多为水解法，依据工艺处理条件主要分为 2 种，一种酸性法是将含杂质的氯硅烷与水在水解反响装置中直接进展反响，在酸性条件下最终生成二氧化硅、氯化钠和氢气等化学物质，反响所产生的 HCL 气体和氢气被输送到 HCL 洗涤塔进展洗涤，洗涤后直接大气排放;其次种碱性法将含杂质的氯硅烷与水、氢氧化钠在水解装置中进展反响，在强碱性条件下最终生成硅酸钠、氯化钠和氢气等化学物质，反响所产生的 HCL 气体大局部被

7、氢氧化钠中和，少量HCL 气体和氢气被输送到 HCL 洗涤塔进展洗涤，洗涤后直接大气排放。含有硅酸钠的反响液被输送到下级处理装置作进一步处理。在氯硅烷废液处理过程中会发生如下化学反响:中间产物偏硅酸、氯化氢与氢氧化钠连续进展化学反响:集合至废水调整池内的各个工艺系统排放的废水，通过自动化掌握系统设定目标PH 值，掌握自动计量阀添加 98%浓硫酸和氢氧化钠进展反响及 PH 值调整，将PH 值调整到 89 之间，将硅酸钠复原成二氧化硅，在处理过程发生的化学反响如下:反响生成的二氧化硅颗粒格外细小，粒径在 510 微米之间，不能用重力沉降法分别，而必需首先投加混凝剂来破坏它们的稳定性，经过脱稳、吸附

8、架桥等反响过程，使其相互聚拢，快速形成数百微米以至数毫米密实的矾花和较大的絮体，在废水调整池下层渐渐浓缩，到达肯定程度后将输送到相应的压滤机进展过滤;上层清液可溢流至 PH 值调整槽或与浓缩污泥一起经过压滤机过滤;为保证出水水质合格， 经过压滤机过滤出来的滤液进入 PH 调整槽进展处理，通过自动化掌握系统设定目标 PH 值来掌握自动计量阀添加酸或碱，低速搅拌机把参加的化合物和废水混合均匀，将 PH 值调整至 69，输送泵把处理过的废水输送到城市卫生废水处理系统。承受上述工艺处理的多晶硅生产废水后处理结果见表 3、表 4。表 3 处理后废水水质指标表 mg/L 序号 PH 值 COD SS 氟化

9、物 氯化物 1 7.85 97.9 5.33 0.072 1276.6 2 8.10 44.33 12.33 0.073 800.9 3 8.26 67.9 1.670.0956 1287.2 4 7.8 51.4 7 0.747 990.3 5 7.73 67.2 13.33 1.19 1333.3 6 7.5643.1 21.3 1.69 1308.5 7 7.98 86.2 15.0 0.419 721.0 8 8.39 59.3 13.3 0.355831.6 9 7.9 97.9 34.0 0.46 815.9 10 8.43 76.6 4.3 0.39 1138.4表 4 滤渣组份

10、分析表 %指标名称 H2O Si02 Ca 氟化物 氯化物 PO34As Pb Hg 压滤滤渣 38.3 49.3 0.76 11.66 0.00063 表 5 滤渣浸出液分析表 mg/L 指标名称 PH 值 Cu Se2 Cd 氟化物 Cr As Pb Hg 压滤滤渣 78 0.0097 0.0075 0.0027 0.581 0.007 0.0053 0.0042 未检出以上结果可以看出，多晶硅生产废水经过此处理工艺处理后外排废水可以均到达国 家一级排放标准(GB89781996);处理后的固体废物的主要成分为二氧化硅，其浸 出液酸碱适中，无有机物和重金属污染物，属于一般固体废物，可以直接填埋处理。二、结论与建议本文所述的处理工艺可以保证多晶硅生产废水的稳定达标排放，固体废渣属于一般固体废物，可以直接填埋处理，不会对环境造成二次污染。多晶硅生产废水中含有较高的氯离子，各多晶硅生产企业应当尽快完善生产工艺， 提升氯硅烷和氯化氢的回收利用技术，从根本上削减氯离子的排放;同时，随着膜技术的升级与优化，在多晶硅废水处理过程中结合膜技术到达中水回用这个目的， 可以为很多多晶硅生产企业解决工厂所在地供水资源紧急的问题。