公布日：2023.10.27
申請日：2023.08.10
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F101
/30(2006.01)N;C02F101/12(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水處理方法及系統(tǒng)，包括廢水收集池、多級混凝沉淀池、澄清水池、儲泥池、活性炭過濾器，多介質(zhì)過濾器以及板框壓濾機；所述的廢水收集池與多級混凝沉淀池連接；所述的多級混凝沉淀池后端出水連接至澄清水池；所述的澄清水池、活性炭過濾器和多介質(zhì)過濾器依次連接；所述的多級混凝沉淀池底部出泥口連接至儲泥池，所述的儲泥池與板框壓濾機連接。本發(fā)明選擇二級混凝沉淀組合工藝進行有效去除二氧化硅、SS，在混凝沉淀工藝之后選擇了活性炭過濾工藝對水中的COD可以進行有效降解，以確保進蒸發(fā)系統(tǒng)的水質(zhì)要求。
權(quán)利要求書
1.一種顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括廢水收集池(1)、多級混凝沉淀池、澄清水池(5)、儲泥池(6)、活性炭過濾器(10)，多介質(zhì)過濾器(11)以及板框壓濾機(8)；所述的廢水收集池(1)與多級混凝沉淀池連接；所述的多級混凝沉淀池后端出水連接至澄清水池(5)；所述的澄清水池(5)、活性炭過濾器(10)和多介質(zhì)過濾器(11)依次連接；所述的多級混凝沉淀池底部出泥口連接至儲泥池(6)，所述的儲泥池(6)與板框壓濾機(8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的多級混凝沉淀池包括依次連接的機械攪拌澄清池(3)、絮凝池(13)和高效沉淀池(4)；所述機械攪拌澄清池(3)上有混凝劑投加口和廢鹽酸投加口；所述的絮凝池(13)上設(shè)有絮凝劑投加口；所述的高效沉淀池(4)頂部設(shè)有斜管模塊(14)，通過斜管模塊(14)出水至澄清水池(5)；所述高效沉淀池(4)的中部絮凝區(qū)(16)與絮凝池(13)連通；高效沉淀池(4)的底部污泥濃縮區(qū)(15)通過污泥回流和排放管線(17)分別連接至機械攪拌澄清池(3)或者儲泥池(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述高效沉淀池(4)的中部絮凝區(qū)(16)配備有刮泥機，所述刮泥機位于底部污泥濃縮區(qū)(15)上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述高效沉淀池(4)的中部絮凝區(qū)(16)設(shè)置有泥位檢測系統(tǒng)(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的機械攪拌澄清池(3)包括加藥池、第一反應(yīng)室、第二反應(yīng)室、導流室和分離室；所述加藥池上方設(shè)置混凝劑投加口，所述第一反應(yīng)室上方設(shè)置廢鹽酸投加口并配置攪拌機；所述第一反應(yīng)室與第一反應(yīng)室之間配備葉輪提升機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述分離室內(nèi)設(shè)有泥渣通過螺桿泵部分回流至第一反應(yīng)室，多余的泥渣外排。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述澄清水池(5)出水經(jīng)澄清水池提升泵(9)依次送入活性炭過濾器(10)和多介質(zhì)過濾器(11)內(nèi)處理；所述多介質(zhì)過濾器(11)后端連接至過濾產(chǎn)水池(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述儲泥池(6)通過污泥提升泵(7)連接至板框壓濾機(8)，經(jīng)板框壓濾機(8)除水后外運。
9.采用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)處理顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水的方法，其特征在于，包括如下步驟：S1：將廢水收集至廢水收集池(1)，依次通過多級混凝沉淀池去除水中固體懸浮物及二氧化硅，然后再經(jīng)活性炭過濾器(10)降低COD，然后再通過多介質(zhì)過濾器(11)進一步降低固體懸浮物以及濁度，以達到后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的進水水質(zhì)要求；S2：將多級混凝沉淀池產(chǎn)生的泥渣排放收集于儲泥池(6)內(nèi)，經(jīng)板框壓濾機(8)除水后外運。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)處理顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水的方法，其特征在于，步驟S1中，多級混凝沉淀池包括依次連接的機械攪拌澄清池(3)、絮凝池(13)和高效沉淀池(4)，高堿含硅廢水進入機械攪拌澄清池(3)內(nèi)，與混凝劑和廢鹽酸混合反應(yīng)，使得水中的懸浮物、膠體等生成絮體；然后進入絮凝池(13)內(nèi)與絮凝劑反應(yīng)，沉淀物最終排泥形式從水中分離出來；所述機械攪拌澄清池(3)的表面負荷取2.9～3.6m3/m2·h，停留時間為1.2～1.5h；所述高效沉淀池(4)表面負荷為12～25m3/m2·h，停留時間為0.5～1h。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效處理顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水的方法和系統(tǒng)，以高效處理高堿含硅廢水，確保硅烷氣洗滌裝置能有效置換和排放，硅烷氣洗滌徹底后無排放。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
一種顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水處理系統(tǒng)，包括廢水收集池、多級混凝沉淀池、澄清水池、儲泥池、活性炭過濾器，多介質(zhì)過濾器以及板框壓濾機；所述的廢水收集池與多級混凝沉淀池連接；所述的多級混凝沉淀池后端出水連接至澄清水池；所述的澄清水池、活性炭過濾器和多介質(zhì)過濾器依次連接；所述的多級混凝沉淀池底部出泥口連接至儲泥池，所述的儲泥池與板框壓濾機連接。
具體地，所述的多級混凝沉淀池包括依次連接的機械攪拌澄清池、絮凝池和高效沉淀池；所述機械攪拌澄清池上有混凝劑投加口和廢鹽酸投加口；所述的絮凝池上設(shè)有絮凝劑投加口；所述的高效沉淀池頂部設(shè)有斜管模塊，通過斜管模塊出水至澄清水池；所述高效沉淀池的中部絮凝區(qū)與絮凝池連通；高效沉淀池的底部污泥濃縮區(qū)通過污泥回流和排放管線分別連接至機械攪拌澄清池或者儲泥池。
進一步地，所述高效沉淀池的中部絮凝區(qū)配備有刮泥機，所述刮泥機位于底部污泥濃縮區(qū)上方。
進一步地，所述高效沉淀池的中部絮凝區(qū)設(shè)置有泥位檢測系統(tǒng)。
進一步地，所述的機械攪拌澄清池包括加藥池、第一反應(yīng)室、第二反應(yīng)室、導流室和分離室；所述加藥池上方設(shè)置混凝劑投加口，所述第一反應(yīng)室上方設(shè)置廢鹽酸投加口并配置攪拌機；所述第一反應(yīng)室與第一反應(yīng)室之間配備葉輪提升機構(gòu)。
進一步地，所述分離室內(nèi)設(shè)有泥渣通過螺桿泵部分回流至第一反應(yīng)室，多余的泥渣外排。
進一步地，所述澄清水池出水經(jīng)澄清水池提升泵依次送入活性炭過濾器和多介質(zhì)過濾器內(nèi)處理；所述多介質(zhì)過濾器后端連接至過濾產(chǎn)水池。
進一步地，所述儲泥池通過污泥提升泵連接至板框壓濾機，經(jīng)板框壓濾機除水后外運。
更進一步地，本發(fā)明還要求保護采用上述系統(tǒng)處理顆粒硅生產(chǎn)過程中高堿含硅廢水的方法，包括如下步驟：
S1：將廢水收集至廢水收集池，依次通過多級混凝沉淀池去除水中固體懸浮物及二氧化硅，然后再經(jīng)活性炭過濾器降低COD，然后再通過多介質(zhì)過濾器進一步降低固體懸浮物以及濁度，以達到后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的進水水質(zhì)要求；
S2：將多級混凝沉淀池產(chǎn)生的泥渣排放收集于儲泥池內(nèi)，經(jīng)板框壓濾機除水后外運。
具體地，步驟S1中，多級混凝沉淀池包括依次連接的機械攪拌澄清池、絮凝池和高效沉淀池，高堿含硅廢水進入機械攪拌澄清池內(nèi)，與混凝劑和廢鹽酸混合反應(yīng)，使得水中的懸浮物、膠體等生成絮體；然后進入絮凝池內(nèi)與絮凝劑反應(yīng)，沉淀物最終排泥形式從水中分離出來；
所述機械攪拌澄清池的表面負荷取2.9～3.6m3/m2·h，停留時間為1.2～1.5h；
所述高效沉淀池表面負荷為12～25m3/m2·h，停留時間為0.5～1h。
有益效果：
(1)相比傳統(tǒng)的混凝沉淀工藝，本發(fā)明選擇二級混凝沉淀組合工藝進行有效去除二氧化硅、SS；高堿含硅廢水中的COD較高，會影響后續(xù)蒸發(fā)系統(tǒng)的正常運行，在混凝沉淀工藝之后選擇了活性炭過濾工藝對水中的COD可以進行有效降解，以確保進蒸發(fā)系統(tǒng)的水質(zhì)要求。
(2)采用本系統(tǒng)，硅烷氣洗滌裝置能有效置換和排放，硅烷氣洗滌徹底后無排放，不會導致安全環(huán)保問題，放空管線不會著火，零風險。大量硅烷氣被液堿溶液洗滌后趨于飽和，飽和后有效置換，置換后的硅酸鈉高堿廢水經(jīng)高堿含硅廢水系統(tǒng)洗滌，環(huán)保及安全問題順利解決。產(chǎn)生的高堿含硅廢水使用廢鹽酸中和反應(yīng)，產(chǎn)生硅酸，硅酸化學性質(zhì)穩(wěn)定，除強堿、氫氟酸外不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。硅酸有多種分子構(gòu)成，如二硅酸(H2Si2O5)、偏硅酸、原硅酸(Si(OH)4或H4SiO4)等，為乳白色沉淀，并以膠態(tài)粒子、沉淀物或凝膠出現(xiàn)。凝膠中有部分水分蒸發(fā)掉，可得到一種多孔的干燥固態(tài)凝膠，即常見的二氧化硅凝膠，在板框壓濾機過濾情況下可以有效分離，從而將全硅含量降低，清液回用至零排放系統(tǒng)，循環(huán)利用。
（發(fā)明人：楊飛;陶睿;李咸江;韓佳麗;周偉;徐海）
