光伏行业多晶硅废水怎么处理|多晶硅废水处理方法

多晶硅工业及其废水处理全解析

多晶硅工业介绍

多晶硅，作为半导体和光伏产业的重要原料，具有广泛的应用前景。它是以硅砂为原料，通过一系列复杂的化学反应和物理过程提炼而成的高纯度硅材料。多晶硅的生产工艺主要包括改良西门子法，该方法通过氯和氢合成氯化氢，再与工业硅粉反应生成三氯氢硅，最后经过提纯和化学气相沉积（CVD）反应，得到高纯度的多晶硅。

多晶硅产品具有灰色金属光泽，密度约为2.32~2.34 g/cm3，熔点1410℃，沸点2355℃。它溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。多晶硅在力学、光学、热学和电学性质上表现出一定的各向异性，但远不如单晶硅显著。然而，多晶硅在化学活性方面与单晶硅的差异极小，且可用作拉制单晶硅的原料。

多晶硅工业废水来源特点

多晶硅生产过程中，废水主要来源于以下几个环节：

原料准备与预处理：硅砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅，这一过程中产生的废水含有硅粉、石英砂等杂质。
氯化氢合成：氯气和氢气在合成炉中反应生成氯化氢，此过程产生的废水可能含有未反应的氯气、氢气和生成的盐酸等。
三氯氢硅合成与提纯：工业硅粉与氯化氢反应生成三氯氢硅，经过提纯后，产生的废水含有未反应的三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅等化合物。
化学气相沉积（CVD）：提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应，生成多晶硅。此过程中产生的废水可能含有氢气、氯化氢等气体以及反应过程中产生的其他杂质。

多晶硅工业废水通常具有高浓度的氟离子、硝酸盐氮等特点，且pH值较低。这些废水如果未经处理直接排放，将对环境造成严重影响。

多晶硅工业废水处理工艺流程

多晶硅工业废水处理工艺流程主要包括以下几个步骤：

预处理：通过格栅、筛网等设施去除废水中的大颗粒悬浮物。同时，调节废水的pH值和温度，为后续处理步骤创造有利条件。
混凝沉降：向废水中加入混凝剂（如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等），使废水中的悬浮物、有机物和重金属离子形成絮体并沉降下来。
膜分离技术：利用微滤、超滤、纳滤和反渗透等膜技术，进一步去除废水中的盐类、有机物及其他污染物，实现水质的深度净化。
高级氧化技术：如臭氧氧化、电化学氧化、光催化氧化等，用于分解难降解的有机物和部分无机化合物。
生物处理：对于含有低浓度有机物的废水，可采用活性污泥法等生物处理技术进行降解。
深度处理与回用：经过上述处理后，废水中的污染物浓度大大降低，水质得到提升。根据实际需求，可选择进一步深度处理并回用于生产过程，或达标排放。

多晶硅工业废水处理案例

某多晶硅生产企业采用以下废水处理工艺，成功实现了废水的达标排放和回用：

含氟酸性废水处理：针对含氟酸性废水，该企业采用曝气除砂、调节池、混凝沉降、膜分离技术和高级氧化技术等组合工艺进行处理。通过曝气除砂去除悬浮物和砂粒，调节池均衡水质和流量，混凝沉降去除悬浮物和有机物，膜分离技术去除盐类和有机物，高级氧化技术分解难降解有机物。最终，废水中的氟离子、硝酸盐氮等污染物浓度大大降低，水质得到提升。
含氯离子废水处理：对于含氯离子废水，该企业采用石灰乳液或氢氧化钠溶液作为喷淋液进行淋洗，产生高浓度的含有氯化钙或氯化钠的废水。然后，通过板框压滤机进行过滤，调节pH值至中性，再次过滤得到澄清的滤液。对于含有氯化钙的废水，可选择进入三效蒸发系统蒸发析出氯化钙晶体并烘干；对于含有氯化钠的废水，可选择加入聚合氯化铝混凝剂和聚丙烯酰胺絮凝剂进行沉淀分离，得到澄清度和pH值达标的氯化钠溶液，或直接进入薄膜蒸发器进行蒸发结晶处理得到氯化钠晶体。