多晶硅厂含氟酸性废水处理工程改造

北极星环保网讯:多晶硅厂的生产废水中含有较高浓度的氟化物,如不经处理直接排放会带来严重的环境危害。根据常见的工业除氟机理建设了一套除氟流程,但出水氟化物不能达标。于是根据运行情况对流程进行了改造,并通过对Ca(OH)2、CaCl2、Al2(SO4)3、PAM的加药量等参数的调整控制,使出水中的氟离子浓度大幅下降,去除率达到95%以上。

关键词：含氟废水;化学沉淀;工艺改进;

陕西天宏硅材料有限责任公司(STSIC)是生产电子级多晶硅、半导体级单晶硅、太阳能电池片、光伏组件等产品的企业,氢氟酸是其生产过程中必不可少的化工原料,主要用于硅芯、成品多晶硅和电池片的腐蚀清洗等。在生产过程中氟离子基本不会消耗,最终全部以生产废水的形式集中排放到公司的污水站进行处理。

氟离子对人体健康的危害极大,长期吸收过量的无机氟化物,会引起氟斑牙、骨膜增生、骨节硬化、骨质疏松、骨骼变形发脆等氟骨病,还会造成心血管功能衰竭,以及对特定器官如脑、肾的损害等。因此妥善处理生产排放的含氟酸性废水对于企业的可持续发展和对周围环境保护的意义重大。

1废水处理工艺

1.1含氟废水工业处理原理

目前,国内外处理含氟废水的方法有多种,常用的方法为吸附法和沉淀法,除此之外还有冷冻法、离子交换法、离子交换树脂除氟法、液膜法、反渗透法、超滤法、活性炭法、电渗析法、电凝聚法、共蒸馏法等。比较有效和经济、适用于工业生产中的方法是石灰化学沉淀法,即直接投加石灰乳使其与含氟物质发生化学反应生成难溶的固体CaF2然后进行固液分离。其工艺原理为:Ca+2F→CaF2↓。

在实际的工业运用中,只进行化学沉淀反应除氟效果往往不佳,当水中加入混凝剂时除氟效率可以显著提高,除氟率可达95.0%。因为混凝剂中的金属离子水解生成细微的胶粒与絮绒体,可以吸附氟离子产生共沉淀除氟。

对于低温低浊水,只用混凝剂时形成的絮粒往往细小松散,不易沉淀,投入絮凝剂,可以改善絮凝体结构,促使细小而松散的絮粒变得粗大而密实,作用机理是高分子物质的吸附架桥作用。

1.2原工艺流程及其缺陷

STSIC在2009年进行一期建设时,对污水站含氟废水处理工段的主要工艺流程设计见图1。

图1原含氟废水处理工段工艺流程

含氟酸性废水排入生产废水调节池后与其他废水混合后,其pH一般在1~4,F质量浓度约为50~200mg/L。在混凝沉淀池1投加石灰反应生成CaF2沉淀后,在混凝沉淀池2分别投加混凝剂PAC和絮凝剂PAM进行进一步反应去除生成的沉淀物。混凝沉淀池2的出水通过盐酸调节pH至中性,以确保后续处理的正常运行。

延伸阅读：

太阳能光伏产业多晶硅生产中的废气处理方法

荷兰DHV公司的粒丸反应器及其处理含氟废水典型案例介绍

多晶硅生产废水处理改造工艺说明

低放射性含氟废水处理工艺研究