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       隨著綠色能源-太陽能的大規模開發利用,太陽能電池原料硅的需求也越來越大,硅也是用于半導體、液晶顯示屏等方面的重要材料。硅棒經線切割工藝形成硅片,此過程中線切割機需添加切割液砂漿,砂漿主要由液相聚乙二醇和固相碳化硅粉末組成。線切割機在切割硅棒時,碳化硅與硅棒及鋼線接觸的磨削過程使得砂漿中的固體顆粒發生了變化成為廢砂漿。廢砂漿若直接排放,會造成環境污染和原材料浪費。本發明采用砂漿回收技術,得到回收產品,可以重新再利用,減少三廢排放,在降低生產成本的同時還起到環境保護作用。
1.廢水來源
       多晶硅、單晶硅生產中的切割廢水
2.工藝流程
       針對現有硅切割廢水中硅粉和廢水回收利用技術存在的問題,提供一種電解技術、離心分離技術和過濾技術相結合的硅粉和廢水回收利用技術裝置及其方法,克服現有從硅切割廢水中回收硅粉所產生的投資大、運行成本高、對環境產生二次污染和不能實現廢水達標或零排放的缺陷。
 
 
Figure 1 左:電絮凝后的水樣;右:切割廢水原水
3.出水水質
      本所工藝能達到的標準為污水排放標準GB8978-1996中的一級標準,即: CODcr≤100mg/l,BOD5≤20mg/l,SS≤70mg/l,pH:6-9等。
4.工藝原理
(1)電解氧化
       電解過程中的氧化作用可以分為直接氧化,即污染物直接在陽極失去電子而發生氧化;和間接氧化 ,利用溶液中的電極電勢較低的陰離子,例如 OH-、Cl- 在陽極失去電子生成新的較強的氧化劑的活性物質如[O]、[OH]、Cl2 等 。利用這些活性物質氧化分解水中的BOD5、COD、NH3-N等。
(2)電解還原
       電解過程中的還原作用也可以分為兩類。一類是直接還原,即污染物直接在陰極上 得到電子而發生還原作用。另一類是間接還原,污染物中的陽離子首先在陰極得到電子,使得電解質中高價或低價金屬陽離子在陰極得到電子直接被還原為低價陽離子或金屬沉淀。
(3)電解絮凝
       利用電化學反應原理,借助外加電壓作用產生電化學反應,產生的不平衡電位能中和懸浮粒子的電荷,使其相斥電位受到破壞,凝集成較大的絮花。另一方面,污染物質與溶液中的OH-結合生成高活性的絮凝基團,其吸附能力極強,絮凝效果優于普通絮凝劑,利用其吸附架橋和網捕卷掃等作用,可將廢水中的污染物質吸附共沉而將其去除。
(4)電解氣浮
       電解氣浮是對廢水進行電解,水分子電離產生H+和OH-,在電場驅動下定向遷移,并在陰極板和陽極板表面分別析出氫氣和氧氣。新生成的氣泡直徑非常微小,氫氣泡約為10~30μm,氧氣泡約為20~60μm;而加壓溶氣氣浮時產生的氣泡直徑為100~150μm,機械攪拌時產生的氣泡直徑為800~1000μm。由此可見,電解產生的氣泡捕獲雜質微粒的能力比后兩者為高,且氣泡的分散度高,作為載體粘附水中的懸浮固體而上浮,這樣很容易將污染物質去除。電解氣浮既可以去除廢水中的疏水性污染物,也可以去除廢水中的親水性污染物。
5.工藝創新點
       納米催化電絮凝技術是運用現代電化學理論,綜合物理電場、電子、電壓、電吸附、帶電物質電極化理論和化學反應中的離子反應、氧化還原反應、催化氧化還原反應等相結合,將納米技術、催化技術及電化學技術融為一體的新型高科技技術。納米催化電絮凝技術在應用中具有以下獨特的優點:
(1)可去除的污染物廣泛;
(2)適用的pH范圍廣;
(3)所形成的沉渣密實,澄清效果好;
(4)不需要添加藥物,避免造成二次污染。

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