多晶硅生產(chǎn)工業(yè)廢水零排放技術(shù)
隨著國家對(duì)環(huán)保要求越來越嚴(yán)格,工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高,零排放技術(shù)成為今后企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。目前,零排放技術(shù)在煤化工行業(yè)、氯堿行業(yè)、電廠廢水處理方面已有應(yīng)用,尤其在高鹽廢水的處理實(shí)現(xiàn)零排放方面已有應(yīng)用的案例。而在多晶硅行業(yè)中,目前生產(chǎn)的工業(yè)廢水大多未實(shí)現(xiàn)零排放技術(shù),本文通過對(duì)比分析各行業(yè)污水零排放的技術(shù)應(yīng)用,并分析結(jié)合多晶硅行業(yè)的污水特點(diǎn),重點(diǎn)分析能夠適用于多晶硅生產(chǎn)污水零排放技術(shù)的應(yīng)用可行性。
1、工業(yè)廢水零排放概念
工業(yè)廢水零排放概念最早是美國1970年提出并由美國電力研究中心定義,定義為“不向地面水域排放任何形式的水(包括排出或滲出),所有電廠排放的水都是以固化在灰渣中或者濕氣的形式”。簡(jiǎn)單地說廢水零排放是指在生產(chǎn)過程中,廢水經(jīng)處理后得到回用,不外排,達(dá)到綠色環(huán)保、循環(huán)可持續(xù)發(fā)展。而工業(yè)廢水零排放的關(guān)鍵在于能否有效降低工業(yè)廢水中的含鹽量。
2、廢水零排放技術(shù)對(duì)比
(1)焚燒技術(shù)
焚燒技術(shù)一般在800~950℃的溫度下,工業(yè)廢水中的可燃性有機(jī)物或通過添加助燃劑的有機(jī)物,與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生水、CO2、無機(jī)物灰分以及熱能,實(shí)現(xiàn)零排放的過程。該過程主要工序,包括進(jìn)料預(yù)處理,高溫焚燒,熱量回收及煙氣處理等。焚燒技術(shù)主要針對(duì)有機(jī)物含量高的廢水,對(duì)于有機(jī)物含量低的廢水,因熱值低,難以燃燒,通常需要將廢水濃縮,提高熱值后再燃燒,否則能耗高、投資大。焚燒技術(shù)一般會(huì)存在設(shè)備結(jié)焦、粉塵二次污染、尾氣含二噁英等問題。
(2)蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)
蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù),是工業(yè)生產(chǎn)中比較中成熟的化工單元。在冶金、化工、污水處理、海水淡化等過程中得到廣泛使用。對(duì)于廢水深化處理形成的高鹽廢水,一般采用蒸發(fā)結(jié)晶工藝能夠?qū)崿F(xiàn)零排放,F(xiàn)階段,國內(nèi)外主要的蒸發(fā)技術(shù)包括多效蒸發(fā)(MEE)、機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)(MVR)、臥式薄膜噴淋蒸發(fā)(MVC)等。
MEE主要流程為,多個(gè)蒸發(fā)器連接操作,上一級(jí)蒸發(fā)器副產(chǎn)的二次蒸汽,作為下一級(jí)蒸發(fā)器的熱源,提高熱利用率。其優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)水預(yù)處理簡(jiǎn)單,應(yīng)用靈活,系統(tǒng)穩(wěn)定,但需要持續(xù)補(bǔ)充熱源。MVR在多效蒸發(fā)的基礎(chǔ)上,通過一次性補(bǔ)充蒸汽,正常運(yùn)行后不再補(bǔ)充,節(jié)能效果顯著,設(shè)備占地小,但投資較高。MVC較MVR,二次蒸汽利用要求相同,提高了蒸發(fā)效率,在重力作用下形成蒸發(fā)膜,受熱時(shí)間短,蒸發(fā)效率較高。
(3)蒸發(fā)聯(lián)合技術(shù)
目前工業(yè)廢水主要分為有機(jī)廢水和無機(jī)廢水,其中包括低鹽廢水和高鹽廢水。根據(jù)不同物料的廢水,采用蒸發(fā)聯(lián)合技術(shù)針對(duì)性的處理不同種類的廢水,選擇合適的組合,則能夠最大限度的實(shí)現(xiàn)零排放,并在節(jié)能,降低設(shè)備投資、節(jié)約運(yùn)營費(fèi)用起到較好的作用。
當(dāng)廢水含高濃度有機(jī)物時(shí),可以選用蒸發(fā)結(jié)晶-焚燒技術(shù)處理,實(shí)現(xiàn)零排放,且流程簡(jiǎn)單,處理徹底;當(dāng)廢水量較大,有機(jī)物和鹽分較低的廢水,如果直接采用蒸發(fā)處理,設(shè)備投資較大,一般先通過膜法預(yù)濃縮后,降低蒸發(fā)處理水量。當(dāng)對(duì)蒸發(fā)冷凝液水質(zhì)要求較高時(shí),蒸發(fā)冷凝液還要結(jié)合生化法、膜法、離子交換吸附法等方法對(duì)其進(jìn)行深度處理。在進(jìn)一步降低能耗方面,國內(nèi)外研究者考慮將太陽能和風(fēng)能等新能源應(yīng)用于機(jī)械蒸汽再壓縮過程。
3、多晶硅生產(chǎn)過程中廢水零排放的可行性
多晶硅生產(chǎn)過程中的廢水,主要為無機(jī)廢水,主要含有硅、氯、金屬離子等,一般鹽濃度較低,水量大,不具備直接蒸發(fā)結(jié)晶的條件,如實(shí)現(xiàn)零排放,需要采用聯(lián)合蒸發(fā)技術(shù),則能夠降低設(shè)備投資,運(yùn)營費(fèi)用,并實(shí)現(xiàn)環(huán)保零排放的要求。通過以上各種技術(shù)探討,多晶硅生產(chǎn)排放的廢水,采用上述技術(shù),具備零排放的可行性。
綜上所述,工業(yè)廢水零排放技術(shù)在煤化工、氯堿、電廠等行業(yè)有了成功的應(yīng)用,隨著環(huán)保趨勢(shì)的嚴(yán)峻,多晶硅生產(chǎn)的廢水零排放將成為必然。通過膜濃縮預(yù)處理,結(jié)合機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā),根據(jù)水質(zhì)要求,聯(lián)合離子交換吸附,將能夠較為經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)冷排放。同時(shí)風(fēng)能、太陽能的利用等新的冷排放聯(lián)合技術(shù)的開發(fā)具備較好的前景。(來源:江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司)