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浅谈多晶硅生产废水的处理与实践

文档作者：韩福顺1，张书睿2 文档来源： 1. 江苏中能硅业科技发展有限公司 2. 江苏艾德太阳能科技有限公司，		点击数：	更新时间： 2024年07月25日
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2015 年第7 期2015 年7 月
收稿日期：2015-02-15
第一作者简介：韩福顺，1984年生，男，江苏镇江人，2007年
毕业于江苏科技大学环境工程专业，助理工程师。
浅谈多晶硅生产废水的处理与实践
韩福顺1，张书睿2
（1. 江苏中能硅业科技发展有限公司，江苏徐州221000；2. 江苏艾德太阳能科技有限公司，江苏徐州221000）
摘要： 针对多晶硅生产工艺及其生产废水的水质特点，结合江苏中能硅业生产废水的处理实践，提出采用曝气除砂、
两级沉淀、浓缩、机械压滤等工艺，实现生产废水达标排放，满足回用需求。
关键词： 多晶硅；废水；沉淀；浓缩；压滤；排放及回用
中图分类号： S141.8 文献标识码： A 文章编号： 2095-0802-(2015)07-0091-02
Discuss on the Waste Water Treatment and Practice in Polysilicon Production
HAN Fushun1, ZHANG Shurui2
(1. Jiangsu Zhongneng Silicon Industry Technology Development Co. Ltd., Xuzhou 221000, Jiangsu, China; 2. Jiangsu Aide
Solar Technology Co. Ltd., Xuzhou 221000, Jiangsu, China)
Abstract: According to the polysilicon production process and its quality characteristics of production waste water, this paper
proposed some processed to realize the production wastewater discharging standard and meet the demand of recycling such as
aeration desanding, two-stage precipitation, concentration and mechanical filter.
Key words: polysilicon；wastewater；precipitation；enrichment；filter；emissions and recycle
0 引言
多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原
料，是国家发展信息产业和光伏新能源产业的重要基
石，在未来50 a里，不可能有其它材料能替代硅材料
成为电子和光伏产业的主要原材料。多晶硅生产是高
污染项目，由于产业技术封锁，垄断局面短期内无法
改变，导致国内多晶硅企业多种生产工艺路线并存、
废水处理工艺多样的现状。如不能很好地处理，势必
严重污染水体、危害环境。如何处理多晶硅废水已成
为制约多晶硅生产企业的一项瓶颈。保证多晶废水处
理稳定、达标的宗旨是“必须立足于企业自身生产现
状及水质特点选择工艺路线”。
1 多晶硅废水的来源及特点
a) 尾气中和废水。工艺尾气等工艺废气经喷淋塔
淋洗产生的酸性废水，吸收介质为石灰乳，排水含固
量约12 000 mg/L；
b) 渣浆水解物废水。HSiCl3合成工段，在生产过
程中排放的含SiCl4、HSiCl3等的含硅粉物料（简称渣
浆）。渣浆水解物废水是经部分回收SiCl4、HSiCl3的渣
浆水解中和后排放的废水。其特点为：水解不充分、
pH值波动大、来水硅粉及SiO2含量高、颗粒粒度范围
广，其固含量在10 000 mg/L～90 000 mg/L间波动，
平均含固量约在20 000 mg/L～40 000 mg/L，处理难
度大；
c) 脱盐水工序产生的酸碱性排污水。主要包括氯
化物、离子膜碱等。该部分废水水量较少可忽略；
d) 硅芯清洗废水。主要污染物有稀硝酸（HNO3）、
氢氟酸（HF），该部分废水经由除氟设施单独处理，
本文暂略；
e) 硅芯含硅粉废水。主要污染物是硅芯加工切割
产生的含硅粉废水，水量较少可忽略；
f) 还原炉筒清洗废水。主要污染物是清洗还原炉
产生的含硅粉废水，水量较少可忽略；
g) 其它废水。包括实验室、工艺泄漏、冷却冲洗
等废水，水量少可忽略。
2 多晶硅生产废水处理工艺
2.1 生产废水及废水处理装置情况
江苏中能硅业生产废水的处理，依据各排水单元
水质、水量特点，渣浆水解物中和废水及中和尾气废
水（除渣浆水解物废水外的废水） 分别单独处理。以
达到降低处理难度，提高排水水质的目的。
环境资源
（总第118 期）
·91·
2015 年第7 期2015 年7 月
2.1.1 中和尾气废水
a) 处理前水质参数。原水水质指标见表1；
表1 中和尾气废水原水水质指标
b) 处理规模。本项目设计处理能力为4 320 m3/d，
平均处理废水量180 m3/h，能承受短时水量变化的冲击。
2.1.2 渣浆水解物中和废水
a) 处理前水质参数。原水水质指标见表2；
表2 渣浆水解物中和废水原水水质指标
b) 处理规模。本项目设计处理能力为6 240 m3/d，
平均处理废水量260 m3/h，能承受短时水量变化冲击。
2.1.3 处理后水质参数
中和尾气废水、渣浆水解物中和废水经处理后均
达到GB8978-1996 废水综合排放标准三级标准，排
入市政污水处理厂，具体指标见表3。
表3 处理后水质参数
2.2 多晶硅生产废水处理工艺简介
2.2.1 多晶硅生产废水处理的生产原理
a) 酸碱中和原理。利用酸碱中和原理，通过加入
HCl或NaOH、石灰乳，与废水进行中和，使废水pH值
达到6～9的范围。化学反应式：
OH-+H+=H2O；
b) 沉淀原理。利用固液存在的密度差异，达到固
液分离的目的。
2.2.2 渣浆水解物中和废水工艺流程简介（中和尾气
废水与其工艺相类似，本文暂略）
渣浆水解物中和废水工艺流程简介如下，中和尾
气废水与其工艺相类似，本文暂略。
a) 药剂浓度及配制。(a)配置药剂浓度：聚合氯化
铝（PAC） 浓度为20%；聚丙烯酰胺（PAM） 浓度为
0.002 5%；本工艺使用胶体状聚丙烯酰胺，类型为阳
离子，外观淡黄色或无色胶体。具体参数详见表4；
(b)集中供给药剂。石灰乳配置浓度为14%，由石灰乳
站集中配制管线输送；液碱浓度为30%，由罐区管线
输送；HCl浓度为33%，由罐区管线输送；
b) 工艺流程简介。
渣浆水解物中和废水首先进入曝气沉砂池，投加
酸碱调整pH值的同时，池内含渣废水受到压缩空气曝
气搅动，颗粒在离心力作用下，将粒径高于40 μm的
砂砾部分去除。分离出的砂砾排入干化池（干化后泥
渣清运至渣场，滤出液重新回流至曝气沉砂池处理），
其它部分自流进入废水调节池。
废水调节池调整后的废水，泵入搅拌罐内进行絮
凝反应（一般反应搅拌时间控制在18 s以内）；反应后
的废水流入竖流式沉淀池进行第一次固液分离；第一
次固液分离后的上清液自流入斜板沉淀器，再次进行
沉淀；沉淀后的上清液外排至检测排放回用水池，符
合GB8798-1996 废水综合排放标准三级排放标准后，
经排放明渠排放至市政管网或部分回用至石灰乳站配
制石灰乳；
c) 工艺控制注意点。(a)废水处理系统运行时废水
的pH值必须控制在6～9之间，最佳在7～8之间，届时
药剂的反应效率、效果处于最佳状态；如pH值过高或
过低，将导致系统内药剂单耗增加或由于不产生絮凝
而导致系统瘫痪；如在弱酸性或弱碱性条件下，系统
药剂絮凝效果变差时，可通过投加PAC改善絮凝效果；
(b)一次泥水分离中的药剂投加，需根据污泥浓度确定
投加量，一般现场取样投加药剂试验，找到最佳投加
点，精确计算投加量（每8 h取样2次），同时便于指
导生产；系统药剂投加：一般参考量为70 m3/h污水，
含泥量20 000 mg/L，PAC参考投加量为50 L/h～100
L/h （配置浓度20%）；PAM参考投加量为100 L/h～
115 L/h （配置浓度0.002 5%）。
3 结语
本废水处理工艺系统运行稳定，生产废水处理后
达标排放，并部分回用至生产系统作为回用水。本系
统产泥为一般固废，目前该固废已作为制砖原材料使
用，杜绝了二次污染。由此可见，本处理工艺在多晶
硅行业或其它无机废水处理行业，尤其是高含固量无
机废水处理行业，具有较强的推广及借鉴意义。
本废水工艺系统PAM成本约占全年总处理成本的
15%，为降低废水处理成本，目前正在进行脱泥设备组
合运行试验，即：先用真空带式机预脱水，降低药剂消
耗量，增加污泥产量，再配合带式压滤机压滤降低污泥
含水率。试验成功后本工艺系统运行成本将大幅下降。
（责任编辑：高志凤）
COD 含量
mg/L
SS 含量
mg/L pH
水量
m3/h
≤500 10 000～20 000 1～12 180
注：COD 指化学需氧量；SS 指悬浮物，SS 含量为绝干重量
COD 含量
mg/L
SS 含量
mg/L pH
水量
m3/h
≤500 20 000～40 000 1～12 260
COD 含量
mg/L
SS 含量
mg/L pH F-含量
mg/L
总磷（TP）
mg/L
氨氮
mg/L
≤500 ≤400 6～9 ≤20 ≤6 ≤40
表4 胶体聚丙烯酰胺技术规格
分子
量
聚丙
烯酰
胺
mg/L
表面
活性
剂
mg/L
消泡
剂
mg/L
游离
单体
%
水溶
速度
min
溶解
水温
要求
℃
水解
度
%
阳离
子度
850×
104 300 150 150 ≤20 30～45 10～55 ≤30 14
·92·

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