[发明专利]一种硅加工废水中硅粉回收利用装置及其方法

权利要求书

1.一种硅加工废水中硅粉回收利用装置，其特征在于设有电解系统、离心分离系统、干燥系统和过滤系统；

所述电解系统用于硅切割废水的电解和沉淀处理，所述电解系统设有截止阀、供水泵、电解机和缓冲罐；截止阀的进口外接硅切割废水排出口，供水泵的进口接截止阀的出口，供水泵的出口接电解机的进口，电解机的出口接缓冲罐的进口，缓冲罐的出口与离心分离系统联接；

所述离心分离系统用于将废水中的硅粉快速沉降分离；所述离心分离系统设有截止阀、供水泵、离心机、硅粉收集罐和废水贮罐；截止阀的进口接电解系统缓冲罐的废水出口，截止阀的出口联接供水泵的进口，供水泵的出口与离心机的进口联接，离心机的沉淀出口与硅粉收集罐联接，离心机的废水出口与废水贮罐联接；

所述干燥系统用于将离心分离所得的硅粉干燥；

所述过滤系统用于将离心分离系统所得的废水进行过滤、分离处理得再生回用水；所述过滤系统设有截止阀、水泵、过滤装置、三通、反洗泵和再生循环水贮罐；截止阀的进口接离心分离系统废水贮罐的出口，截止阀的出口接水泵的进口，水泵的出口接过滤装置的进口，过滤装置的出口接三通的进口，三通的两个出口分别接反洗泵和再生循环水贮罐。

2.如权利要求1所述的一种硅加工废水中硅粉回收利用装置，其特征在于所述电解机的阳极为惰性电极，所述阳极的基板为钛基板或塑料基板；所述基板的表层覆盖有贵金属氧化物涂层。

3.如权利要求1所述的一种硅加工废水中硅粉回收利用装置，其特征在于所述电解机的电解槽内的阴极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、金属的合金中的一种。

4.如权利要求1所述的一种硅加工废水中硅粉回收利用装置，其特征在于所述电解机的相邻两电极极板的工作电压为2～18V，最佳运行工作电压为3～8V；电解机的工作电流密度为5～200mA/cm²，最佳电流密度为30～120mA/cm²。

5.如权利要求1所述的一种硅加工废水中硅粉回收利用装置，其特征在于所述干燥系统选自窑式干燥机、鼓风干燥机、真空干燥机、冷冻干燥机中的一种。

6.所述硅加工废水中硅粉的回收利用方法，其特征在于采用如权利要求1所述的一种硅加工废水中硅粉回收利用装置，所述回收利用方法包括以下步骤：

1)电解：将硅切割废水经供水泵提取后，输入电解机中进行电解后，进入缓冲罐，得电解絮凝废水；

2)离心分离：将经过电解系统处理所得的净化废水经管道进入离心分离系统，借助离心机旋转所产生的离心力，使不同大小和不同密度的物质分离开来，得硅粉沉淀物和废水；

3)干燥：将离心分离系统所得的硅粉沉淀物置于干燥机，经过干燥降低硅粉沉淀物中的含水率，得硅粉成品；

4)过滤：将离心分离系统所得的废水经水泵提升进入过滤装置中，对废水进行过滤分离，过滤产生的滤液进入到回用水贮罐中得回用水。

7.如权利要求6所述的硅加工废水中硅粉的回收利用方法，其特征在于在步骤1)中，所述硅切割废水是指高纯的晶体硅在切割成硅片的过程中产生的废水，废水中硅粉含量为60～200mg/L，废水COD≤100mg/L。

8.如权利要求6所述的硅加工废水中硅粉的回收利用方法，其特征在于在步骤1)中，所述电解机的电解槽内安装纳米催化阳极材料，其表层有晶粒为10～35nm的金属氧化物惰性催化涂层，工作电压为2～250V，相邻两个电极间的电压为2～18V，相邻两个电极间的最佳电压为3～8V，电流密度为5～200mA/cm²，最佳为电流密度为30～120mA/cm²，废水在电解机内的停留时间为3～15min。

9.如权利要求6所述的硅加工废水中硅粉的回收利用方法，其特征在于在步骤2)中，所述离心分离系统中离心机的运行转速为1000～15000rpm，运行时间为30～300s，最佳运行转速为1500～3000rpm，最佳运行时间为30～150s。

10.如权利要求6所述的硅加工废水中硅粉的回收利用方法，其特征在于在步骤4)中，所述过滤装置为多介质过滤装置或微滤过滤装置；所述多介质过滤装置的滤料为石英砂、无烟煤和卵石，过滤速度为7.5～20m/h；多介质过滤装置工作压力≤0.6MPa，0.04MPa≤进水水压≤0.4MPa，反冲洗进水水压≥0.15MPa，进出口压差为0.01～0.015MPa，反冲洗强度为4～25L/(s·m)，反冲洗时间3～7min；所述对废水进行过滤分离的条件为工作压力≤0.6MPa，0.04MPa≤进水水压≤0.4MPa，反冲洗进水水压≥0.15MPa。