光电池生产中废物体系的处理装置及处理方法专利检索-废物处理环境工程环境工程专利检索查询-专利查询网

光电池生产中废物体系的处理装置及处理方法

阅读：852发布：2024-02-21

专利汇可以提供光电池生产中废物体系的处理装置及处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及光电池生产中废物体系的处理装置及处理方法。所述处理方法主要通过电渗析和反渗透对废物体系进行纯化，以获得可用于光电池生产的清洗或腐蚀工作液。本发明处理装置及处理方法的优点在于使得清洗和腐蚀过程中使用的工作液能得到循环利用，从而消除大量原料的消耗，避免了大量污染废水的产生和有毒废气的释放。使用本发明的处理装置和处理方法既节约了原料，又有利于环境保护。，下面是光电池生产中废物体系的处理装置及处理方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光电池生产中清洗废物体系的处理装置，所述清洗废物体系通过清洗已腐蚀硅片而产生，其特征在于，所述处理装置包括：
用于分离废物体系中的固态杂质的分离设备；和
与所述分离设备流体相通的电渗析设备。
2.权利要求1所述的处理装置，其特征在于，还包括反渗透设备，所述反渗透设备与所述电渗析设备流体相通以对经所述电渗析设备纯化的水体系进一步纯化。
3.权利要求2所述的处理装置，其特征在于，还包括分别与所述分离设备、所述电渗析设备和所述反渗透设备流体相通的中间水箱；其中所述分离设备和所述反渗透设备经由所述中间水箱与所述电渗析设备流体相通。
4.权利要求1所述的处理装置，其特征在于，还包括用于对已腐蚀硅片进行清洗的清洗设备，所述清洗设备与所述分离设备流体相通以向所述分离设备输送废物体系并与所述电渗析设备流体相通以接收处理后的水。
5.权利要求2或3所述的处理装置，其特征在于，还包括用于对已腐蚀硅片进行清洗的清洗设备，所述清洗设备与所述分离设备流体相通以向所述分离设备输送废物体系并与所述反渗透设备流体相通以接收处理后的水。
6.权利要求4或5所述的处理装置，其特征在于，所述反渗透设备通过设置其上的淡水出口与所述清洗设备流体相通。
7.权利要求3-6中任一项所述的处理装置，其特征在于，所述中间水箱由浓水箱和淡水箱组成，浓水箱和淡水箱之间设置有供液体从所述淡水箱流向所述浓水箱的单向溢流口。
8.权利要求1-7中任一项所述的处理装置，其特征在于，所述电渗析设备包括依次排列的第一电渗析单元、第二电渗析单元及第三电渗析单元，每一电渗析单元包括一个浓水室和一个淡水室，其中第三电渗析单元的浓水室与第二电渗析单元的浓水室流体相通，第二电渗析单元的浓水室与第一电渗析单元的淡水室流体相通，第一电渗析单元的淡水室与第二电渗析单元的淡水室流体相通，第二电渗析单元的淡水室与第三电渗析单元的淡水室流体相通。
9.一种清洗废物体系的处理装置，所述清洗废物体系通过清洗已腐蚀硅片而产生，其特征在于，所述处理装置包括：
用于分离废物体系中的固态杂质的分离设备；和
与所述分离设备流体相通的反渗透设备。
10.权利要求9所述的处理装置，其特征在于，还包括电渗析设备，所述电渗析设备与所述反渗透设备流体相通以对经所述反渗透设备纯化的水体系进一步纯化。
11.权利要求10所述的处理装置，其特征在于，所述电渗析设备包括依次排列的第一电渗析单元、第二电渗析单元及第三电渗析单元，每一电渗析单元包括一个浓水室和一个淡水室，其中第三电渗析单元的浓水室与第二电渗析单元的浓水室流体相通，第二电渗析单元的浓水室与第一电渗析单元的淡水室流体相通，第一电渗析单元的淡水室与第二电渗析单元的淡水室流体相通，第二电渗析单元的淡水室与第三电渗析单元的淡水室流体相通。
12.一种光电池生产中废物体系的综合处理装置，其特征在于，包括：
用于进行硅片腐蚀的腐蚀设备；用于进行硅片水清洗的清洗设备；分别与所述腐蚀设备流体相通的第一分离设备和电渗析设备；分别与所述清洗设备流体相通的第二分离设备和反渗透设备；
其中所述第一分离设备、第二分离设备、所述反渗透设备还与所述电渗析设备流体相通。
13.权利要求12所述的综合处理装置，其特征在于，还包括分别与所述第二分离设备、所述电渗析设备和所述反渗透设备流体相通的中间水箱，所述中间水箱由淡水箱和浓水箱组成；其中所述第二分离设备和所述反渗透设备经由所述中间水箱与所述电渗析设备流体相通。
14.权利要求12或13所述的综合处理装置，其特征在于，还包括与所述腐蚀设备流体相通的气体回收设备。
15.权利要求14所述的综合处理装置，其特征在于，还包括冷凝设备和储存设备，其中所述腐蚀设备经由所述冷凝设备与所述气体回收设备流体相通；所述储存设备与所述冷凝设备流体相通用于接收来自冷凝设备中的液体并与所述腐蚀设备流体相通。
16.权利要求12-15中任一项所述的综合处理装置，其特征在于，所述电渗析设备包括多个电渗析单元，每一个电渗析设备具有一个浓水室及一个淡水室，所述腐蚀设备与其中一个电渗析单元的一个浓水室进口和出口流体相通，所述反渗透设备与另一电渗析单元的淡水室出口和浓水室入口流体相通。
17.权利要求16所述的综合处理装置，其特征在于，所述电渗析设备包括依次第一电渗析单元、第二电渗析单元及第三电渗析单元，其中第一电渗析单元与所述腐蚀设备流体相通，第三电渗析单元与所述反渗透设备流体相通，第三电渗析单元的浓水室与第二电渗析单元的浓水室流体相通，第二电渗析单元浓水室与第一电渗析单元淡水室流体相通，第一电渗析单元的淡水室与第二电渗析单元的淡水室流体相通，第二电渗析单元的淡水室与第三电渗析单元的淡水室流体相通。
18.权利要求14-17中任一项所述的综合处理装置，其特征在于，所述气体回收设备与所述电渗析设备流体相通。
19.用于光电池生产中废物体系综合处理的装置，其特征在于，包括：
用于对硅片进行腐蚀的腐蚀设备；用于对已腐蚀硅片进行清洗的清洗设备；分别与所述腐蚀设备流体相通的冷凝设备、储存设备、第一分离设备和电渗析设备；分别与所述清洗设备流体相通的第二分离设备和反渗透设备；和分别与所述冷凝设备和所述电渗析设备流体相通的气体回收设备；
其中所述冷凝设备还与所述储存设备流体相通，所述第一分离设备、第二分离设备、所述反渗透设备还与所述电渗析设备流体相通。
20.用于光电池生产中废物体系综合处理的装置，其特征在于，包括：
用于对硅片进行腐蚀的腐蚀设备；用于对已腐蚀硅片进行清洗的清洗设备；分别与所述腐蚀设备流体相通的冷凝设备、储存设备、第一分离设备和电渗析设备；分别与所述清洗设备流体相通的第二分离设备和反渗透设备；分别与所述冷凝设备和所述电渗析设备流体相通的气体回收设备；和分别与所述第二分离设备、所述电渗析设备和所述反渗透设备流体相通的中间水箱；
其中所述冷凝设备还与所述储存设备流体相通，所述第一分离设备还与所述电渗析设备流体相通。
21.一种光电池生产中清洗废物体系的处理方法，所述清洗废物体系通过清洗已腐蚀硅片而产生，其特征在于，所述处理方法包括：
A)分离出清洗废物体系中的固态杂质，得到第一废物体系；
B)通过电渗析和反渗透将第一废物体系纯化，得到纯水。
22.权利要求21所述的处理方法，其特征在于，还包括：
C)将得到的纯水输送至光电池生产中的清洗设备。
23.权利要求21或22所述的处理方法，其特征在于，所述电渗析由多级电渗析设备进行。
24.一种光电池生产中废物体系的综合处理方法，其特征在于，其包括腐蚀废物体系处理和清洗废物体系处理，所述腐蚀废物体系通过用腐蚀液对硅片进行腐蚀而产生，所述清洗废物体系通过清洗已腐蚀硅片而产生，
其中腐蚀废物体系处理包括如下步骤：
1)分离出腐蚀废物体系中的固体，得到第一残余体系；和
2)通过电渗析将第一残余体系纯化，得到腐蚀液；
其中清洗废物体系处理包括如下步骤：
A)分离出清洗废物体系中的固体，得到第一废物体系；
B)通过电渗析和反渗透将第一废物体系纯化，得到纯水。
25.权利要求24所述的综合处理方法，其特征在于，所述腐蚀废物体系处理还包括如下步骤：
3)让腐蚀废物体系中的可挥发性气体挥发，得到挥发的废气。
26.权利要求25所述的综合处理方法，其特征在于，所述腐蚀废物体系处理还包括如下步骤：
4)通过使挥发的废气冷凝和用水吸收未被冷凝的气体来形成腐蚀液。
27.权利要求24-25中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述腐蚀液为HF和HNO3混合酸、KOH碱液或HF和HCl混合酸。
28.一种光电池生产中腐蚀废物体系的处理装置，所述腐蚀废物体系通过用腐蚀液对硅片进行腐蚀而产生，其特征在于，所述处理装置包括：
用于对硅片进行腐蚀的腐蚀设备；和
与所述腐蚀设备流体相通的分离设备和电渗析设备。
29.权利要求28所述的处理装置，其特征在于，还包括与所述冷凝设备流体相通的气体回收设备。
30.权利要求29所述的处理装置，其特征在于，还包括冷凝设备和储存设备，其中所述腐蚀设备经由所述冷凝设备与所述气体回收设备流体相通；所述储存设备与所述冷凝设备流体相通用于接收来自冷凝设备中的液体并与所述腐蚀设备流体相通。
31.权利要求29或30所述的处理装置，其特征在于，所述气体回收设备与所述电渗析设备流体相通。
32.一种光电池生产中腐蚀废物体系的处理方法，所述腐蚀废物体系通过用腐蚀液对硅片进行腐蚀而产生，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：
1)分离出腐蚀废物体系中的固体，得到第一残余体系；和
2)通过电渗析将第一残余体系纯化，得到腐蚀液。
33.权利要求32所述的处理方法，其特征在于，还包括如下步骤：
3)让腐蚀废物体系中的可挥发性气体挥发，得到挥发的废气。
34.权利权利要求32所述的处理方法，其特征在于，还包括如下步骤：
4)通过使挥发的废气冷凝和用水吸收未被冷凝气体来形成腐蚀液。
35.权利要求32或33所述的处理方法，其特征在于，所述腐蚀液为HF和HNO3混合酸、KOH碱液或HF和HCl混合酸。

说明书全文

光电池生产中废物体系的处理装置及处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及废物处理装置及处理方法，具体地讲，涉及光电池生产中清洗及腐蚀废物体系的处理装置及处理方法。

背景技术

[0002] 在光电池生产中的湿法生产线中需要对晶片进行腐蚀、刻绒、酸清洁及水清洗等工序。晶片的主要成分为硅(Si)，长时间加工后会产生大量的废物，并可能含有毒气体。例如在使用HNO3和HF混合酸体系进行腐蚀过程中，由于发生以下反应：

[0003] HNO3+3Si--＞3SiO2+4NO↑+2H2O

[0004] SiO2+6HF--＞H2SiF6+2H2O

[0005] 产生NO气体遇到空气后即产生NO2气体。

[0006] 在清洗工序中会产生大量的以水为主要成分的废物体系，现有光电池生产过程中一般将所得的清洗废物体系处理到排放标准后排放，而没有对其进行回收利用，这样造成了水资源的浪费。

[0007] 如果不对它们进行处理，既会造成环境的污染，给环境治理增加负担，又会造成原料的巨大浪费。从经济和环保的角度来看，都希望对产生的废物体系进行处理使得原料得到充分利用。

[0008] 中国专利申请201010577683.9公开了一种硅晶片的腐蚀废水处理以及处理设备，具体公开了用氢氧化钠水溶液刻蚀硅晶片时所排出的废水的处理方法以及处理装置，包括向该刻蚀废水中添加酸而析出二氧化硅并对二氧化硅进行固液分离。

[0009] 中国专利申请201010286071.4公开了一种光伏光电池生产废水处理工艺，其中需要通过加入强酸或强碱进行pH调节，然后对处理液进行除氟和/或去除COD(化学耗氧量)步骤，将达到排放标准的废水外排。

[0010] 以上两个专利文献中公开的处理方法都需要使用新的化学物质。

[0011] 希望有一种处理装置或处理方法，能够对光电池加工中产生的废物体系进行处理，从而使得原料得到充分利用，而且有利于环境保护。

发明内容

[0012] 本发明所要解决的技术问题是提供一种光电池生产中产生的废物体系的处理装置或处理方法，以使各种资源得到充分利用。

[0013] 本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案解决：

[0014] 本发明的一个方面提供一种光电池生产中清洗废物体系的处理装置，所述清洗废物体系通过清洗已腐蚀硅片而产生，其特征在于，所述处理装置包括：

[0015] 用于分离废物体系中的固态杂质的分离设备；和

[0016] 与所述分离设备流体相通的电渗析设备。

[0017] 在一个实施方案中，所述处理装置还包括反渗透设备，所述反渗透设备与所述电渗析设备流体相通以对经所述电渗析设备纯化的水体系进一步纯化。

[0018] 在一个实施方案中，所述处理装置还包括分别与所述分离设备、所述电渗析设备和所述反渗透设备流体相通的中间水箱；其中所述分离设备和所述反渗透设备经由所述中间水箱与所述电渗析设备流体相通。

[0019] 在一个实施方案中，所述处理装置还包括用于已腐蚀硅片进行清洗的清洗设备，所述清洗设备与所述分离设备流体相通以向所述分离设备输送废物体系并与所述电渗析设备流体相通以接收处理后的水。

[0020] 在一个实施方案中，所述处理装置还包括用于已腐蚀硅片进行清洗的清洗设备，所述清洗设备与所述分离设备流体相通以向所述分离设备输送废物体系并与所述反渗透设备流体相通以接收处理后的水。

[0021] 在一个实施方案中，所述反渗透设备通过设置其上的淡水出口与所述清洗设备流体相通。

[0022] 在一些实施方案中，所述中间水箱由浓水箱和淡水箱组成，浓水箱和淡水箱之间设置有供液体从所述淡水箱流向所述浓水箱的单向溢流口。

[0023] 在一个实施方案中，所述电渗析设备包括依次排列的第一电渗析单元、第二电渗析单元及第三电渗析单元，每一电渗析单元包括一个浓水室和一个淡水室，其中第三电渗析单元的浓水室与第二电渗析单元的浓水室流体相通，第二电渗析单元的浓水室与第一电渗析单元的淡水室流体相通，第一电渗析单元的淡水室与第二电渗析单元的淡水室流体相通，第二电渗析单元的淡水室与第三电渗析单元的淡水室流体相通。

[0024] 在一个实施方案中，所述中间水箱的浓水室与第三电渗析单元浓水室流体相通。

[0025] 本发明的还一方面提供一种清洗废物体系的处理装置，所述清洗废物体系通过清洗已腐蚀硅片而产生，其特征在于，所述处理装置包括：

[0026] 用于分离废物体系中的固态杂质的分离设备；和

[0027] 与所述分离设备流体相通的反渗透设备。

[0028] 在一个实施方案中，所述处理装置还包括电渗析设备，所述电渗析设备与所述反渗透设备流体相通以对经所述反渗透设备纯化的水体系进一步纯化。

[0029] 在一个实施方案中，所述电渗析设备包括依次排列的第一电渗析单元、第二电渗析单元及第三电渗析单元，每一电渗析单元包括一个浓水室和一个淡水室，其中第三电渗析单元的浓水室与第二电渗析单元的浓水室流体相通，第二电渗析单元的浓水室与第一电渗析单元的淡水室流体相通，第一电渗析单元的淡水室与第二电渗析单元的淡水室流体相通，第二电渗析单元的淡水室与第三电渗析单元的淡水室流体相通。

[0030] 本发明的还一方面提供一种光电池生产中废物体系的综合处理装置，其特征在于，包括：

[0031] 用于进行硅片腐蚀的腐蚀设备；用于进行硅片水清洗的清洗设备；分别与所述腐蚀设备流体相通的第一分离设备和电渗析设备；分别与所述清洗设备流体相通的第二分离设备和反渗透设备；

[0032] 其中所述第一分离设备、第二分离设备、所述反渗透设备还与所述电渗析设备流体相通。

[0033] 所述电渗析设备可为一级或更多级电渗析设备。

[0034] 在一些实施方案中，所述第一分离设备为离心分离设备。在一些实施方案中，所述第二分离设备为离心分离设备。

[0035] 在一些实施方案中，所述第一分离设备为过滤设备。在一些实施方案中，所述第二分离设备为过滤设备。

[0036] 在一些实施方案中，所述综合处理装置还包括分别与所述第二分离设备、所述电渗析设备和所述反渗透设备流体相通的中间水箱，所述中间水箱由淡水箱和浓水箱组成；其中所述第二分离设备和所述反渗透设备经由所述中间水箱与所述电渗析设备流体相通。

[0037] 在一些实施方案中，所述综合处理装置还包括与所述腐蚀设备流体相通的气体回收设备。

[0038] 在一些实施方案中，所述综合处理装置还包括冷凝设备和储存设备，其中所述腐蚀设备经由所述冷凝设备与所述气体回收设备流体相通；所述储存设备与所述冷凝设备流体相通用于接收来自冷凝设备中的液体并与所述腐蚀设备流体相通。

[0039] 在一些实施方案中，所述电渗析设备中用带圆孔或方孔的隔板固定阳离子和阴离子膜。

[0040] 在一些实施方案中，所述电渗析设备包括多个电渗析单元，每一个电渗析设备具有一个浓水室及一个淡水室，所述腐蚀设备与其中一个电渗析单元的一个浓水室进口和出口流体相通，所述反渗透设备与另一电渗析单元的淡水室出口和浓水室入口流体相通。

[0041] 在一些实施方案中，所述电渗析设备包括依次第一电渗析单元、第二电渗析单元及第三电渗析单元，其中第一电渗析单元与所述腐蚀设备流体相通，第三电渗析单元与所述反渗透设备流体相通，第三电渗析单元的浓水室与第二电渗析单元的浓水室流体相通，第二电渗析单元浓水室与第一电渗析单元淡水室流体相通，第一电渗析单元的淡水室与第二电渗析单元的淡水室流体相通，第二电渗析单元的淡水室与第三电渗析单元的淡水室流体相通。

[0042] 在一些实施方案中，所述气体回收设备与所述电渗析设备流体相通。

[0043] 在一个实施方案中，提供用于光电池生产中废物体系综合处理的装置，其特征在于，包括：

[0044] 用于对硅片进行腐蚀的腐蚀设备；用于对已腐蚀硅片进行清洗的清洗设备；分别与所述腐蚀设备流体相通的冷凝设备、储存设备、第一分离设备和电渗析设备；分别与所述清洗设备流体相通的第二分离设备和反渗透设备；和分别与所述冷凝设备和所述电渗析设备流体相通的气体回收设备；

[0045] 其中所述冷凝设备还与所述储存设备流体相通，所述第一分离设备、第二分离设备、所述反渗透设备还与所述电渗析设备流体相通。

[0046] 在一个实施方案中，用于光电池生产中废物体系综合处理的装置，其特征在于，包括：

[0047] 用于对硅片进行腐蚀的腐蚀设备；用于对已腐蚀硅片进行清洗的清洗设备；分别与所述腐蚀设备流体相通的冷凝设备、储存设备、第一分离设备和电渗析设备；分别与所述清洗设备流体相通的第二分离设备和反渗透设备；分别与所述冷凝设备和所述电渗析设备流体相通的气体回收设备；和分别与所述第二分离设备、所述电渗析设备和所述反渗透设备流体相通的中间水箱；

[0048] 其中所述冷凝设备还与所述储存设备流体相通，所述第一分离设备还与所述电渗析设备流体相通。

[0049] 在一个具体实施方案中，所述腐蚀设备上设置有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口；所述清洗设备上设置有第三入口和第三出口；所述冷凝设备上设置有第四入口、第五入口、第四出口和第五出口；所述储存设备上设置有第六入口、第六出口和第七出口；所述第一分离设备上设置有第七入口和第八出口；所述电渗析设备上设置有第八入口、第九入口、第十入口、第九出口、第十出口和第十一出口；所述第二分离设备上设置有第十一入口和第十二出口；所述反渗透设备上设置有第十二入口、第十三出口和第十四出口；所述气体回收设备上设置有第十三入口、第十四入口、第十五出口和第十六出口；所述中间水箱上设置有第十五入口、第十六入口、第十七入口和第十七出口和第十八出口；其中第一入口通过第一泵、第一阀及管道与第九出口流体相通；第二入口通过第二泵、第二阀及管道与第七出口流体相通；第三入口通过第三泵、第三阀及管道与第十四出口流体相通；第四入口通过第四阀及管道与第二出口流体相通；第五入口通过第四泵、第五阀及管道与第六出口流体相通；第六入口通过第五泵、第六阀及管道与第四出口流体相通；第七入口通过第六泵、第七阀及管道与第一出口流体相通；第八入口通过第七泵、第八阀及管道与第八出口流体相通；第九入口通过第八泵、第九阀及管道与第十五出口流体相通；第十入口通过第九泵、第十阀及管道与第十八出口流体相通；第十一入口通过第十泵、第十一阀及管道与第三出口流体相通；第十二入口通过第十一泵、第十二阀及管道与第十七出口流体相通；
第十三入口通过第十三阀及管道与第五出口流体相通；第十四入口通过第十二泵、第十四阀及管道与第十出口流体相通；第十五入口通过第十三泵、第十五阀及管道与第十二出口流体相通；第十六入口通过第十四泵、第十六阀及管道与第十三出口流体相通；第十七入口通过第十五泵、第十七阀及管道与第十一出口流体相通；第十六出口与第八阀流体相通。

[0050] 本发明的还一方面提供一种光电池生产中清洗废物体系的处理方法，所述清洗废物体系通过清洗已腐蚀硅片而产生，其特征在于，所述处理方法包括：

[0051] A)分离出清洗废物体系中的固态杂质，得到第一废物体系；

[0052] B)通过电渗析和反渗透将第一废物体系纯化，得到纯水。

[0053] 在一些实施方案中，所述处理方法还包括：

[0054] C)将得到的纯水输送至光电池生产中的清洗设备。

[0055] 在一些实施方案中所述电渗析由多级电渗析设备进行。

[0056] 本发明的还一方面提供一种光电池生产中废物体系的综合处理方法，其特征在于，其包括腐蚀废物体系处理和清洗废物体系处理，所述腐蚀废物体系通过用腐蚀液对硅片进行腐蚀而产生，所述清洗废物体系通过清洗已腐蚀硅片而产生，

[0057] 其中腐蚀废物体系处理包括如下步骤：

[0058] 1)分离出腐蚀废物体系中的固体，得到第一残余体系；和

[0059] 2)通过电渗析将第一残余体系纯化，得到腐蚀液；

[0060] 其中清洗废物体系处理包括如下步骤：

[0061] A)分离出清洗废物体系中的固体，得到第一废物体系；

[0062] B)通过电渗析和反渗透将第一废物体系纯化，得到纯水。

[0063] 在一些实施方案中，所述腐蚀废物体系处理还包括如下步骤：

[0064] 3)让腐蚀废物体系中的可挥发性气体挥发，得到挥发的废气。

[0065] 在一些实施方案中，所述腐蚀废物体系处理还包括如下步骤：

[0066] 4)通过使挥发的废气冷凝和用水吸收未被冷凝气体来形成腐蚀液。

[0067] 在一些实施方案中，所述腐蚀液为HF和HNO3混合酸、KOH碱液或HF和HCl混合酸。

[0068] 本发明的还一方面提供一种光电池生产中腐蚀废物体系的处理装置，所述腐蚀废物体系通过用腐蚀液对硅片进行腐蚀而产生，其特征在于，所述处理装置包括：

[0069] 用于对硅片进行腐蚀的腐蚀设备；和

[0070] 与所述腐蚀设备流体相通的分离设备和电渗析设备。

[0071] 在一些实施方案中，所述处理装置还包括与所述冷凝设备流体相通的气体回收设备。

[0072] 在一些实施方案中，所述处理装置还包括冷凝设备和储存设备，其中所述腐蚀设备经由所述冷凝设备与所述气体回收设备流体相通；所述储存设备与所述冷凝设备流体相通用于接收来自冷凝设备中的液体并与所述腐蚀设备流体相通。

[0073] 在一些实施方案中，所述气体回收设备与所述电渗析设备流体相通以从所述电渗析设备中抽取水来吸收气体回收设备中的气体。

[0074] 本发明的还一方面提供一种光电池生产中腐蚀废物体系的处理方法，所述腐蚀废物体系通过用腐蚀液对硅片进行腐蚀而产生，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：

[0075] 1)分离出腐蚀废物体系中的固体，得到第一残余体系；和

[0076] 2)通过电渗析将第一残余体系纯化，得到腐蚀液。

[0077] 在一些实施方案中，所述处理方法还包括如下步骤：

[0078] 3)让腐蚀废物体系中的可挥发性气体挥发，得到挥发的废气。

[0079] 在一些实施方案中，所述处理方法还包括如下步骤：

[0080] 4)通过使挥发的废气冷凝和用水吸收未被冷凝的气体来形成腐蚀液。

[0081] 在一些实施方案中，所述腐蚀液为HF和HNO3混合酸、KOH碱液或HF和HCl混合酸。

[0082] 在一个实施方案中，所述步骤4)具体为：将挥发的废气冷凝得到冷凝的液体和未被冷凝的气体，收集冷凝的液体并用冷凝的液体吸收未被冷凝的气体，得到腐蚀液。

[0083] 在HF和HNO3混合酸进行腐蚀时，会产生包含废物体系，其包含由NO2、HF、水汽和空气组成废气和由HF、HNO3、H2SiF6、硅和水组成的废液，其中NO2由NO与腐蚀或处理设备中的氧气发生反应而产生。

[0084] 在使用KOH碱液进行腐蚀时，由于发生以下反应：

[0085] KOH+Si--＞K2SiO3+H2↑

[0086] 会产生包含KOH、H2O、K2SiO3以及H2的废物体系。

[0087] 在使用HF和HCl的混合酸体系进行腐蚀时，主要发生重金属离子被结合的反应，形成CuCl2、KCl、FeCl3、H2O、HF和HCl等的废物体系。

[0088] 本发明处理方法及处理装置的优点在于使得腐蚀和清洗过程中使用的工作液能得到循环利用，从而消除大量原料的消耗，避免了大量污染废水的产生和有毒废气的释放。使用本发明的处理方法和装置既节约了原料，又有利于环境保护。
附图说明

[0089] 参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制，其中：

[0090] 图1是本发明一个实施方案的光电池生产废物体系的综合处理装置的示意图。

具体实施方式

[0091] 下面结合附图对本发明实施例进行详细说明，以使本发明处理方法及处理装置的特征和优点更清楚，但本发明不局限于本文中列出的实施例。

[0092] 实施例1

[0093] 下面以电渗析设备为三级电渗析设备为例，对本发明用于光电池生产废物体系综合处理的装置进行说明。

[0094] 参考图1，用于光电池生产废物体系综合处理的装置，其包括用于进行硅片腐蚀的腐蚀设备1；用于进行硅片水清洗的清洗设备2；分别与所述腐蚀设备1流体相通的冷凝设备3、储存设备4、第一分离设备50和电渗析设备6；分别与所述清洗设备2流体相通的第二分离设备7和反渗透设备8；分别与冷凝设备3和电渗析设备6流体相通的气体回收设备9；和分别与第二分离设备7、电渗析设备6和反渗透设备8流体相通的中间水箱10。

[0095] 其中冷凝设备3还与储存设备4流体相通，第一分离设备5还与电渗析设备6流体相通。

[0096] 电渗析设备6由电解槽、电极、阴离子交换膜、阳离子交换膜组成，包括第一电渗析单元61、第二电渗析单元62和第三电渗析单元63，各自包括用于夹持阳离子交换膜(未图示)和阴离子交换膜(未图示)的隔板(未图示)，以形成浓水室及淡水室(未图示)，隔板上带有方孔或圆孔。

[0097] 中间水箱100由隔板分隔成浓水箱(未图示)和淡水箱(未图示)，设置有单向溢流口(未图示)，水通过单向溢流口从淡水箱流动到浓水箱。

[0098] 反渗透设备8反渗透设备由反渗透膜804、膜壳(未图示)、高压泵(未图示)组成。反渗透膜将反渗透设备分为浓水区和淡水区。

[0099] 电渗析设备6和反渗透设备8采用本领域中常见的结构，在此不对其结构进行详述。

[0100] 腐蚀设备1上设置有第一入口101、第二入口103、第一出口102和第二出口104；清洗设备2上设置有第三入口201和第三出口202；冷凝设备3上设置有第四入口301、第五入口302、第四出口303和第五出口304；储存设备4上设置有第六入口401、第六出口402和第七出口403；第一分离设备5上设置有第七入口501和第八出口502；第一电渗析单元
61上设置有第八入口(浓水室入口)6101、第十八入口(淡水室入口)6102、第九出口(浓水室出口)6103和第十九出口(淡水室出口)6104；第二电渗析单元62上设置有第九入口(浓水室入口)6201、第十九入口(淡水室入口)6202、第十出口(淡水室出口)6203、第二十出口(浓水室出口)6204；第三电渗析单元63上设置有第十入口(浓水室入口)6301、第二十入口(淡水室入口)6304、第十一出口(淡水室出口)6303和第二十一出口(浓水室出口)6302；第二分离设备7上设置有第十一入口701和第十二出口702；反渗透设备8上设置有第十二入口801、第十三出口802和第十四出口803；气体回收设备9上设置有第十三入口901、第十四入口902、第十五出口903和第十六出口904；中间水箱10上设置有第十五入口1001(浓水入口)、第十六入口1002(另一浓水入口)、第十七入口1003(淡水入口)和第十七出口1004(淡水出口)和第十八出口1005(浓水出口)(其中第十五入口1001和第十六入口1002可为同一口)；其中第一入口101通过第一泵A、第一阀a及管道与第九出口6103流体相通；第二入口103通过第二泵B、第二阀b及管道与第七出口403流体相通；
第三入口201通过第三泵C、第三阀c及管道与第十四出口803流体相通；第四入口301通过第四阀d及管道与第二出口104流体相通；第五入口302通过第四泵D、第五阀e及管道与第六出口402流体相通；第六入口401通过第五泵E、第六阀f及管道与第四出口303流体相通；第七入口501通过第六泵F、第七阀g及管道与第一出口102流体相通；第八入口
6101通过第七泵G、第八阀h及管道与第八出口502流体相通；第九入口6201通过第八泵H、第九阀i及管道与第十五出口903流体相通；第十入口6301通过第九泵I、第十阀j及管道与第十八出口1105流体相通；第十一入口701通过第十泵J、第十一阀k及管道与第三出口202流体相通；第十二入口801通过第十一泵K、第十二阀l及管道与第十七出口1004流体相通；第十三入口901通过第十三阀m及管道与第五出口502流体相通；第十四入口
902通过第十二泵L、第十四阀n及管道与第十出口6203流体相通；第十五入口1001通过第十三泵M、第十五阀o及管道与第十二出口702流体相通；第十六入口1002通过第十四泵N、第十六阀p及管道与第十三出口802流体相通；第十七入口1003通过第十五泵O、第十七阀q及管道与第十一出口6303流体相通；第十六出口904与第十八阀r流体相通；第十八入口6102通过第十六泵P、第十八阀s及管道与第二十出口6204流体相通；第十九入口6202通过第十六泵Q、第十九阀t及管道与第十九出口6104流体相通；第二十入口6304通过第二十阀u及管道与第十出口6203流体相通；第二十一出口6302通过第二十一阀v及管道与第十九入口6201流体相通。

[0101] 本领域技术人员应理解的是，上述出口和入口也可用于其它目的，或者为了其它目的，所有设备中可还设置其它出口和/或入口，例如第一分离设备5上还设置有一出口(未图示)以收集硅，气体回收设备9的出口904也可用于向其中通入氧气或空气，或者设备为可开启的。

[0102] 冷凝设备3和气体回收设备9可与一真空泵(未图示)流体相通以促进气体转移到其中。

[0103] 下面对本发明用于光电池生产废物体系综合处理的装置及综合处理方法进行说明。应理解本发明处理方法中腐蚀废物体系处理和水清洗废液处理可以分开进行或者同时进行。下面以包含HF和HNO3的混合酸腐蚀溶液作为腐蚀液进行说明。

[0104] 在腐蚀设备1中，在HF和HNO3的混合酸刻蚀液长时间对硅片进行处理后产生的废物体系包含由NO2、HF、水汽和空气组成废气和由HF、HNO3、H2SiF6、硅和水组成的废液。

[0105] 在清洗设备中，经过一段时间的清洗后，清洗设备2中的废水体系中含有大量的硅碎屑。

[0106] 现在先对包含由NO2、HF、水汽和空气组成废气和由HF、HNO3、H2SiF6、硅和水组成的废液的废物体系的处理进行说明。

[0107] 首先，让可挥发性NO2、HF、水汽和空气通过第二出口104、第四阀d、第四入口301及管道从腐蚀设备1挥发到冷凝设备3中以得到挥发的废气(包含NO2、HF、水汽和空气)和包含HF、HNO3、H2SiF6、硅和水的第一残余体系。在冷凝设备3中，通过冷凝得到液体(即HF和HNO3的混合酸，其中HNO3通过NO2被水吸收后形成)和未被冷凝的气体(HF、NO2和空气)，将冷凝得到的液体通过第四出口303、第五泵E、第六阀f、第六入口401及管道从冷凝设备3转移至储存设备4中，然后通过第四出口402、第四泵D、第五阀e、第五入口302及管道从储存设备4喷入冷凝设备3以吸收未被冷凝的气体，让所得液体(即HF和HNO3的混合酸)再回到储存设备4中，在需要使用时通过第七出口403、第二泵B、第二阀b、第二入口103及管道输送至腐蚀设备1中。

[0108] 将冷凝设备3中未被冷凝和吸收的气体(即NO2、HF和空气)通过第五出口502、第十三阀m、第十三入口901及管道转移至气体回收设备9中，通过第十出口6203、第十四阀n、第十二泵L、第十四入口902及管道从第二电渗析单元62抽取液体(主要成分为水)至气体回收设备9中以吸收NO2。这里需要说明的是，也可以从第三电渗析单元63抽取液体(主要成分为水)至气体回收设备9中以吸收NO2。或者同时从第二电渗析单元62和第三电渗析单元63抽取液体。然后通过第十五出口903、第八泵H、第九阀i、第九入口6201及管道将吸收NO2后的吸收液(HNO3溶液)从气体回收设备9转移至第二渗析设备62。这里需要说明的是，也可以将吸收NO2后的液体(HNO3溶液)从气体回收设备9转移至第三渗析单元63。或者同时转移至第二电渗析单元62和第三电渗析单元63。

[0109] 将第一残余体系通过第一出口102、第六泵F、第七阀g、第七入口501及管道从腐蚀设备1转移到分离设备5中。在分离设备5中分离出固体硅，得到包含HF、HNO3和H2SiF6的第二残余体系。将第二残余体系通过第八出口502、第七泵G、第八阀h、第八入口6101及管道从第一分离设备5转移至电渗析设备6中进行电渗析作用。将电渗析后具有较高浓度的HF和HNO3混合酸(第一电渗析单元浓水室出水)通过第九出口6103、第一泵A、第一阀a、第一入口101及管道从电渗析设备6转移至腐蚀设备1中用于光电池加工中的腐蚀工序。通过第十九出口6104、第十六泵Q、第十九阀t、第十九入口6202及管道将第一电渗析单元61的淡水室出水转移至第二电渗析单元62和第三电渗析单元63的淡水室以继续渗析直到获得达到使用要求的浓水溶液和淡水溶液。以上及以下提到的浓水和淡水都是以离子浓度高低来界定的。浓度较高的称为浓水，浓度较低的称为淡水。

[0110] 下面介绍水清洗废液处理。

[0111] 清洗设备用以清洗经腐蚀后的硅片，主要清洗剂为纯水。经清洗后包含硅碎屑的废水体系(主要包括水、残留于硅片表面的酸液、硅碎屑)通过第三出口202、第十泵J、第十一阀k、第十一入口701及管道从清洗设备2转移至第二分离设备7中。在第二分离设备7中，分离出清洗废水体系中的固体硅碎屑，得到第一废水体系(主要包含水和酸液)。

[0112] 通过第十二出口702、第十三泵M、第十五阀o、第十五入口1001及管道将第一废水体系从第二分离设备7转移至中间水箱10的浓水室中。

[0113] 再经第十八出口1105、第九泵I、第十阀j、第十入口6301及管道将第一废水体系从中间水箱10的浓水室转移至第三电渗析单元63，将第三电渗析单元63的浓水室出水经第二十一出口6302、第十九入口6201转移至第二电渗析单元62的浓水室，将第二电渗析单元62的浓水室出水经第二十出口6204、第十八入口6102转移至第一电渗析单元61的淡水室进行进一步处理。将第一电渗析单元61的淡水室出水经第十九出口6104、第十九入口6202转移至第二电渗析单元62的淡水室，将第二电渗析单元62的淡水室出水经第十出口
6203、第二十入口6304转移至第三电渗析单元63的淡水室进行进一步的渗析处理。将第三电渗析63的淡水室出水通过第十一出口6303、第十五泵O、第十七阀q、第十七入口1003及管道转移至中间水箱10的淡水室。

[0114] 通过第十七出口1004、第十一泵K、第十二阀l、第十二入口801及管道将经过电渗析处理的废水体系(淡水)转移至反渗透设备8中。在反渗透设备8中，经过进一步的处理得到纯水和仍含有少量酸的废水体系。将纯水通过第十四出口803、第三泵C、第三阀c、第三入口201及管道从反渗透设备8转移至清洗设备2以对硅片进行水清洗。将仍需纯化的废水体系经中间水箱的浓水室返回第三电渗析单元以再进行渗析处理。

[0115] 将被来自工作液中的化学物质污染的清洗水进行固液分离以除去其中的颗粒，所述颗粒会损坏后续电渗析设备中的膜。

[0116] 本发明中第一电渗析单元61将来自“载体”溶液中的盐转移至工作液，并通过另一过滤系统(未图示)与处理设备相连(未图示)以除去溶液中的颗粒。将盐减少的溶液返回第二电渗析单元以再负载盐。

[0117] 第三电渗析单元63与第二电渗析单元62平行工作，其与气体处理台相连。第二电渗析单元62用于将来自第三电渗析单元63的盐转移至第一电渗析单元61。

[0118] 在第三电渗析室63中，保持总盐浓度低于0.6gr/l，这是用反渗透系统处理的溶液的最大负荷。

[0119] 这里所述的工作液是指腐蚀液或制绒液，载体溶液为水溶液，盐为盐酸、氢氟酸、硝酸以及氟硅酸、硅酸钾和磷酸。

[0120] 本领域技术人员应该能够理解，中间水箱10在此仅起到储存的作用，可以不经过中间水箱10将分离出硅的第一废水体系直接转移至第三电渗析单元63，将经反渗透设备8处理得到的仍含有少量酸的废水体系直接转移至第三电渗析单元63，仅在此过程中需注意前后环节的液体流量匹配。

[0121] 本领域技术人员还应理解，本实施例中提及的阀或泵不是必须的，本领域技术人员可以根据实际情况决定阀或泵的设置。

[0122] 本领域技术人员还应理解，反渗透设备和电渗析不必是同时具备的。

[0123] 以上仅以包含HF和HNO3的混合酸腐蚀溶液作为腐蚀液对本发明的装置和处理方法进行了说明，旨在表明本发明的装置和处理方法可用于光电池生产中包含气体、液体和固体的废物体系的处理。可以理解的是通过各阀的调节(关闭或开启)使一部分设备不参与处理过程。例如，当对于HF/HCl腐蚀液产生的废物体系，不包含气体，则可以使冷凝器3、储存设备4和气体回收设备9不参与处理过程。对于KOH碱液作为腐蚀液产生的包含H2的废物体系中，可以使储存设备4不参与处理过程，冷凝器3仅作为气体通道，将H2直接通过设置在气体回收设备9上的第十六出口904排出。

[0124] 以上参考图1描述了本发明的可选实施方式，以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种便于使用的固体废物处理用压实装置	2020-05-08	341
一种高效除磷生物炭及其制备方法和应用	2020-05-08	379
一种水泥助磨剂及其制备方法	2020-05-08	760
一种废旧家具固体废物的垃圾处理装置	2020-05-08	772
可移动式选矿及其尾矿处理系统	2020-05-08	672
一种低流动性物料高效输送系统	2020-05-08	261
一种污水中固体悬浮物过滤系统	2020-05-11	950
一种养猪场废物处理装置	2020-05-08	445
一种具有杀菌功能的医用废物用处理装置	2020-05-11	853
印刷机废物自动处理结构	2020-05-11	391

光电池生产中废物体系的处理装置及处理方法

光电池生产中废物体系的处理装置及处理方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：