申请日2012.12.25
公开(公告)日2013.03.27
IPC分类号B08B3/12; C02F9/02; B08B3/02
摘要
本发明涉及太阳能硅片预清洗工序中的一种在线废水回用方法领域。本发明将预清洗分为一洗和二洗两个阶段，其中一洗阶段通过回收水超声波清洗、回收水冲洗、清洗水超声波清洗、清洗水冲洗、1#排水沉淀过滤回收等步骤将水质较低的1#排水采用沉淀废水回用清洗工艺回收循环后用于硅片的预清洗;二洗通过清洗水超声波清洗、清洗水冲洗、2#排水过滤回收、定期分流沉淀过滤回收等步骤将水质较好的主排水通过在线过滤废水回用清洗工艺回收循环后用于硅片的预清洗，节约用水且降低了环境污染及环境处理费用，设备投资少，解决了制绒工序后硅片表面容易产生白斑不良的技术难题，取得了较高了社会、环境及经济效益。
权利要求书
1.一种预清洗工序中在线废水回用方法，其特征在于：将预清洗工序依顺 序分为一洗和二洗两个阶段，一洗阶段是将需进行预清洗的硅片置于1#槽内硅 片进行清洗，清洗采用沉淀废水回用清洗工艺;二洗阶段是将经过一洗阶段后 的硅片从1#槽内取出后置于2#槽内进行清洗，清洗采用在线过滤废水回用清洗 工艺;
其中在一洗阶段中采用沉淀废水回用清洗工艺的具体工艺步骤依顺序为：
a)回收水超声波清洗，将回收水输入1#槽内直至将1#槽内的硅片完全淹 没，然后启动设置在1#槽内的超声波发生器对硅片表面进行清洗，清洗时间控 制在180至300秒，清洗完毕后将1#槽内的回收水立即排出1#槽内;
其中用于清洗的超声波发生器的超声清洗频率为28至40kHz，功率为 1200W至1800W;
b)回收水冲洗，在步骤a完成后立即实施本步骤，将回收水采用带压喷淋 充分冲刷方式对1#槽内的硅片表面进行喷淋冲刷，喷淋冲刷时间控制在180至 300秒内，在喷淋冲刷的同时将回收水立即排出1#槽;
c)清洗水超声波清洗，将清洗水取代回收水立即重复实施步骤a，清洗完 毕后将1#槽内的清洗水立即排出1#槽;
d)清洗水冲洗，将清洗水取代回收水立即重复实施步骤b，清洗完毕后将 1#槽内的清洗水立即排出1#槽内;
e)1#排水沉淀过滤回收，1#排水经污水一级处理后的回收用水成为回收水， 回收水返回1#槽内循环用于一洗阶段步骤a及步骤b中的硅片清洗。
2.根据权利要求1所述一种预清洗工序中在线废水回用方法，其特征在于， 在二洗阶段中采用在线过滤废水回用清洗工艺的具体工艺步骤依顺序为：
a)清洗水超声波清洗，一洗阶段中的步骤d)清洗完毕后，立即将1#槽内 全部硅片取出转移放置在2#槽内，将清洗水输入2#槽内直至将2#槽内的硅片完 全淹没，然后启动设置在2#槽内的超声波发生器对硅片表面进行清洗，清洗时 间控制在180至300秒，清洗完毕后将2#槽内的清洗水立即排出2#槽;
其中设置在2#槽内的超声波发生器的规格型号和技术参数与设置在1#槽内 的超声波发生器相同;
b)清洗水冲洗，在本阶段步骤a)完成后立即实施本步骤，将清洗水采用带 压喷淋充分冲刷方式对2#槽内的硅片表面进行喷淋冲刷，其中喷淋冲刷时间控 制在180至300秒内，在喷淋冲刷的同时将清洗水立即排出2#槽;
c)2#排水过滤回收，将主排水输入过滤系统后经过滤排除杂质后回收成为 过滤水，过滤水输入新液箱内和自来水混合成为清洗水;
其中过滤系统由离心泵和滤芯过滤器构成，其中滤芯过滤器采用过滤精度 为30um的不锈钢滤芯过滤器，处理工作量在满足预清洗使用要求的情况下选择 适用;
d)定期分流沉淀过滤回收，二洗阶段步骤c每实施到一定程度时停止实施 步骤c，以本步骤取代步骤c的实施，具体方式是将分流水进行污水一级处理回 收后成为回收水，将回收后的回收水输入1#槽内用于一洗阶段的清洗，步骤d 实施完毕后恢复实施步骤c。
3.根据权利要求2所述一种预清洗工序中在线废水回用方法，其特征在于， 在线过滤废水回用清洗工艺的步骤c所述的过滤水输入新液箱内和自来水混合 成为清洗水是指清洗水以过滤水为主，自来水为补充，具体是优先采用过滤水 作为清洗水进行预清洗，在过滤水的水量不能满足预清洗要求的情况下将自来 水加入新液箱，作为清洗水进行预清洗。
4.根据权利要求1所述一种预清洗工序中在线废水回用方法，其特征在于， 其中一洗阶段步骤b)中所述的带压喷淋充分冲刷是指将一定单位流量和流速的 回收水喷淋在1#槽内每一个硅片侧面，其中一定单位流量和流速的回收水是指 尽可能将附着在硅片表面的表层污染物冲刷脱离硅片表面，但却不会对硅片造 成损伤且能立即排出而不会积存在槽内浸泡硅片。
5.根据权利要求2所述一种预清洗工序中在线废水回用方法，其特征在于， 其中二洗阶段步骤b中所述的带压喷淋充分冲刷是指将一定单位流量和流速的 清洗水喷淋在2#槽内每一个硅片侧面，其中一定单位流量和流速的清洗水是指 尽可能将附着在硅片表面的表层污染物冲刷脱离硅片表面，但却不会对硅片造 成损伤且能立即排出而不会积存在槽内浸泡硅片。
6.根据权利要求2所述一种预清洗工序中在线废水回用方法，其特征在于， 其中步骤d中所述的二洗阶段步骤c每实施到一定程度停止步骤c的具体工艺过 程是每当用于排放2#排水的管道内的杂质积存到一定数量而影响滤芯过滤器的 工作效果及效率时停止步骤c，改为实施步骤d。
7.根据权利要求2所述一种预清洗工序中在线废水回用方法，其特征在于， 其中所述的步骤d实施完毕后恢复实施步骤c的具体工艺过程是指用于排放2# 排水的管道内的杂质通过步骤d被清除，滤芯过滤器能够正常工作后恢复实施 步骤c，停止实施步骤d。
说明书
一种预清洗工序中在线废水回用方法
技术领域
本发明涉及太阳能硅片预清洗工序中在线废水回用方法领域。
背景技术
目前太阳能硅片制造工艺过程中包括依序进行的硅料准备、硅棒准备、圆 棒切断、切方、平磨、滚圆、粘胶、切片、预清洗、清洗、检测分选、制绒。 其中硅片切割后有大量的浆料、硅粉、二氧化硅、三氧化二铁、碳化硅、聚乙 二醇、氧化铁、以及生产过程中钾、钠、铁、铝和有机物等杂质离子残留在硅 片表面，这些沾附在硅片表面影响硅片成品质量的杂质统称为表层污染物。由 于太阳能硅片的表面质量要求极高，直接清洗的用水量太高太过浪费，预清洗 的原理就是利用自来水充分喷淋硅片表面的方式清除绝大部分表层污染物，为 硅片的下一道清洗工序做好准备。本发明涉及预清洗工序是指在清洗硅片之前 先对硅片进行预清洗，常规方法是自来水喷淋预清洗硅片，完成预清洗作业后 的废水不予回收利用而是直接排出，该方法造成极大的环境污染和水资源的极 大浪费，预清洗费用高且后期污水的环境处理费用太高。第二种常规方法将沉 淀回收水与自来水混合后预清洗，具体是将排出废水通过管路排放到沉淀池内 先后经沉淀、过滤工序回收处理后用于硅片的预清洗。但是采用沉淀过滤回收 处理利用废水的方式存在废水处理等级较高，需投资建设高规格的沉淀过滤系 统，包括沉淀池并配备相应的过滤、管路等配套设备，基建及设备投资大，沉 淀过滤的技术要求高，维护成本高，废水沉淀过程中会产生大量无法过滤清除 的微生物，采用经回收处理的废水对硅片进行预清洗会残留有机物，在硅片上 造成新的污染源而得不到有效清洗，在制绒工序后硅片表面会产生白斑不良， 降低了硅片成品率及增加了硅片缺陷处理成本。
发明内容
本发明所要解决的是提供一种预清洗工序中的在线废水回用方法，在预清 洗过程中将沉淀废水回用清洗工艺和在线过滤废水回用清洗工艺相结合的方法 将预清洗过程中排出的清洗用水回收利用后循环用于硅片的预清洗，有效提高 清洗用水的回收率，预清洗相同数量的硅片，采用本专利方法与自来水直接喷 淋预清洗的常规方法相比自来水单位用量减少约70%，废水 排出量减少90%; 与沉淀回收水与自来水混合后预清洗的常规方法相比，本专利方法的单位自来 水用量减少约30%，废水排出量减少30%，设备投资减少约50%，尤其是制绒 工序后硅片表面容易产生白斑不良的技术难题得到有效解决，硅片表面白斑不 良的质量缺陷基本消失，有效提高了自来水的使用效率、极大减少了排出废水 对环境的污染及废水处理成本，提高了硅片的成品合格率并降低了硅片缺陷处 理成本，取得了较高了社会、环境及经济效益。
发明目的
本发明为解决上述技术问题，采用的技术方案是：
预清洗工序中在线废水回用方法是将预清洗工序依顺序分为一洗和二洗两 个阶段，一洗阶段是将需进行预清洗的硅片置于1#槽内硅片进行清洗，清洗采 用沉淀废水回用清洗工艺;二洗阶段是将经过一洗阶段后的硅片从1#槽内取出 后置于2#槽内进行清洗，清洗采用在线过滤废水回用清洗工艺。
其中在一洗阶段中采用沉淀废水回用清洗工艺的具体工艺步骤依顺序为：
a)回收水超声波清洗，将回收水输入1#槽内直至将1#槽内的硅片完全淹 没，然后启动设置在1#槽内的超声波发生器对硅片表面进行清洗，清洗时间控 制在180至300秒，清洗完毕后将1#槽内的回收水立即排出1#槽内。
其中用于清洗的超声波发生器的超声清洗频率为28至40kHz，功率为 1200W至1800W。
b)回收水冲洗，在步骤a)完成后立即实施本步骤，将回收水采用带压喷淋 充分冲刷方式对1#槽内的硅片表面进行喷淋冲刷，喷淋冲刷时间控制在180至 300秒内，在喷淋冲刷的同时将回收水立即排出1#槽。
c)清洗水超声波清洗，将清洗水取代回收水立即重复实施步骤a)，清洗完 毕后将1#槽内的清洗水立即排出1#槽。
d)清洗水冲洗，将清洗水取代回收水立即重复实施步骤b)，清洗完毕后将 1#槽内的清洗水立即排出1#槽内。
e)1#排水沉淀过滤回收，1#排水经污水一级处理后的回收用水成为回收水， 回收水返回1#槽内循环用于一洗阶段步骤a)及步骤b)中的硅片清洗。
其中在二洗阶段中采用在线过滤废水回用清洗工艺的具体工艺步骤依顺序 为：
a)清洗水超声波清洗，一洗阶段中的步骤d)清洗完毕后，立即将1#槽内 全部硅片取出转移放置在2#槽内，将清洗水输入2#槽内直至将2#槽内的硅片完 全淹没，然后启动设置在2#槽内的超声波发生器对硅片表面进行清洗，清洗时 间控制在180至300秒，清洗完毕后将2#槽内的清洗水立即排出2#槽。
其中设置在2#槽内的超声波发生器的规格型号和技术参数与设置在1#槽内 的超声波发生器相同。
b)清洗水冲洗，在本阶段步骤a)完成后立即实施本步骤，将清洗水采用带 压喷淋充分冲刷方式对2#槽内的硅片表面进行喷淋冲刷，其中喷淋冲刷时间控 制在180至300秒内，在喷淋冲刷的同时将清洗水立即排出2#槽。
c)2#排水过滤回收，将主排水输入过滤系统后经过滤排除杂质后回收成为 过滤水，过滤水输入新液箱内和自来水混合成为清洗水。
其中过滤系统由离心泵和滤芯过滤器构成，其中滤芯过滤器采用过滤精度 为30um的不锈钢滤芯过滤器，处理工作量在满足预清洗使用要求的情况下选择 适用。
其中步骤c)所述的过滤水输入新液箱内和自来水混合成为清洗水是指清洗 水由过滤水和自来水混合构成，其中优先采用过滤水进行二洗阶段的清洗，在 过滤水的水量不能满足清洗要求的情况下加入自来水。
d)定期分流沉淀过滤回收，二洗阶段步骤c)每实施到一定程度时停止实 施步骤c)，以本步骤取代步骤c)的实施，具体方式是将分流水进行污水一级处 理回收后成为回收水，将回收后的回收水输入1#槽内用于一洗阶段的清洗，步 骤d)实施完毕后恢复实施步骤c);其中步骤d)中所述的二洗阶段步骤c)每 实施到一定程度停止步骤c)是指每当用于排放2#排水的管道内的杂质积存到 一定数量而影响滤芯过滤器的效果及效率时停止步骤c);步骤d)实施完毕后 恢复实施步骤c)是指用于排放2#排水的管道内的杂质通过步骤d)被清除，滤 芯过滤器能够正常工作后恢复实施步骤c)。
本发明的有益效果：由于切割后的硅片表面沾附大量的表层污染物，预清 洗的清洗用水需求量较大，本专利将预清洗过程分成一洗及二洗两个阶段，其 中在一洗阶段中利用处理等级较低，设备投入较少的污水一级处理完成清洗用 水的回收利用，在二洗阶段中利用过滤系统直接将2#排水回收利用，同时利用 清洗水有效完成预清洗，一洗和二洗阶段中清洗用水的回收利用在保证预清洗 质量的同时大幅度地节约用水，减少了环境污染的后续治理费用及硅片预清洗 成本，提高了硅片成品率，取得了很高的环境效益，大幅度地节约了水资源， 并取得了较高的经济效益并较大减少了后期废水的冶理成本和压力。