申请日2010.12.24
公开(公告)日2011.08.24
IPC分类号C01B3/06; C01B3/02; C02F1/66; C02F9/04; C02F1/44; C02F9/10
摘要
本发明公开一种利用硅废水的氢能源生产系统及氢能源生产方法，更为详细说明是，包括：UF处理槽，对硅废水进行UF(Ultra Filtration)膜过滤处理，从而分离成UF处理水和硅浓缩废液;管道混合器，与上述UF处理槽连通，将上述已分离的硅浓缩废液和从外部输送到的碱性物质彼此混合;氢气生产水槽，与上述管道混合器连通，将上述已混合的硅浓缩废液和碱性物质彼此反应而发生氢气的，利用硅废水的氢能源生产系统及氢能源生产方法。
权利要求书
1.一种利用硅废水的氢能源生产系统，包括：
UF处理槽，对硅废水进行UF(Ultra Filtration)膜过滤处理，从而分离成UF处理水和硅浓缩废液;
管道混合器，与上述UF处理槽连通，将上述已分离的硅浓缩废液和从外部输送到的碱性物质彼此混合;
氢气生产水槽，与上述管道混合器连通，将上述已混合的硅浓缩废液和碱性物质彼此反应而发生氢气。
2.根据权利要求1所述的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括废液储存槽，该废液储存槽与上述UF处理槽连通，储存已分离的硅浓缩废液而供给到管道混合器。
3.根据权利要求1所述的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括：
第一生产水槽，与上述UF处理槽连通，储存已分离的UF处理水;
加热水供给槽，与上述第一生产水槽连通，对UF处理水供给加热水。
4.根据权利要求1所述的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括碱性物质槽，上述碱性物质槽与上述管道混合器连通，通过储存碱性物质而供给到管道混合器。
5.根据权利要求4所述的利用硅废水的氢能源生产系统，其中，上述碱性物质槽，与除湿器电连接，通过上述除湿器使得已储存的碱性物质的湿度保持规定值。
6.根据权利要求1所述的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括氢气收集槽，与上述氢气生产水槽连通，收集所生成的氢气。
7.根据权利要求1所述的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括酸度调节器，该酸度调节器与上述氢气生产槽连通，储存酸性物质而供给到氢气生产水槽，由此中和与氢气一起生成的碱性用水。
8.根据权利要求7所述的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括第二生产水槽，该第二生产水槽与上述氢气生产水槽连通，储存所生成的上层液。
9.根据权利要求7所述的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括圆心分离器，与上述氢气生产水槽连通，接受通过中和所生成的沉淀物后，脱去水分而排出到外部。
10.根据权利要求9所述的利用硅废水的氢能源生产系统，其中，上述圆心分离器，与UF处理槽及第二生产水槽连通，接受上述UF处理槽的硅浓缩废液和在上述第二生产水槽沉淀的沉淀物后，脱去水分后排出到外部。
11.一种利用硅废水的氢能源生产方法，包括如下阶段：
对硅废水进行UF(Ultra Filtration)膜过滤处理，从而分离成UF处理水和硅浓缩废液的阶段;
将上述已分离的硅浓缩废液和碱性物质彼此混合的阶段;
将上述已混合的硅浓缩废液和碱性物质反应，从而获得氢气和碱性用水的阶段;
将上述碱性用水通过酸性物质中和而获得上层液和沉淀物的阶段。
12.根据权利要求11所述的利用硅废水的氢能源生产方法，进一步包括将通过对上述沉淀物进行脱水而获得的固型粉废弃的阶段。
13.根据权利要求11所述的利用硅废水的氢能源生产方法，上述碱性物质是从由NaOH、KOH、MgOH、CaOH2、FeOH2、NH4OH、Na2CO3、NaBH4及它们的混合物所组成的组中选择的一种。
14.根据权利要求11所述的利用硅废水的氢能源生产方法，其中，上述碱性用水的pH为12～13。
15.根据权利要求11所述的利用硅废水的氢能源生产方法，其中，上述酸性物质是从HCl、HNO3及它们的混合物所组成的组中选择的一种。
16.根据权利要求11所述的利用硅废水的氢能源生产方法，其中，上述中和是进行到碱性用水的pH为7～10。
说明书
利用硅废水的氢能源生产系统及氢能源生产方法
技术领域
本发明涉及一种从硅废水生产氢气而额外获得能源的，利用硅废水的氢能源生产系统及氢能源生产方法。
背景技术
最近，随着远程通信及半导体产业的发展和石油能源的枯竭、为防止全球温度变暖而利用太阳能的产业急剧增长，使得对硅片的需求急增。
通常，硅片是通过对硅锭(silicon ingot)供给将切削油和研磨材料(碳化硅、氧化铝、二氧化硅等)混合的浆料，同时用线锯(wiresaw)切削的方式制备的。
并且，所切削的硅片在粘有由切削油和研磨材料混合而成的浆料和混合有切削粉末(saw dust)的废浆料的状态下，移动到洗净装备(线锯清洗器)，在混合有洗净剂(表面活性剂)的水(洗净液，DIWater)施加超声波来洗净的洗净过程而制备成太阳能电池用硅片，或通过研磨蚀刻工序而制备成半导体用硅片。在如上所述的硅锭加工工序中发生在洗净液中混合有浆料和切削粉末的一定量的硅废水。
由此，在现有技术中利用如下方法，即，通过加压式MF膜对上述硅废水进行一次过滤来生产生产水，并再使用该生产水，通过对在过滤时所发生的废浓缩水进行浸渍型UF膜过滤而再使用所获得的UF处理水，直接废弃所残留的浓缩水。
但是，对硅废水进行一次处理时所残留的浓缩液由于过浓缩而导致发生二次实施的UF膜堵塞等的异常现象，不能正常进行二次过滤的问题。由此，不能从硅废水回收规定量以上的生产水而存在难以提高生产水回收率的问题。
并且，因为直接废弃在硅废水中发生的废浓缩水，由此发生每吨6～8万韩币的废弃理费用，导致了废弃费用的上升。
发明内容
为解决上述问题的不足，本发明的目的在于提供一种对硅废水进行二次处理时将回收率提高到规定值以上的，利用硅废水的氢能源生产系统及利用硅废水的氢能源生产方法。
本发明的另一目的在于提供一种从硅废水生产氢气而额外获得能源的，利用硅废水的氢能源生产系统及利用硅废水的氢能源生产方法。
根据本发明的另一目的在于，提供一种对废水中最终残留废弃物进行固化而减少废弃物重量，由此有效降低废弃所需的废弃费用的，利用硅废水的氢能源生产系统及利用硅废水的氢能源生产方法。
本发明是以如下方式实现的。本发明的利用硅废水的氢能源生产系统，包括：
UF处理槽，对硅废水进行UF(Ultra Filtration)膜过滤处理，从而分离成UF处理水和硅浓缩废液;
管道混合器，与上述UF处理槽连通，将上述已分离的硅浓缩废液和从外部输送到的碱性物质彼此混合;
氢气生产水槽，与上述管道混合器连通，将上述已混合的硅浓缩废液和碱性物质彼此反应而发生氢气。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括废液储存槽，与上述UF处理槽连通，储存已分离的硅浓缩废液而供给到管道混合器。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括：
第一生产水槽，与上述UF处理槽连通，储存已分离的UF处理水;
加热水供给槽，与上述第一生产水槽连通，对UF处理水供给加热水。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括碱性物质槽，该碱性物质槽与上述管道混合器连通，通过储存碱性物质而供给到管道混合器。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产系统，其中，上述碱性物质槽，与除湿器电连接，通过上述除湿器使得已储存的碱性物质的湿度保持规定值。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括氢气收集槽，与上述氢气生产水槽连通，收集所生成的氢气。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括酸度调节器，该酸度调节器与上述氢气生产槽连通，储存酸性物质而供给到氢气生产水槽，由此中和与氢气一起生成的碱性用水。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括第二生产水槽，该第二生产水槽与上述氢气生产水槽连通，储存所生成的上层液。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产系统，进一步包括圆心分离器，与上述氢气生产水槽连通，接受通过中和所生成的沉淀物后，脱去水分而排出到外部。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产系统，其中，上述圆心分离器，与UF处理槽及第二生产水槽连通，接受上述UF处理槽的硅浓缩废液和在上述第二生产水槽沉淀的沉淀物后，脱去水分而排出到外部。
并且，为解决上述的本发明的课题，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产方法，包括如下阶段：
对硅废水进行UF(Ultra Filtration)膜过滤处理，从而分离成UF处理水和硅浓缩废液的阶段;
将上述已分离的硅浓缩废液和碱性物质彼此混合的阶段;
将上述已混合的硅浓缩废液和碱性物质反应，从而获得氢气和碱性用水的阶段;
将上述碱性用水通过酸性物质中和而获得上层液和沉淀物的阶段。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产方法，进一步包括将通过对上述沉淀物进行脱水而获得的固型粉废弃的阶段。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产方法，上述碱性物质是从由NaOH、KOH、MgOH、CaOH2、FeOH2、NH4OH、Na2CO3、NaBH4及它们的混合物所组成的组中选择的一种。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产方法，其中，上述碱性用水的pH为12～13。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产方法，其中，上述酸性物质是从HCl、HNO3及它们的混合物所组成的组中选择的一种。
并且，根据本发明的利用硅废水的氢能源生产方法，其中，上述中和是进行到碱性用水的pH为7～10。
根据本发明，可实现对从硅废水中可再使用的处理水进行二次处理，使得回收率提高到规定值以上的效果。
并且，根据本发明，可实现从硅废水中收集氢气而额外获得新的能源的效果。
并且，根据本发明，可实现对废水中最终残留废弃物进行固化而减少废弃物重量，由此有效降低废弃所需的废弃费用的效果。