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太陽能光伏制造廢水除氟降氮處理技術(shù)

  由于晶體硅太陽能電池板生產(chǎn)過程中大量使用氫氟酸、硝酸等化學(xué)品,從而產(chǎn)生高濃度含氟含氮生產(chǎn)廢水。廢水除氟常用的方法為絮凝沉淀,降氮方法有協(xié)同反硝化等,江蘇省某硅片太陽能板生產(chǎn)企業(yè)采用兩級絮凝沉淀+反硝化+A/O工藝對生產(chǎn)廢水進(jìn)行除氟降氮,根據(jù)中試監(jiān)測結(jié)果,生產(chǎn)廢水中氟化物、總氮、硝酸鹽氮和氨氮去除率分別為99.6%、96.8%、98.3%和66.7%。本文以該企業(yè)為例,介紹其生產(chǎn)廢水除氟降氮工藝及運(yùn)行監(jiān)測效果。

  1、廢水 >

  江蘇省某光伏企業(yè)主要從事太陽能級及電子級多晶硅片、單晶硅片的研發(fā)與生產(chǎn),太陽能電池及組件的研發(fā)。該企業(yè)硅片生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氟、含氮廢水主要 >

  2、廢水水質(zhì)情況

  2.1 廢水水量、水質(zhì)

  根據(jù)企業(yè)自檢及多次取樣的檢測結(jié)果,各工段生產(chǎn)廢水水量、水質(zhì)如表1所示。

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  注:含酸廢水主要 >

  2.2 設(shè)計(jì)排放要求

  企業(yè)生產(chǎn)廢水經(jīng)廠內(nèi)預(yù)處理后接入?yún)^(qū)域市政污水管網(wǎng),送污水處理廠集中處理,生產(chǎn)廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《GB30484-2013電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表2中的間接排放標(biāo)準(zhǔn),具體見表2。

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  3、廢水處理工藝

  3.1 廢水處理工藝

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  3.2 工藝流程說明

  3.2.1 除氟

  (1)調(diào)節(jié)池

  含酸廢水、高氟廢水和低氟廢水排入調(diào)節(jié)池中,平均停留時(shí)間約9h。調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量后,由調(diào)節(jié)池提升泵送至一級除氟反應(yīng)池。

  (2)一級除氟反應(yīng)池、一級除氟沉淀池

  一級除氟反應(yīng)池內(nèi)加入石灰乳液,并通過pH計(jì)控制石灰投加系統(tǒng)的啟停,廢水中的氟與石灰反應(yīng)生成氟化鈣。待池中pH穩(wěn)定后,加入PAM,廢水中懸浮物絮凝。反應(yīng)池底部設(shè)有攪拌機(jī),避免池底出現(xiàn)沉淀。

  一級除氟反應(yīng)池出水自流進(jìn)入一級除氟沉淀池,廢水中的懸浮物,在重力作用下慢慢沉降。上清液自流進(jìn)入二級除氟系統(tǒng),污泥排入物化污泥池。

  (3)二級除氟反應(yīng)池、二級除氟沉淀池

  二級除氟反應(yīng)池內(nèi)加入氯化鈣溶液,并通過pH計(jì)監(jiān)控池中pH值,廢水中的氟與投加的氯化鈣反應(yīng)生成氟化鈣。待池中pH穩(wěn)定后,依次加入聚合硫酸鐵和PAM。反應(yīng)池底部設(shè)有攪拌機(jī),避免池底出現(xiàn)沉淀。

  二級除氟反應(yīng)池出水自流進(jìn)入二級除氟沉淀池,廢水中的懸浮物在重力作用下慢慢沉降。上清液自流進(jìn)入脫氮裝置,污泥排入物化污泥池。

  3.2.2 脫氮

  廢水中氮的主要形態(tài)為硝態(tài)氮,企業(yè)采用高效脫氮菌種和高效反應(yīng)器,利用甲醇和營養(yǎng)鹽作為主要反硝化電子供體,通過反硝化微生物將硝態(tài)氮還原為氮?dú)?,從而達(dá)到脫氮目標(biāo)。

  反硝化細(xì)菌是化能異養(yǎng)菌,總的反硝化方程為:

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  反硝化速率的決定因素為反硝化細(xì)菌的活性和反硝化細(xì)菌的數(shù)量,企業(yè)采用的高效生物脫氮技術(shù)中的菌種的比活性高達(dá)1.6gNO-3—N/gVSS.d,反硝化細(xì)菌的濃度可以達(dá)到17g/L,菌種活性和菌種數(shù)量是傳統(tǒng)反硝化工藝的5~10倍。

  企業(yè)采用的高效生物脫氮反應(yīng)器內(nèi)置特殊的三相分離器模塊,具有良好氣液分離效果和傳質(zhì)效果,可有效形成反硝化顆粒污泥,提高反應(yīng)器的污泥濃度,從而提高整體的處理負(fù)荷。(1)高效脫氮進(jìn)水池

  高效脫氮進(jìn)水池的主要功能是調(diào)節(jié)廢水的pH、溫度、營養(yǎng)鹽和C/N比,以適合高效生物脫氮反應(yīng)器的正常運(yùn)行。pH通過投加H2SO4來調(diào)節(jié),溫度通過蒸汽來調(diào)節(jié)。作為碳源的甲醇和營養(yǎng)鹽也投加到該進(jìn)水池中。并設(shè)有潛水?dāng)嚢铏C(jī)對廢水進(jìn)行攪拌,起到防止其中的固形物沉淀及均勻混和的作用。進(jìn)水池的出水由高效脫氮供料泵輸送至高效生物脫氮反應(yīng)器。

  (2)高效脫氮反應(yīng)器

  高效脫氮進(jìn)水池的廢水通過提升泵提升進(jìn)入高效脫氮反應(yīng)器,廢水中的硝態(tài)氮被還原成氮?dú)馀懦觯瑥亩_(dá)到對氮的去除。

  3.2.3 A/O系統(tǒng)

  為了確保在高效脫氮系統(tǒng)啟動(dòng)和檢修時(shí),污水設(shè)施排水能達(dá)標(biāo)排放,企業(yè)設(shè)置了A/O系統(tǒng)。

  高效脫氮反應(yīng)器出水自流進(jìn)入缺氧池,利用廢水中的有機(jī)成分作為碳源,將混合液中硝基氮還原為氮?dú)狻:醚醭厝コ鬯械腃OD,將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。好氧池出水自流進(jìn)入二沉池,在重力作用下,實(shí)現(xiàn)泥水分離。二沉池的進(jìn)口底部設(shè)貯泥斗,采用刮泥機(jī)機(jī)械清泥。

  二沉池出水自流進(jìn)入組合氣浮中,氣浮出水達(dá)標(biāo)排放,污泥則通過氣浮污泥泵排入現(xiàn)有生化污泥池。

  3.2.4 污泥處理單元

  污水處理設(shè)施產(chǎn)生的物化污泥主要為含氟污泥,利用板框脫水機(jī)脫水后外運(yùn)處置,生化污泥利用疊螺脫水后外運(yùn)處置。

  4、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

  企業(yè)污水處理設(shè)施構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。

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  5、運(yùn)行情況

  企業(yè)廢水處理設(shè)施進(jìn)行了中試,根據(jù)中試實(shí)驗(yàn)報(bào)告,各處理單元主要污染物出水濃度及去除率統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。

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  6、結(jié)語

  中試期間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,企業(yè)高含氟含氮廢水經(jīng)高效脫氮反應(yīng)器處理后,處理效果良好,系統(tǒng)對氟化物、總氮、硝酸鹽氮、氨氮的總?cè)コ史謩e為99.6%、96.8%、98.3%、66.7%,各污染物濃度均可滿足《GB30484-2013電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中表2間接排放標(biāo)準(zhǔn)要求。( >

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