某企業(yè)單晶硅二期項(xiàng)目廢水處理工藝方案

任麗

南京工大環(huán)境科技南通有限公司 江蘇南通 226000

實(shí)施本高效單晶硅電池片項(xiàng)目污水處理站是實(shí)現(xiàn)適應(yīng)新的發(fā)展需要、促進(jìn)處理中心與周邊環(huán)境循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式可持續(xù)發(fā)展的重要保障措施之一。

1 設(shè)計(jì)規(guī)模

根據(jù)建設(shè)單位提供的基礎(chǔ)資料可知：二期設(shè)計(jì)綜合廢水水量：3600t/d。

2 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

根據(jù)建設(shè)單位提供的相關(guān)設(shè)計(jì)文件，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表1：（除標(biāo)注量綱和 pH 外，其余量綱均為 mg/L，水量單位為 m3/d）。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

3 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

根據(jù)本項(xiàng)目環(huán)評(píng)報(bào)告要求，本工程出水排入下游市政污水處理廠，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB30484-2013）》中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)指標(biāo)如表2：（除 pH 外，其余量綱均為 mg/L）

表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

4 水質(zhì)特點(diǎn)分析

4.1 原水 F 離子含量非常高且波動(dòng)范圍大

F 離子含量高峰時(shí)達(dá)到3000mg/L，而出水水質(zhì)要求 F 離子濃度在8mg/L 以下。首先 F 離子無(wú)法通過(guò)生物處理得到有效去除，只能采用物化處理措施進(jìn)行處置；其次，F(xiàn) 離子濃度過(guò)高導(dǎo)致采用一級(jí)反應(yīng)沉淀無(wú)法滿足8mg/L 的排放標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合類(lèi)似的工程經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)至少采用二級(jí)混凝沉淀，方可保證出水氟化物濃度低于8mg/L。

4.2 原水 TN 含量非常高，出水 TN 要求嚴(yán)格

本項(xiàng)目原水TN 最高可達(dá)到1500mg/L，TN 平均濃度約1000mg/L， 出 水 要 求 TN ＜40mg/L， 但 是 原 水 中 COD 約300mg/L，C/N 為 0．3：1，C/N 嚴(yán)重失調(diào)，常規(guī)生物脫氮工藝要求 C/N 至少在3 以上，方可不需要考慮外加碳源。因而本工程需要外加碳源將出水 TN 指標(biāo)控制到排放要求的限值，同時(shí)由于原水TN 濃度過(guò)高，傳統(tǒng)的A/O 工藝脫氮速率較低，很難滿足要求，需要采用高效脫氮工藝與傳統(tǒng)A/O 工藝進(jìn)行組合，方可保證TN及COD 去除效果。

4.3pH 波動(dòng)大且有酸霧揮發(fā)

原水為多種廢水的混合，各種廢水 pH 差別巨大。含氟廢水由于 F 離子含量較高，如混合廢水 pH 偏酸性，存在酸霧揮發(fā)可能，HF 具有強(qiáng)烈的腐蝕性，因而一方面需要對(duì)酸霧有中和措施，另一方面需充分考慮利用各種廢水進(jìn)行充分的混合和調(diào)質(zhì)，減少 pH 調(diào)節(jié)藥劑的投加量。

4.4 廢水物化預(yù)處理產(chǎn)泥較多，池體易板結(jié)

由于本項(xiàng)目 F 離子含量非常高，常規(guī)去除 F 離子都會(huì)投加大量的石灰，產(chǎn)生大量的物化污泥，如果物化系統(tǒng)相關(guān)池體結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理或攪拌不到位，容易造成相關(guān)設(shè)備的損壞及孔洞的堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致物化系統(tǒng)的崩潰。

5 廢水處理工藝流程

6 工藝說(shuō)明

6.1pH 調(diào)節(jié)

本項(xiàng)目三種廢水的 pH 差別較大，其中：一般酸堿廢水 pH:4-6，濃酸廢水pH:2-4，濃堿廢水 pH:12-14，同時(shí)濃酸中含有大量的 F 離子，極易生成 HF 酸霧。在有多種廢水 pH 差別較大的情況下，均優(yōu)先考慮利用原水自身 pH 進(jìn)行預(yù)中和，大大降低后續(xù)處理單元的中和藥劑投加量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)污水水質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定，保證后續(xù)處理單元的穩(wěn)定運(yùn)行。因而應(yīng)將濃酸廢水和濃堿廢水利用現(xiàn)有收集池單獨(dú)收集，并定量的輸送至一般酸堿廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行預(yù)中和。

6.2 物化沉淀反應(yīng)

目前國(guó)內(nèi)常用的含氟廢水處理方法為沉淀法?；瘜W(xué)沉淀法是通過(guò)投加鈣鹽等化學(xué)藥品，形成氟化物沉淀或氟化物被吸附于所形成的沉淀物中而共同沉淀。該方法簡(jiǎn)單、處理方便，費(fèi)用低，但石灰溶解度低，只能以乳狀液投加，且產(chǎn)生的CaF2 沉淀包裹在Ca（OH）2 顆粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量大。處理后的廢水中氟含量一般只能下降到15mg/L，很難達(dá)到國(guó)標(biāo)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。而且存在泥渣沉降緩慢，脫水困難，處理大流量排放物周期長(zhǎng)。本方案用液體氯化鈣作為傳統(tǒng)石灰的補(bǔ)充，解決了石灰溶解度低，不能充分被利用，操作環(huán)境差等缺點(diǎn)，且采用二級(jí)沉淀，使F離子穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

6.2.1 高效脫總氮

高效脫總氮技術(shù)是針對(duì)高濃度硝酸鹽氮廢水研發(fā)的總氮去除技術(shù)，適合處理總氮濃度在500-2000mg/L 的高難度廢水，占地面積小，脫氮效率高。

·多點(diǎn)布水系統(tǒng)

傳統(tǒng)穿孔管布水方式由于布水面積較大，孔隙的范圍不足以覆蓋整個(gè)區(qū)域，容易造成布水不均勻和死角的存在。多點(diǎn)布水系統(tǒng)使得布水更均勻，有利于顆粒污泥的形成，在水流上升過(guò)程中形成很好的攪拌作用，使泥水充分混合，提高脫氮效果。

· 高效反硝化菌

通過(guò)控制pH、重金屬、鹽分、COD 以及有毒物質(zhì)的含量等外界因素變化，篩選出高效的反硝化菌添加進(jìn)反應(yīng)器中，能夠適應(yīng)工業(yè)廢水水質(zhì)波動(dòng)的特點(diǎn)。

· 顆粒污泥濃度高

通過(guò)添加少量微量元素，形成基體，細(xì)菌與基體接近后，通過(guò)細(xì)菌的附屬物或通過(guò)多聚物的粘接，將細(xì)菌粘接到基體上。隨著粘連到基體上的細(xì)菌數(shù)目的增多，形成多種微生物群系互營(yíng)發(fā)生的聚集體。

6.2.2 A/O+MBR

本方案采用氧化溝式生化反應(yīng)池。氧化溝工藝兼具推流式和完全混合式的優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)循環(huán)功耗較低。同時(shí)氧化溝池型運(yùn)行流暢，運(yùn)營(yíng)管理簡(jiǎn)便。

MBR 又稱(chēng)膜生物反應(yīng)器，是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，是一種用膜分離過(guò)程取代傳統(tǒng)活性污泥法中的二沉池的水處理技術(shù)，大大提高固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。

本方案采用浸沒(méi)式高效雙疊平板膜和傳統(tǒng)活性污泥生物處理法相結(jié)合的方式來(lái)完成污水的處理。雙疊式平板膜可以替代傳統(tǒng)活性污泥法工藝中的二沉池和顆粒過(guò)濾介質(zhì)器。由于平板膜的截留作用不需要污泥的沉淀，平板膜在膜池中的污泥濃度可以達(dá)到8000 到20000mg/L，比傳統(tǒng)活性污泥法高2 到5 倍，在達(dá)到同樣處理效果的情況下，反應(yīng)池所需容積更小，使得系統(tǒng)的占地更加緊湊。

7 結(jié)語(yǔ)

單晶硅電池片項(xiàng)目的廢水治理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，采用“二級(jí)加鈣沉淀+高效脫氮工藝+A/O+MBR”的組合工藝，滿足在現(xiàn)有的預(yù)留區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)廢水的穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放。