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行監(jiān)測效果。

　　1、廢水來源及特性

　　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、含氮廢水主要來源于硅片酸洗、開孔、擴孔、清洗等工序。

　　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。

　　注:含酸廢水主要來源于高濃度酸洗工序，高氟廢水來源于挖孔、擴孔、酸洗等工序，低氟廢水主要來源于水洗、酸洗等工序。

　　2.2 設(shè)計排放要求

　　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)廢水污染物排放標準執(zhí)行《GB30484-2013電池工業(yè)污染物排放標準》表2中的間接排放標準，具體見表2。

　　3、廢水處理工藝

　　3.1 廢水處理工藝

　　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，避免池底出現(xiàn)沉淀。

　　一級除氟反應(yīng)池出水自流進入一級除氟沉淀池，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，避免池底出現(xiàn)沉淀。

　　二級除氟反應(yīng)池出水自流進入二級除氟沉淀池，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)氮還原為氮氣，從而達到脫氮目標。

　　反硝化細菌是化能異養(yǎng)菌，總的反硝化方程為:

　　反硝化速率的決定因素為反硝化細菌的活性和反硝化細菌的數(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1.6gNO-3―N/gVSS.d，反硝化細菌的濃度可以達到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荷。(1)高效脫氮進水池

　　高效脫氮進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)鹽也投加到該進水池中。并設(shè)有潛水攪拌機對廢水進行攪拌，起到防止其中的固形物沉淀及均勻混和的作用。進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

　　高效脫氮進水池的廢水通過提升泵提升進入高效脫氮反應(yīng)器，廢水中的硝態(tài)氮被還原成氮氣排出，從而達到對氮的去除。

　　3.2.3 A/O系統(tǒng)

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

　　高效脫氮反應(yīng)器出水自流進入缺氧池，利用廢水中的有機成分作為碳源，將混合液中硝基氮還原為氮氣。好氧池去除污水中的COD，將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。好氧池出水自流進入二沉池，在重力作用下，實現(xiàn)泥水分離。二沉池的進口底部設(shè)貯泥斗，采用刮泥機機械清泥。

　　二沉池出水自流進入組合氣浮中，氣浮出水達標排放，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，利用板框脫水機脫水后外運處置，生化污泥利用疊螺脫水后外運處置。

　　4、構(gòu)筑物設(shè)計

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

　　5、運行情況

　　企業(yè)廢水處理設(shè)施進行了中試，根據(jù)中試實驗報告，各處理單元主要污染物出水濃度及去除率統(tǒng)計結(jié)果見表4。

　　6、結(jié)語

　　中試期間統(tǒng)計數(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)污染物排放標準》中表2間接排放標準要求。(來源：江蘇智環(huán)科技有限公司)