某企業(yè)單晶硅二期項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

實施本高效單晶硅電池片項目污水處理站是實現(xiàn)適應新的發(fā)展需要、促進處理中心與周邊環(huán)境循環(huán)經(jīng)濟模式可持續(xù)發(fā)展的重要保障措施之一。

1 設計規(guī)模

根據(jù)建設單位提供的基礎資料可知：二期設計綜合廢水水量：3600t/d。

2 設計進水水質(zhì)

根據(jù)建設單位提供的相關設計文件，設計進水水質(zhì)如表1：（除標注量綱和 pH 外，其余量綱均為 mg/L，水量單位為 m3/d）。

表1 設計進水水質(zhì)

3 設計出水水質(zhì)

根據(jù)本項目環(huán)評報告要求，本工程出水排入下游市政污水處理廠，設計出水水質(zhì)排放標準執(zhí)行《電池工業(yè)污染物排放標準（GB30484-2013）》中的間接排放標準，水質(zhì)指標如表2：（除 pH 外，其余量綱均為 mg/L）

表2 設計出水水質(zhì)

4 水質(zhì)特點分析

4.1 原水 F 離子含量非常高且波動范圍大

F 離子含量高峰時達到3000mg/L，而出水水質(zhì)要求 F 離子濃度在8mg/L 以下。首先 F 離子無法通過生物處理得到有效去除，只能采用物化處理措施進行處置；其次，F(xiàn) 離子濃度過高導致采用一級反應沉淀無法滿足8mg/L 的排放標準，結(jié)合類似的工程經(jīng)驗，應至少采用二級混凝沉淀，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 要求嚴格

本項目原水TN 最高可達到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 指標控制到排放要求的限值，同時由于原水TN 濃度過高，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 工藝進行組合，方可保證TN及COD 去除效果。

4.3pH 波動大且有酸霧揮發(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 具有強烈的腐蝕性，因而一方面需要對酸霧有中和措施，另一方面需充分考慮利用各種廢水進行充分的混合和調(diào)質(zhì)，減少 pH 調(diào)節(jié)藥劑的投加量。

4.4 廢水物化預處理產(chǎn)泥較多，池體易板結(jié)

由于本項目 F 離子含量非常高，常規(guī)去除 F 離子都會投加大量的石灰，產(chǎn)生大量的物化污泥，如果物化系統(tǒng)相關池體結(jié)構設置不合理或攪拌不到位，容易造成相關設備的損壞及孔洞的堵塞，進而導致物化系統(tǒng)的崩潰。

5 廢水處理工藝流程

6 工藝說明

6.1pH 調(diào)節(jié)

本項目三種廢水的 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 進行預中和，大大降低后續(xù)處理單元的中和藥劑投加量的同時，實現(xiàn)污水水質(zhì)的相對穩(wěn)定，保證后續(xù)處理單元的穩(wěn)定運行。因而應將濃酸廢水和濃堿廢水利用現(xiàn)有收集池單獨收集，并定量的輸送至一般酸堿廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)進行預中和。

6.2 物化沉淀反應

目前國內(nèi)常用的含氟廢水處理方法為沉淀法。化學沉淀法是通過投加鈣鹽等化學藥品，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。該方法簡單、處理方便，費用低，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，很難達到國標一級標準。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。本方案用液體氯化鈣作為傳統(tǒng)石灰的補充，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，且采用二級沉淀，使F離子穩(wěn)定達標。

6.2.1 高效脫總氮

高效脫總氮技術是針對高濃度硝酸鹽氮廢水研發(fā)的總氮去除技術，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區(qū)域，容易造成布水不均勻和死角的存在。多點布水系統(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反應器中，能夠適應工業(yè)廢水水質(zhì)波動的特點。

· 顆粒污泥濃度高

通過添加少量微量元素，形成基體，細菌與基體接近后，通過細菌的附屬物或通過多聚物的粘接，將細菌粘接到基體上。隨著粘連到基體上的細菌數(shù)目的增多，形成多種微生物群系互營發(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池。氧化溝工藝兼具推流式和完全混合式的優(yōu)點，內(nèi)循環(huán)功耗較低。同時氧化溝池型運行流暢，運營管理簡便。

MBR 又稱膜生物反應器，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，是一種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中的二沉池的水處理技術，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)，提高了生化反應速率。

本方案采用浸沒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到8000 到20000mg/L，比傳統(tǒng)活性污泥法高2 到5 倍，在達到同樣處理效果的情況下，反應池所需容積更小，使得系統(tǒng)的占地更加緊湊。

7 結(jié)語

單晶硅電池片項目的廢水治理是一項系統(tǒng)工程，采用“二級加鈣沉淀+高效脫氮工藝+A/O+MBR”的組合工藝，滿足在現(xiàn)有的預留區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)廢水的穩(wěn)定的達標排放。