某企业单晶硅二期项目废水处理工艺方案

2020-07-27任丽

商品与质量 2020年18期

关键词：原水活性污泥物化

任丽

南京工大环境科技南通有限公司江苏南通 226000

实施本高效单晶硅电池片项目污水处理站是实现适应新的发展需要、促进处理中心与周边环境循环经济模式可持续发展的重要保障措施之一。

1 设计规模

根据建设单位提供的基础资料可知：二期设计综合废水水量：3600t/d。

2 设计进水水质

根据建设单位提供的相关设计文件，设计进水水质如表1：（除标注量纲和 pH 外，其余量纲均为 mg/L，水量单位为 m3/d）。

表1 设计进水水质

3 设计出水水质

根据本项目环评报告要求，本工程出水排入下游市政污水处理厂，设计出水水质排放标准执行《电池工业污染物排放标准（GB30484-2013）》中的间接排放标准，水质指标如表2：（除 pH 外，其余量纲均为 mg/L）

表2 设计出水水质

4 水质特点分析

4.1 原水 F 离子含量非常高且波动范围大

F 离子含量高峰时达到3000mg/L，而出水水质要求 F 离子浓度在8mg/L 以下。首先 F 离子无法通过生物处理得到有效去除，只能采用物化处理措施进行处置；其次，F 离子浓度过高导致采用一级反应沉淀无法满足8mg/L 的排放标准，结合类似的工程经验，应至少采用二级混凝沉淀，方可保证出水氟化物浓度低于8mg/L。

4.2 原水 TN 含量非常高，出水 TN 要求严格

本项目原水TN 最高可达到1500mg/L，TN 平均浓度约1000mg/L，出水要求 TN ＜40mg/L，但是原水中 COD 约300mg/L，C/N 为 0．3：1，C/N 严重失调，常规生物脱氮工艺要求 C/N 至少在3 以上，方可不需要考虑外加碳源。因而本工程需要外加碳源将出水 TN 指标控制到排放要求的限值，同时由于原水TN 浓度过高，传统的A/O 工艺脱氮速率较低，很难满足要求，需要采用高效脱氮工艺与传统A/O 工艺进行组合，方可保证TN及COD 去除效果。

4.3pH 波动大且有酸雾挥发

原水为多种废水的混合，各种废水 pH 差别巨大。含氟废水由于 F 离子含量较高，如混合废水 pH 偏酸性，存在酸雾挥发可能，HF 具有强烈的腐蚀性，因而一方面需要对酸雾有中和措施，另一方面需充分考虑利用各种废水进行充分的混合和调质，减少 pH 调节药剂的投加量。

4.4 废水物化预处理产泥较多，池体易板结

由于本项目 F 离子含量非常高，常规去除 F 离子都会投加大量的石灰，产生大量的物化污泥，如果物化系统相关池体结构设置不合理或搅拌不到位，容易造成相关设备的损坏及孔洞的堵塞，进而导致物化系统的崩溃。

5 废水处理工艺流程

6 工艺说明

6.1pH 调节

本项目三种废水的 pH 差别较大，其中：一般酸碱废水 pH:4-6，浓酸废水pH:2-4，浓碱废水 pH:12-14，同时浓酸中含有大量的 F 离子，极易生成 HF 酸雾。在有多种废水 pH 差别较大的情况下，均优先考虑利用原水自身 pH 进行预中和，大大降低后续处理单元的中和药剂投加量的同时，实现污水水质的相对稳定，保证后续处理单元的稳定运行。因而应将浓酸废水和浓碱废水利用现有收集池单独收集，并定量的输送至一般酸碱废水调节池内进行预中和。

6.2 物化沉淀反应

目前国内常用的含氟废水处理方法为沉淀法。化学沉淀法是通过投加钙盐等化学药品，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。该方法简单、处理方便，费用低，但石灰溶解度低，只能以乳状液投加，且产生的CaF2 沉淀包裹在Ca（OH）2 颗粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量大。处理后的废水中氟含量一般只能下降到15mg/L，很难达到国标一级标准。而且存在泥渣沉降缓慢，脱水困难，处理大流量排放物周期长。本方案用液体氯化钙作为传统石灰的补充，解决了石灰溶解度低，不能充分被利用，操作环境差等缺点，且采用二级沉淀，使F离子稳定达标。

6.2.1 高效脱总氮

高效脱总氮技术是针对高浓度硝酸盐氮废水研发的总氮去除技术，适合处理总氮浓度在500-2000mg/L 的高难度废水，占地面积小，脱氮效率高。

·多点布水系统

传统穿孔管布水方式由于布水面积较大，孔隙的范围不足以覆盖整个区域，容易造成布水不均匀和死角的存在。多点布水系统使得布水更均匀，有利于颗粒污泥的形成，在水流上升过程中形成很好的搅拌作用，使泥水充分混合，提高脱氮效果。

· 高效反硝化菌

通过控制pH、重金属、盐分、COD 以及有毒物质的含量等外界因素变化，筛选出高效的反硝化菌添加进反应器中，能够适应工业废水水质波动的特点。

· 颗粒污泥浓度高

通过添加少量微量元素，形成基体，细菌与基体接近后，通过细菌的附属物或通过多聚物的粘接，将细菌粘接到基体上。随着粘连到基体上的细菌数目的增多，形成多种微生物群系互营发生的聚集体。

6.2.2 A/O+MBR

本方案采用氧化沟式生化反应池。氧化沟工艺兼具推流式和完全混合式的优点，内循环功耗较低。同时氧化沟池型运行流畅，运营管理简便。

MBR 又称膜生物反应器，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中的二沉池的水处理技术，大大提高固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌的出现，提高了生化反应速率。

本方案采用浸没式高效双叠平板膜和传统活性污泥生物处理法相结合的方式来完成污水的处理。双叠式平板膜可以替代传统活性污泥法工艺中的二沉池和颗粒过滤介质器。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浓度可以达到8000 到20000mg/L，比传统活性污泥法高2 到5 倍，在达到同样处理效果的情况下，反应池所需容积更小，使得系统的占地更加紧凑。