申請日2015.09.22

　　公開(公告)日2015.12.16

　　IPC分類號C02F9/14; C02F101/16; C02F101/14

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種含氟離子和硝酸根離子的廢水的處理方法。具體而言，該方法包括如下步驟：1)調(diào)節(jié)控制參數(shù);2)反硝化脫氮;3)泥水分離;4)沉淀除氟;5)絮凝沉淀;和6)出水回流調(diào)節(jié)。與先除氟后脫氮的傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明的處理方法通過對進水水質(zhì)(如離子濃度及pH值等控制參數(shù))進行預(yù)先調(diào)節(jié)，避免了進水水質(zhì)的大幅波動對后續(xù)反硝化過程的脫氮能力產(chǎn)生影響，實現(xiàn)了先脫氮后除氟的全新工藝，降低了傳統(tǒng)工藝中除氟過程需大量投加堿液和反硝化過程需大量投加酸液的處理成本，更加適應(yīng)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種含氟離子和硝酸根離子的廢水的處理方法，其包括如下步驟：

　　1)調(diào)節(jié)控制參數(shù)：在調(diào)節(jié)池中收集含氟離子和硝酸根離子的廢水，任選地調(diào)節(jié)廢水中氟離子的濃度或pH值，滿足參數(shù)要求后，將調(diào)節(jié)池中的廢水導(dǎo)出;

　　2)反硝化脫氮：調(diào)節(jié)池出水進入反硝化池后，向反硝化池中投加過量有機物作為電子供體，利用反硝化細菌使硝酸根離子轉(zhuǎn)化為氮氣而除去后，將反硝化池中的廢水導(dǎo)出;

　　3)泥水分離：反硝化池出水進入沉淀池后，實現(xiàn)反硝化污泥與廢水的分離，然后將沉淀池中的廢水導(dǎo)出;

　　4)沉淀除氟：沉淀池出水進入除氟池后，首先向除氟池中投加氧化鈣，直至廢水的pH值達到10，然后向除氟池中投加過量氯化鈣，利用同離子效應(yīng)使氟離子形成氟化鈣沉淀而除去后，將除氟池中的廢水導(dǎo)出;

　　5)絮凝沉淀：除氟池出水進入絮凝沉淀池后，向絮凝沉淀池中投加絮凝劑，使難以沉淀的微小顆粒絮凝成易于沉淀的大顆粒并與廢水分離后，將絮凝沉淀池中的廢水導(dǎo)出，即可完成一輪含氟離子和硝酸根離子的廢水的處理;

　　6)出水回流調(diào)節(jié)：根據(jù)步驟1)中的參數(shù)要求，通過回流系統(tǒng)使一部分絮凝沉淀池出水流回調(diào)節(jié)池，用于對后續(xù)收集的廢水中氟離子的濃度和pH值進行調(diào)節(jié)，并進入下一輪的廢水處理;

　　其中，步驟1)中的參數(shù)要求如下：首先，控制氟離子的濃度在1000mg/L以下;其次，控制pH值呈酸性，并且隨著硝酸根離子濃度的增加而下調(diào)pH值，以便控制反硝化池出水的pH值在8.5~9之間。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的處理方法，其特征在于，步驟2)中所述反硝化池采用連續(xù)流工藝，有利于保持pH值穩(wěn)定以及接種污泥顆粒。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的處理方法，其特征在于，步驟2)中作為電子供體的所述有機物選自甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖中的任意一種或其組合。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的處理方法，其特征在于，步驟5)中所述絮凝劑包括無機絮凝劑和有機絮凝劑。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的處理方法，其特征在于，所述無機絮凝劑選自硫酸鋁絮凝劑、鐵鹽絮凝劑、石灰絮凝劑、活性硅絮凝劑中的任意一種或其組合。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的處理方法，其特征在于，所述有機絮凝劑選自淀粉絮凝劑、明膠絮凝劑、藻朊酸鈉絮凝劑、聚丙烯酰胺絮凝劑中的任意一種或其組合。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的處理方法，其特征在于，步驟6)中所述回流系統(tǒng)通過回流泵驅(qū)動。

　　8.一種用于實施根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述處理方法的處理系統(tǒng)，其由調(diào)節(jié)池、反硝化池、沉淀池、除氟池、絮凝沉淀池和回流系統(tǒng)組成，其中調(diào)節(jié)池、反硝化池、沉淀池、除氟池和絮凝沉淀池依次連接，廢水從調(diào)節(jié)池流入并從絮凝沉淀池流出，完成一輪處理過程;回流系統(tǒng)介于絮凝沉淀池和調(diào)節(jié)池之間，使一部分絮凝沉淀池出水流回調(diào)節(jié)池，用于對后續(xù)收集的廢水進行調(diào)節(jié)，并進入下一輪的處理。

　　說明書

　　一種含氟離子和硝酸根離子的廢水的處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含氟離子和硝酸根離子的廢水的處理方法。

　　背景技術(shù)

　　近年來，光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展給現(xiàn)代社會帶來了巨大的經(jīng)濟利益，同時也帶來了新的環(huán)境問題。在多晶硅片的生產(chǎn)過程中，蝕刻(通常為硝酸-氫氟酸混合蝕刻)廢液以及清洗蝕刻后的硅晶片所產(chǎn)生的廢水中會包含一定量的氟離子和硝酸根離子，此類廢水的pH較低，含氟、硝氮較高，對人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴重威脅。

　　在處理此類廢水時，為了避免氟離子對反硝化過程的影響，大多先采用化學(xué)沉淀法除氟，再進行生物脫氮。在除氟之前，需要將pH值調(diào)節(jié)至堿性，投加氧化鈣或氫氧化鈣以及利用同離子效應(yīng)投加氯化鈣來沉淀除氟。另外，由于反硝化過程是pH值升高的原因，后續(xù)脫氮還需投加酸來下調(diào)pH值，因此處理成本較高，極大地限制了工業(yè)化應(yīng)用規(guī)模。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種用于處理含氟離子和硝酸根離子的工業(yè)廢水的新方法。該方法通過調(diào)節(jié)控制參數(shù)來實現(xiàn)“先脫氮后除氟”的處理工藝，減少了廢水處理過程中酸堿的投加量，極大地降低了處理成本。

　　具體而言，本發(fā)明提供了一種含氟離子和硝酸根離子的廢水的處理方法，其包括如下步驟：

　　1)調(diào)節(jié)控制參數(shù)：在調(diào)節(jié)池中收集含氟離子和硝酸根離子的廢水，任選地調(diào)節(jié)廢水中氟離子的濃度或pH值，滿足參數(shù)要求后，將調(diào)節(jié)池中的廢水導(dǎo)出;

　　2)反硝化脫氮：調(diào)節(jié)池出水進入反硝化池后，向反硝化池中投加過量有機物作為電子供體，利用反硝化細菌使硝酸根離子轉(zhuǎn)化為氮氣而除去后，將反硝化池中的廢水導(dǎo)出;

　　3)泥水分離：反硝化池出水進入沉淀池后，實現(xiàn)反硝化污泥與廢水的分離，然后將沉淀池中的廢水導(dǎo)出;

　　4)沉淀除氟：沉淀池出水進入除氟池后，首先向除氟池中投加氧化鈣，直至廢水的pH值達到10，然后向除氟池中投加過量氯化鈣，利用同離子效應(yīng)使氟離子形成氟化鈣沉淀而除去后，將除氟池中的廢水導(dǎo)出;

　　5)絮凝沉淀：除氟池出水進入絮凝沉淀池后，向絮凝沉淀池中投加絮凝劑，使難以沉淀的微小顆粒絮凝成易于沉淀的大顆粒并與廢水分離后，將絮凝沉淀池中的廢水導(dǎo)出，即可完成一輪含氟離子和硝酸根離子的廢水的處理;

　　6)出水回流調(diào)節(jié)：根據(jù)步驟1)中的參數(shù)要求，通過回流系統(tǒng)使一部分絮凝沉淀池出水流回調(diào)節(jié)池，用于對后續(xù)收集的廢水中氟離子的濃度和pH值進行調(diào)節(jié)，并進入下一輪的廢水處理。

　　其中，步驟1)中所述參數(shù)要求如下：首先，控制氟離子的濃度在1000mg/L以下，以免對微生物產(chǎn)生毒性而影響后續(xù)反硝化過程;其次，控制pH值呈酸性，并且隨著硝酸根離子濃度的增加而下調(diào)pH值，以便控制反硝化池出水的pH值在8.5~9之間，以減少后續(xù)除氟池調(diào)節(jié)pH所需堿的投加量。

　　其中，步驟2)中所述反硝化池采用連續(xù)流工藝，不僅有利于保持反硝化池中的pH值穩(wěn)定，而且有利于接種污泥顆粒，增加其對環(huán)境波動的抗沖擊能力。

　　其中，步驟2)中作為電子供體的所述有機物選自甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖中的任意一種或其組合，優(yōu)選甲醇。

　　其中，步驟2)中所述反硝化細菌是一種能引起反硝化作用的細菌，多為異養(yǎng)兼性厭氧細菌(如反硝化桿菌、斯氏桿菌、螢氣極毛桿菌等)，廣泛分布于土壤、廄肥和污水中。在無氧條件下，反硝化細菌利用硝酸中的氧來氧化有機物，進而獲得自身生命活動所需的能量，并將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣。

　　其中，步驟5)中所述絮凝劑包括無機絮凝劑和有機絮凝劑;所述無機絮凝劑選自硫酸鋁絮凝劑、鐵鹽絮凝劑、石灰絮凝劑、活性硅絮凝劑中的任意一種或其組合，優(yōu)選硫酸鋁絮凝劑，所述有機絮凝劑選自淀粉絮凝劑、明膠絮凝劑、藻朊酸鈉絮凝劑、聚丙烯酰胺絮凝劑中的任意一種或其組合，優(yōu)選聚丙烯酰胺絮凝劑。

　　其中，步驟6)中所述回流系統(tǒng)通過回流泵驅(qū)動。

　　另一方面，本發(fā)明還提供了一種用于實施上述處理方法的處理系統(tǒng)，其由調(diào)節(jié)池、反硝化池、沉淀池、除氟池、絮凝沉淀池和回流系統(tǒng)組成，其中調(diào)節(jié)池、反硝化池、沉淀池、除氟池和絮凝沉淀池依次連接，廢水從調(diào)節(jié)池流入并從絮凝沉淀池流出，完成一輪處理過程;回流系統(tǒng)介于絮凝沉淀池和調(diào)節(jié)池之間，使一部分絮凝沉淀池出水流回調(diào)節(jié)池，用于對后續(xù)收集的廢水進行調(diào)節(jié)，并進入下一輪的處理。

　　與先除氟后脫氮的傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明的處理方法通過對進水水質(zhì)(如離子濃度及pH值等控制參數(shù))進行預(yù)先調(diào)節(jié)，避免了進水水質(zhì)的大幅波動對后續(xù)反硝化過程的脫氮能力產(chǎn)生影響，實現(xiàn)了先脫氮后除氟的全新工藝，降低了傳統(tǒng)工藝中除氟過程需大量投加堿液和反硝化過程需大量投加酸液的處理成本，更加適應(yīng)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。